在石化工业中,高架火炬是一种用于燃烧上游生产过程中产生的废气的重要装置。然而火炬运行时通常存在不完全燃烧现象,主要表现为以下两种形式: (1)由于热值低引起的未燃烧的可挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOC)排放;(2)由于空气不足引起的黑烟排放。近年来,火炬工业领域开始尝试用光学方法对其燃烧状态进行遥测。介绍了高架火炬排放中采用的几种光学监测技术,包括被动式傅里叶变换红外(Passive Fourier Transform Infrared, PFTIR)光谱技术、中红外超光谱相机监测技术、自然光消光法(Line-Of-Sight Attenuation using Sky-light, Sky-LOSA)和双波长红外传感器监测技术,并从基本原理、应用和进展等方面对其进行了阐述。最后对光学遥测在高架火炬领域的技术发展和应用前景进行了分析。

为了实现世界气象组织对大气压力廓线和地表压力特别高的探测精度,需要消除湍流对距离分辨差分吸收激光雷达和路径积分差分吸收激光雷达的干扰。探测/参考双波束被转换成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光后被同时发射出去,经大气后的回波再被1/4波片、偏振分束片以及两个F-P标准具重新分离而被检测到。差分吸收激光雷达的除法、对数和积分运算由模拟电路进行对称的实时处理,这样有利于减小由双通道差异化带来的误差。差分吸收激光雷达的探测波束脉冲与参考波束脉冲同路径传输、同时发射、同时接收,可抵消大气随机运动等因素对系统的共模干扰。模拟研究结果表明,差分吸收激光雷达采取严格的对称性安排,是一个可提高系统探测精度的十分有益的举措。

为了验证二类超晶格红外探测器的性能,设计了探测器的驱动电路。因红外探测器的灵敏度高,设计了低噪声电源偏置电路,优化了电路板的布局。结合320×256长波红外焦平面组件特点设计的驱动电路为探测器组件提供电源与偏置电压、时序与控制信号。实验结果表明,该驱动电路能基本满足二类超晶格红外成像系统低噪声、高精度的要求。

为满足需要全天候定时定点发布航空气象报文的民用航空气象从业人员的特殊应用需求,开发出了一种结合人体感应状态探测、报文发布状态监控以及声光语音告警的综合监控系统。该系统基于红外探测技术、单片机技术以及计算机编程技术,可通过探测人员工作状态和解码航空气象报文内容信息来判断报文发送状态。由于可以自动调用后台告警模块进行告警,本文系统是一种可监控整个报文发送过程的综合监控告警系统。

回转窑是工业生产中熟料煅烧的核心设备,生产过程中需要对其进行实时监测,防止温度过高引发事故。现代工业采用红外测温方法实时监测回转窑的表面温度,在监测过程中需要进行实时故障定位。传统方法对回转窑实时监测时,普遍使用二维图像显示回转窑的表面温度,这种热像图的直观性差,立体感不强。针对上述问题,提出了一种新方法,对回转窑的表面温度场进行三维重建,并以伪彩显示出回转窑整个表面的温度信息。实验表明,生成的回转窑温度场的三维立体模型比传统热像图的效果更好,更容易被工作人员辨识,有利于工业生产。

地基光电系统白天在可见光波段对空间目标观测时,因受大气散射等因素的影响,探测能力会急剧下降。红外波段较可见光波段具有较强的大气穿透能力,因此在红外波段观测空间目标可以较好地解决白天探测的问题。利用MODTRAN模型计算了不同大气成分对中波红外透射率的影响并进行了分析,并用中波红外成像系统在地基望远镜上进行了观测。实验结果表明,中波红外探测器在白天能极限探测到7等星,平均信噪比为6.236。本研究对白天红外波段地基的空间探测具有一定参考意义。

在过去的50多年中，采用碲镉汞材料的红外探测器技术发生了很大的变化，从整块晶体生长和单个光电探测器制备发展到了非常复杂的外延生长材料和高密度成像焦平面阵列。然而，现在的基于碲镉汞的红外系统依然离不开笨重且昂贵的低温制冷技术。因此，人们把这一领域的研究与发展重点集中在了提高像元密度，降低冷却功率和提高加工成品率上。

引线互联是红外探测器封装的关键工艺之一,而采用何种引线则会直接影响红外探测器组件的电学、力学和热学性能。引线互联需要考虑引线的材料、线径、长度和引线工艺,因而红外探测器封装中通过采用多种引线来满足不同需求。系统介绍了红外探测器封装所用引线的电学、力学和热学性能,重点测试和分析了金丝、硅铝丝、铂金丝等引线在大气和真空环境下的熔断电流。大气环境下引线的熔断电流明显大于真空环境下,并与经验公式的结果基本一致。该研究可为航天用红外探测器封装的引线选择提供参考。