[发明专利]热成像仪单黑体温控MRTD野外在线自动检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电仪器计量设备，具体地说是一种热成像仪单黑体温控MRTD野外在线自动检测装置及检测方法。

背景技术

近年来红外热成像技术发展迅速，红外热成像设备几乎运用于各个领域。红外热成像设备技术含量高、结构精密、电路系统复杂，由于其结构工艺及技术特点而与一般的机电类仪器设备相比，在客观上故障率较高，因此对红外热成像设备性能参数的检测就显得尤为重要。

评价热成像设备性能的一个重要参数是最小可分辨温差(简称“MRTD”)。MRTD的定义为：对于空间频率的高宽比为7∶1的亮暗相间的四条纹处于均匀的背景中，在观察者刚好能分辨出四条纹图案时的四条纹与背景之间的温差，即为该空间频率下的MRTD。

MRTD函数是表征热成像系统热灵敏度和高频极限分辨力的综合度量，它是带有主观判断定义的物理量，融合了系统的成像质量、显示器和人眼观察等因素，能够较全面反映热成像系统的温度分辨力和空间分辨力。

MRTD的传统检测方法是基于专业检测人员主观判断得到的，其结果受检测人员的影响较大，检测结果不稳定，测试周期长，可重复性差。虽然目前也存在一些MRTD的客观检测方法，但这些检测方法操作繁琐、稳定性较差，容易受到外界因素的影响，大多是在实验室环境下进行，检测装置复杂，体积较大，需要光学平台，从准备工作到完成检测需要的时间较长，而且一般采用双黑体控制目标与环境的温差，这样不仅增加了检测设备的体积和重量，而且在野外复杂的环境温度变化条件下，很难实现精确的温差控制，这些均不能满足野外在线检测的需要。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种热成像仪单黑体温控MRTD野外在线自动检测装置，以实现红外热成像设备在野外环境下的MRTD检测。

本发明的目的之二就是提供一种热成像仪单黑体温控MRTD野外在线自动检测方法，以解决红外热成像设备在野外环境下的MRTD检测问题。

本发明是的目的之一这样实现的：一种热成像仪单黑体温控MRTD野外在线自动检测装置，包括有：

单黑体温差发生器，与微机控制处理系统相接，用于产生模拟目标与环境间的红外辐射温差；

红外准直光学系统，与所述单黑体温差发生器相接，用于接收所述单黑体温差发生器产生的红外辐射温差，以形成无限远的目标供被检热成像仪接收；

图像采集系统，与微机控制处理系统相接，用于采集被检热成像仪的单帧或者实时的成像结果，并向微机控制处理系统进行传送；以及

微机控制处理系统，与所述单黑体温差发生器和所述图像采集系统相接，用于对输入的被检热成像仪的单帧或者实时的成像结果进行分析和计算处理。

本发明所述单黑体温差发生器是由单个面源黑体与四杆靶和温差控制电路连接组成。采用单黑体温度控制技术来模拟目标与背景的温差，通过采用两个温度传感器来分别探测四杆靶和面源黑体的温度，根据探测到的四杆靶温度和预设温差值的大小，来控制面源黑体温度，通过反馈调节，使模拟温差维持在预设温差值。

本发明所述红外准直光学系统是采用折返式结构的同轴卡塞格林平行光管，用来接收单黑体温差发生器的红外辐射温差，以形成无限远的目标供被检热成像仪接收。

本发明所述图像采集系统是由CCD和图像采集卡组成。图像采集卡通过USB接口与微机相连，形成移动式的图像处理工作站。微机控制处理系统通过图像采集卡对CCD进行控制；单帧或者实时的采集被检测仪器的成像结果，传输到微机处理系统中进行分析处理。

本发明在所述微机控制处理系统中设置有自动测试模块。

本发明采用单黑体温度控制技术来模拟目标与环境的温差，不仅减小了检测装置的体积和重量，而且提高了在野外环境下对温差的控制精确，采用带有自动测试模块的微机控制处理系统实现了对MRTD参数的自动检测。本发明检测装置的体积重量小，精度有保证，操作简便，自动化程度高，而且装置中各系统可以相互脱离，便于拆装，便携性好，能够很好地适用于红外热成像仪MRTD的野外在线检测。

本发明是的目的之二这样实现的：一种热成像仪单黑体温控MRTD野外在线自动检测方法，按以下步骤进行：

a、由微机控制处理系统通过温差控制电路调节单黑体温差发生器中的面源黑体的温度，使单黑体温差发生器中的四杆靶与环境产生需要的红外辐射温差；

b、用无色差的同轴卡塞格林平行光管将上述红外辐射温差进行准直后，形成无穷远的目标进入被检热成像仪的物镜；