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紅外線輻照度計(jì)算
發(fā)布時(shí)間：2014-10-21 18:34:44點(diǎn)擊數(shù)：
輻射能量計(jì)算是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要一步。當(dāng)輻射源被視作點(diǎn)源時(shí)，或是視作面源時(shí)，采用的輻照度計(jì)算方法是不同的。任何輻射源都具有一定尺寸，不可能是一個(gè)幾何點(diǎn)。所謂點(diǎn)源、面源也不是根據(jù)輻射源尺寸大小來(lái)劃分的，而是根據(jù)輻射源的面積是否充滿儀器的測(cè)量視場(chǎng)。
如果輻射源的面積小于儀器視場(chǎng)的空間覆蓋，輻射源面積都是有效的，這樣的輻射源稱為點(diǎn)源。當(dāng)一個(gè)紅外搜索系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)方來(lái)襲導(dǎo)彈的張角遠(yuǎn)小于系統(tǒng)瞬時(shí)視場(chǎng)角時(shí)，盡管測(cè)到的輻射可能來(lái)自導(dǎo)彈的蒙皮、噴管、或尾焰，我們可以認(rèn)為全部輻射來(lái)自一點(diǎn)。此時(shí)，用輻射強(qiáng)度可以計(jì)算點(diǎn)源產(chǎn)生的輻照度。
當(dāng)我們?cè)诮嚯x用熱象儀測(cè)量導(dǎo)彈的尾焰輻射特性時(shí)，我們能得到尾焰溫度場(chǎng)空間分布的熱圖像。尾焰熱像由許多像素組成，每個(gè)像素的測(cè)量視場(chǎng)很小，它不能探測(cè)到全部尾焰。此時(shí)尾焰的輻射面積只有部分是有效的，故應(yīng)視作面源。我們可用輻射亮度來(lái)計(jì)算面源產(chǎn)生的輻照度。 紅外線測(cè)溫儀
點(diǎn)源產(chǎn)生的輻照度:
在不考慮輻射傳輸損失時(shí)，點(diǎn)源產(chǎn)生的輻照度與距離平方成反比。其原因是：盡管點(diǎn)源的輻射強(qiáng)度不變，點(diǎn)源對(duì)系統(tǒng)所張的立體角隨距離增加而減小。當(dāng)輻射源未充滿測(cè)量系統(tǒng)的視場(chǎng)覆蓋時(shí)，系統(tǒng)測(cè)得的輻射數(shù)據(jù)與距離等測(cè)量條件有關(guān),不能反映輻射源的真實(shí)情況。
面源產(chǎn)生的輻照度
如果輻射源的面積小于儀器視場(chǎng)的空間覆蓋，輻射源面積都是有效的，這樣的輻射源稱為點(diǎn)源。當(dāng)一個(gè)紅外搜索系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)方來(lái)襲導(dǎo)彈的張角遠(yuǎn)小于系統(tǒng)瞬時(shí)視場(chǎng)角時(shí)，盡管測(cè)到的輻射可能來(lái)自導(dǎo)彈的蒙皮、噴管、或尾焰，我們可以認(rèn)為全部輻射來(lái)自一點(diǎn)。此時(shí)，用輻射強(qiáng)度可以計(jì)算點(diǎn)源產(chǎn)生的輻照度。
當(dāng)我們?cè)诮嚯x用熱象儀測(cè)量導(dǎo)彈的尾焰輻射特性時(shí)，我們能得到尾焰溫度場(chǎng)空間分布的熱圖像。尾焰熱像由許多像素組成，每個(gè)像素的測(cè)量視場(chǎng)很小，它不能探測(cè)到全部尾焰。此時(shí)尾焰的輻射面積只有部分是有效的，故應(yīng)視作面源。我們可用輻射亮度來(lái)計(jì)算面源產(chǎn)生的輻照度。 紅外線測(cè)溫儀
點(diǎn)源產(chǎn)生的輻照度:
在不考慮輻射傳輸損失時(shí)，點(diǎn)源產(chǎn)生的輻照度與距離平方成反比。其原因是：盡管點(diǎn)源的輻射強(qiáng)度不變，點(diǎn)源對(duì)系統(tǒng)所張的立體角隨距離增加而減小。當(dāng)輻射源未充滿測(cè)量系統(tǒng)的視場(chǎng)覆蓋時(shí)，系統(tǒng)測(cè)得的輻射數(shù)據(jù)與距離等測(cè)量條件有關(guān),不能反映輻射源的真實(shí)情況。
面源產(chǎn)生的輻照度
儀器接收到的輻射通量取決于它的接收面積和接收立體角，而儀器的接收面積與它的有效孔徑有關(guān)，接收立體角與系統(tǒng)視場(chǎng)有關(guān)。因此，有效孔徑及視場(chǎng)是儀器最基本的參數(shù)。
對(duì)面源來(lái)講，當(dāng)測(cè)量距離確定后，由于儀器視場(chǎng)的限制，源發(fā)射面積中只有部分是有效的。由于有效孔徑的限制，源向空間發(fā)射的能量只有落在有限的立體角內(nèi)的部分能被系統(tǒng)所接收。
如忽略傳輸損失，輻射源的亮度等于儀器接收端的輻亮度。如考慮傳輸損失，兩者也僅差一個(gè)傳輸效率。
上述結(jié)論雖是通過(guò)一個(gè)特例導(dǎo)出的，實(shí)際上它反映了一個(gè)封閉光束在無(wú)損失的同種介質(zhì)傳輸時(shí)亮度的傳遞關(guān)系,具有普遍的意義。不僅光束源端和接收端的亮度是相等的，在封閉光束的各個(gè)截面的亮度也處處相等，我們稱之為亮度守恒定律。
由于利用輻射的一些基本定律可較為方便地求得源的輻亮度，接收輻亮度則等于源的輻亮度，或源的輻亮度乘以傳輸效率。知道了儀器接收的輻亮度，就不難求得輻照度和輻射功率。當(dāng)測(cè)量方向與儀器光軸重合時(shí)，公式更為簡(jiǎn)潔。 紅外線測(cè)溫儀
照射在熱像儀的照度與熱像儀至墻的距離無(wú)關(guān)。距離增加時(shí)，每個(gè)像元能看到的有效輻射面積與距離的平方成正比，而光斑對(duì)熱像儀所張的立體角與距離平方成反比，只要發(fā)散光斑還是充滿像元視場(chǎng)，輻射面積的增加完全補(bǔ)償了立體角的減小，熱像儀收到的輻射通量不變，即照度不變。
如忽略傳輸損失，輻射源的亮度等于儀器接收端的輻亮度。如考慮傳輸損失，兩者也僅差一個(gè)傳輸效率。
上述結(jié)論雖是通過(guò)一個(gè)特例導(dǎo)出的，實(shí)際上它反映了一個(gè)封閉光束在無(wú)損失的同種介質(zhì)傳輸時(shí)亮度的傳遞關(guān)系,具有普遍的意義。不僅光束源端和接收端的亮度是相等的，在封閉光束的各個(gè)截面的亮度也處處相等，我們稱之為亮度守恒定律。
由于利用輻射的一些基本定律可較為方便地求得源的輻亮度，接收輻亮度則等于源的輻亮度，或源的輻亮度乘以傳輸效率。知道了儀器接收的輻亮度，就不難求得輻照度和輻射功率。當(dāng)測(cè)量方向與儀器光軸重合時(shí)，公式更為簡(jiǎn)潔。 紅外線測(cè)溫儀
照射在熱像儀的照度與熱像儀至墻的距離無(wú)關(guān)。距離增加時(shí)，每個(gè)像元能看到的有效輻射面積與距離的平方成正比，而光斑對(duì)熱像儀所張的立體角與距離平方成反比，只要發(fā)散光斑還是充滿像元視場(chǎng)，輻射面積的增加完全補(bǔ)償了立體角的減小，熱像儀收到的輻射通量不變，即照度不變。
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