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第1章 红外热像仪概述1

1.1红外热像仪简介1

1.2红外热像仪的发展3

1.3红外热像仪的组成及工作原理4

1.3.1红外热像仪的组成部分5

1.3.2红外热像仪工作原理12

1.3.3红外热像仪的主要性能参数15

参考文献16

第2章 红外辐射基本理论18

2.1概述18

2.2黑体的红外辐射规律20

2.2.1辐射的光谱分布规律——普朗克辐射定律20

2.2.2辐射光谱的移动规律——维恩位移定律21

2.2.3辐射功率随温度的变化规律——斯特藩-玻尔兹曼定律22

2.2.4黑体辐射能按波段的分布22

2.3实际物体的红外辐射规律23

2.4辐射度学的一些基本概念26

2.4.1常用辐射量27

2.4.2辐射度量中的基本规律29

2.4.3发射率及其变化规律30

2.4.4吸收率及其变化规律34

2.4.5反射率及其变化规律35

2.4.6反射率、吸收率和发射率之间的关系37

2.5红外辐射的大气传输37

2.5.1大气吸收39

2.5.2大气散射40

2.5.3大气辐射传输的计算43

参考文献45

第3章 红外热成像测温原理47

3.1概述47

3.2红外测温原理48

3.3红外温度测量方法52

3.3.1温度的直接测量法52

3.3.2温度的相对测量法53

3.3.3双波段测温法53

3.4物体发射率测量方法54

3.4.1利用热像仪测量表面发射率的误差分析55

3.4.2几种测量发射率的方法55

参考文献57

第4章 红外成像测温误差分析与修正方法60

4.1红外测温误差计算分析60

4.1.1被测物体表面发射率的影响61

4.1.2被测物体表面吸收率误差的影响63

4.1.3大气透射率误差的影响63

4.1.4大气发射率误差的影响64

4.1.5大气温度误差的影响65

4.1.6环境温度误差的影响65

4.1.7辐射温度的影响65

4.2探测器温度对非制冷微测辐射热计热像仪测温的影响与修正66

4.2.1非制冷微测辐射热计热像仪测温原理与计算67

4.2.2探测器温度对测温的影响68

4.2.3修正原理及方法68

4.2.4实验验证72

4.3太阳辐射对红外热像仪测温误差的影响73

4.3.1测温原理74

4.3.2测温计算及误差分析74

4.3.3太阳辐射吸收率对测量误差的影响75

4.3.4太阳辐射的影响75

4.4邻近高温物体对红外测温的影响76

4.4.1测温计算及误差分析77

4.4.2高温物体对测温的影响分析78

4.5反射温度补偿法对红外测温的修正与补偿计算81

4.5.1红外热像仪测温原理与计算81

4.5.2反射温度补偿法及其原理81

4.5.3误差分析与补偿效果比较83

4.5.4实验验证87

参考文献88

第5章 非漫射体红外热成像测温技术90

5.1实际物体红外热像仪测温原理90

5.2红外热像仪测温计算92

5.3实际物体温度测量实验验证93

5.3.1实验仪器介绍93

5.3.2实际物体辐射特性的实验95

5.3.3被测物体周围存在高温物体的反射温度补偿法实验100

5.4一种测量实际物体发射率的实用方法104

5.4.1测量原理104

5.4.2实验验证105

参考文献106

第6章 基于变谱法的红外热像仪测温技术108

6.1红外热像仪测温原理与计算108

6.1.1红外热像仪测温原理108

6.1.2热探测器响应度分析109

6.1.3非制冷红外热像仪测温计算111

6.1.4测温公式准确性的实验验证113

6.2红外热像仪测温的变谱法114

6.2.1变谱法的原理114

6.2.2技术实现115

6.3灰体材料的测温116

6.3.1灰体材料测温原理116

6.3.2测温方法验证117

6.4郎伯体材料的测温120

6.4.1郎伯体材料的测温原理120

6.4.2测量方法验证121

6.5复杂背景环境中红外热像仪测温的变谱法124

6.5.1理论基础124

6.5.2方法验证126

参考文献129

第7章 红外热像仪的标定与性能测试131

7.1黑体型辐射源131

7.1.1黑体和黑体型辐射源131

7.1.2典型黑体辐射源的结构133

7.2黑体腔的有效发射率134

7.3红外热像仪的标定137

7.3.1准确度校准137

7.3.2测温一致性校准138

7.4红外热像仪性能测试138

7.4.1噪声等效辐射测试138

7.4.2等效噪声温差测试139

7.4.3最小可分辨温差测试140

7.4.4最小可探测温差测试142

7.4.5相对光谱响应测试143

参考文献143

第8章 军事目标红外热成像温度测量技术144

8.1军事目标测温模型与测温计算145

8.2军事目标表面发射率的测量技术147

8.2.1影响发射率大小的因素分析147

8.2.2测量发射率的方法149

8.3大气透射率的测量150

8.3.1大气衰减的原因150

8.3.2现有大气影响的修正方法评述151

8.3.3大气透射率计算法152

8.3.4大气透射率的现场标定法153

8.3.5一种测量大气透射率的方法154

8.4背景辐射的修正155

8.4.1太阳辐射155

8.4.2天空背景辐射157

8.4.3地表辐射158

8.4.4等效背景辐射的测量158

参考文献159

第9章 海面温度的红外热成像测温技术161

9.1海面反射率与发射率计算161

9.2海面辐射分析167

9.3海面温度测量原理170

9.3.1垂直海面方向温度测量171

9.3.2观测方向天顶角较大时海面温度测量171

9.3.3考虑太阳辐射影响时海面温度的测量原理173

参考文献175