红外与激光工程
2023, 52(1): 20220339
安徽大学物理与材料科学学院, 安徽 合肥 230601
水雾环境对红外辐射有着较强的衰减作用。在工业生产中水雾环境十分常见, 连铸二冷区铸坯的冷却装置采用的就是人工水雾系统, 而准确掌握连铸二冷区铸坯表面温度对提高产品质量的稳定性具有重要意义。针对二冷区大量水雾对连铸坯表面非接触式测温存在干扰的问题, 提出了一种基于 Mie 散射理论的校正方法。首先根据现场使用的气水喷嘴进行模拟实验, 分析现场水雾的水流分布, 建立水雾状态模型; 然后分析水雾状态模型下红外辐射的衰减特性, 通过模拟试验计算得到相应的消光系数, 并利用朗伯比尔定律得到红外辐射衰减的校正因子, 将校正因子添加至非接触式红外测温系统中进行实时温度值的校正。研究表明, 通过校正因子的导入能够有效地提高非接触式红外测温系统的精度。
Mie 散射理论 水雾 辐射衰减 校正因子 红外测温 Mie scattering theory water mist radiation attenuation correction factor infrared temperature measurement 大气与环境光学学报
2022, 17(4): 476
海军大连舰艇学院 航海系, 辽宁 大连 116018
为了研究新一代舰载红外探测系统在海雾条件下的探测能力, 以黄海海雾为实验环境, 以非制冷型红外热像仪为探测器, 分别在不同强度的海雾中以不同性质的红外辐射源为探测对象进行了成像实验, 并结合红外辐射在海雾中的衰减模型进行了量化研究。衰减模型可分为物理模型和经验模型两大类, 分别对其在不同强度海雾下的衰减曲线进行了对比分析, 并根据实测结果进行了拟合分析, 结果表明: 在轻雾条件下, 实际观测的结果几乎与物理模型一致; 在较浓海雾条件下, 以经验模型计算的结果与观测结果相差较小; 而在特浓海雾条件下, 以经验模型计算的结果较接近于实际观测。
黄海平流雾 8~12 μm波段 辐射衰减 实验研究 Yelow Sea advection fog 8-12 μm waveband radiation attenuation experimental study 红外与激光工程
2019, 48(7): 0704005
中国人民解放军 91336部队, 河北 秦皇岛 066000
利用细水雾的红外消光作用, 将舰船目标笼罩在一层水雾之中, 能够有效减弱目标与背景的辐射能量差异, 降低红外探测设备对目标的发现或识别概率。首先, 从辐射传递方程出发, 对传递方程进行了一定的简化, 得出比布格尔定律更为通用的辐射衰减公式。然后, 将水雾粒子视为满足对数正态分布的稀疏粒子群, 利用 Mie氏理论对水雾层的散射系数、衰减系数、吸收系数进行了计算, 并分析了水雾参数(浓度、平均粒子半径以及对数粒子半径偏差)对光谱消光性能的影响。最后, 经过合理的优化, 得出具有最佳光谱消光性能的水雾参数。计算结果表明: 当水雾浓度为 7 g/m3, 平均粒径为 4.m, 对数粒径偏差为 0.9时, 水雾对舰船目标具有最佳的消光性能。
光谱消光性能 红外辐射衰减 Mie理论 舰船水雾 spectral extinction performance infrared radiation attenuation Mie theory vessels water fog
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国人民解放军 63610部队, 新疆库尔勒 841001
针对机动红外测量系统单点非均匀性校正效果不佳、两点非均匀性校正制约条件多的难点, 提出了基于辐射衰减的 IRFPA(红外焦平面阵列)非均匀性校正新方法。该方法利用辐射衰减片使 IRFPA获得不同辐射响应, 实现非均匀性两点校正和分段两点校正。分段两点校正通过建立衰减倍率和 IRFPA灰度的响应曲线, 反演计算任意辐射所处的响应段落, 实现了无需定标黑体即可进行分段两点校正。实验结果表明, 基于辐射衰减的非均匀性校正效果优于常规方法, 在低背景辐射测量条件下校正均匀性提高 50%, 具有操作简便和环境适应性强的特点。
辐射衰减 非均匀性校正 辐射测量 radiation attenuation non-uniformity correction IRFPA IRFPA radiation measurement
1 东莞理工学院 电子工程学院， 广东 东莞 523106
2 重庆大学 电气工程学院， 重庆 400044
3 重庆交通大学 图书馆， 重庆 400074
由于晶体弯曲、电子多重散射和晶格热振动引起的粒子退道，辐射同原子相互作用引起的电离损失,以及系统非线性引起的全局分叉与混沌行为等，晶体摆动场辐射面临的问题比自由电子激光要复杂得多。首先，引入晶体摆动场自发辐射谱分布，并在简谐近似下讨论了运动方程、系统增益和能量衰减。结果表明：一般情况下辐射谱只有少数几条谱线，而在简谐近似下，谱线只有一条。其次，指出了辐射能量比较高时，衰减是主要的，选择的晶体长度必须小于衰减长度, 且可选择正电子或质子作炮弹；当辐射能量比较低时，退道是主要的，选择的晶体长度必须小于退道长度，且可选择重离子作炮弹。
摆动场辐射 谱分布 增益系数 辐射衰减 crystalline undulator radiation spectral distribution gain factor radiation attenuation
