针对热成像系统噪声等效温差的检测需求, 基于三维噪声模型阐述了热成像系统噪声的4个时间分量、3个空间分量, 分析了噪声常规计算方法。在此基础上, 提出了一种基于标准差的简便算法, 提高检测效率。进行了测试系统工程化设计, 阐述了NETD指标的计算方法和测试流程。开展了实验研究, 对两种三维噪声测试算法进行了验证与分析, 与进口设备进行了对比测试。结果表明, 本测试系统NETD指标检测重复性好、准确度高, 应用于多型热成像设备性能检测, 满足工程化保障需求。

油料池火焰内部分为不同燃烧区域, 目前对油池火内部传热特性研究较少。 针对油池火内部传热特性研究不足的现状, 构建了红外火焰光谱测试系统, 研究分析了92#汽油、 95#汽油及润滑油池火焰红外光谱特性, 对油池火焰不同燃烧区域的光谱信息进行了提取分析, 结果表明: 三种油料池火焰光谱特征相似, 存在多个CO2, H2O及炭黑颗粒等燃烧产物的特征发射波段, 3.4 μm处C—H伸缩振动峰明显; 火焰烟气区主要光谱特征为4～4.5 μm波段范围内高温CO2发射峰, 该区域火焰与空气换热剧烈, 温度变化不稳定, 火焰脉动频率较高; 火焰间歇区的光谱特征是4～4.5 μm波段范围内高温CO2发射峰, 与烟气区相比, 火焰间歇区脉动频率相对较低; 与烟气区及间歇区相比, 火焰连续区燃烧较为稳定, 该区域的光谱特征明显, 在2.5～3 μm波段范围内炭黑粒子发射光谱强度较高, 且在3.4 μm处存在C—H伸缩振动峰, 表明油料池火焰光谱3.4 μm处的特征峰由高温油蒸汽产生。 油池火焰不同燃烧区域光谱特征分析表明, 油池火焰液态油表面的“富燃料层”吸收火焰传热, 引起3.4 μm附近油蒸汽分子能级的改变。 油池火焰不同燃烧区域发射光谱强度计算表明, 火焰连续区的强度最大, 其次为间歇区, 火焰烟气区与空气对流强烈, 测得的发射光谱强度最低。 研究结果为火焰—油料传热模型的修正提供了参考。

针对油料火焰光谱特性研究不足的现状，通过构建全火焰红外测试系统，在室外开放空间条件下对多种油料及其他可燃物火焰的发射光谱进行了测试分析研究，光谱范围为1~14 μm。结果表明，蜂窝煤原始光谱信号最为特殊。其他燃料火焰光谱信号经db2 小波5 层分解后，92#汽油、95#汽油、0#柴油、航空煤油、润滑油火焰光谱低频分量特征相似，在1.2、3.4、4.5 μm 附近存在较强的发射峰。各油料火焰光谱第5 层细节系数重叠度较高。92#汽油、0#柴油火焰光谱低频分量及细节系数与其他燃料(木柴、酒精及纸张)相比特征明显。实验结论对基于光谱特性分析的油料火焰探测识别具有重要借鉴意义。

针对红外系统检测设备的小型便携化需求, 分析了检测仪的基本组成及对其进行小型设计的重点部位, 分别从优化设计指标、采用离轴抛物面多次反射光路设计、选用硬铝作为镜片加工材质等方面对红外平行光管进行了优化设计, 有效减小了光路系统的体积, 减轻了平行光管的重量。采用紫铜辐射面、热电制冷器、散热片等构造了小型高效的黑体辐射源结构, 设计了温度控制驱动电路, 实现了小型轻量的面源黑体。所研制的检测仪整机重量小于15 kg, 实现了小型便携, 并取得了理想的应用效果。

近红外分析技术已经广泛应用于岩石分析中,方法简单、快速、有效,可以在短期内分析较多样品,适合应用于区域地质物质成分的分析.近红外光谱中不同矿物分子会表现出不同的峰值特征,故对层土壤进行近红外分析,可以较精确的获得土壤中矿物成分、含水量、矿物结晶程度等信息.通过分析河套平原土壤样品,推测出其矿物成分、含水量、晶体结晶程度等,结合当地气候特征和地质环境,推测其物质来源和矿物形成环境,不仅完善了当地的地质特征,还对河套地区土壤的成因机制的研究有重要意义.实验结果表明,河套平原表层土壤的矿物主要由高岭石、蒙脱石、伊利石、白云母等蚀变矿物组成,从而推测其来源为阴山山脉中酸性岩体,同时提出阴山山脉在气候方面对河套平原土壤形成也有重要影响,内蒙古地区虽然为大陆性干旱气候,但降水量充足,且阴山山脉南北两侧的年平均降水量差异巨大,阴山山脉南部的年平均降水量较北部大,保证了河套平原湿润的环境,有利于沉积物充分蚀变,这些均为土壤成因机制的完善提出了新的研究方向.

为提高管道的运送效率，及时检测排除管道内壁的缺陷非常重要。提出利用超声红外无损检测方法对管道内部进行检测。超声主动热激励试件，高频红外热像仪记录试件表面温度变化，结合了超声摩擦生热和红外热成像的优点。对壁厚约为3.3mm检测难度较大的金属管内壁缺陷进行了检测。通过对采集数据和热图的处理分析，准确快速地确定缺陷所在的位置。实物对比分析表明：超声热激励红外无损检测技术可以对金属管道内壁缺陷进行准确检测定位。