[发明专利]一种红外相机在不同环境下的噪声等效温差的测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学检测领域，特别涉及一种红外相机在不同环境下的噪声等效温差的测量装置和方法。

背景技术

以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。

利用红外相机测量野外目标的红外辐射特性的过程中，往往需要先计算测量红外相机的有效作用距离，根据有效作用距离估算红外相机的测量距离。一般地，红外相机的测量距离应小于有效作用距离。噪声等效温差NETD是影响有效作用距离的计算准确性的关键参数。NETD一般在实验室内进行测量和计算，测量时的环境温度为20℃左右。由于自然环境中的环境温度在-20～40℃范围内，温度相差较大，且红外辐射是一种热辐射，因此野外测量时温度对NETD的测量结果的影响较大。

传统的NETD测量装置和方法不能得到不同环境温度下红外相机的NETD值，红外相机进行野外测量时的准确性较差。

因此，现有技术中需要一种能够解决由于不能得到不同环境温度下红外相机的NETD值而导致红外相机进行野外测量时的准确性较差的问题的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够模拟野外环境进行不同环境的NETD的测量进而提高红外相机进行野外测量时的准确性的技术方案。

根据本发明的一个方面，提出一种红外相机在不同环境下的噪声等效温差NETD的测量装置。

根据本发明的红外相机在不同环境下的噪声等效温差NETD的测量装置，其特征在于包括：黑体辐射单元、图像转化单元、温度控制单元、环境模拟单元，以及数据处理单元，其中，黑体辐射单元包括黑体辐射源和半月靶板；半月靶板固定地设置在图像转化单元下表面的靠近图像转化单元前表面的一端，黑体辐射源设置在半月靶板的下方；黑体辐射源输出的红外辐射经半月靶板进入图像转化单元；图像转化单元为矩形结构，图像转化单元的前表面固定地设置在环境模拟单元的红外辐射入口的一侧，用于将黑体辐射单元输出的红外辐射转化为平行光输入环境模拟单元；温度控制单元与环境模拟单元通信，控制环境模拟单元的环境温度；环境模拟单元的背对于红外辐射入口的一侧的下方设置有气孔，气孔与高纯氩气气源连接，用于为环境模拟单元提供高纯氩气；红外相机设置在环境模拟单元的红外辐射入口处，接收平行光，将平行光转化成图像信号并输出至数据处理单元；数据处理单元与红外相机通信，接收图像信号，并根据图像信号计算红外相机的NETD值。

根据本发明的测量装置的一个优选的实施例，环境模拟单元与图像转化单元之间设置有可以开启和关闭的测量窗口；测量窗口开启时，图像转化单元将平行光输入环境模拟单元。

根据本发明的测量装置的再一个优选的实施例，第一气流量大于第二气流量；其中，环境模拟单元调节环境温度时，气孔的气流量为第一气流量；环境模拟单元的环境温度平衡时，气孔的气流量为第二气流量。

根据本发明的测量装置的又一个优选的实施例，图像转化单元下表面的靠近图像转化单元的前表面的内部设置有转向平面镜；黑体辐射单元输出的红外辐射经半月靶板后，被转向平面镜反射并进入图像转化单元。

根据本发明的测量装置的还一个优选的实施例，图像转化单元的后表面的内侧设置有离轴抛物面镜；被转向平面镜反射的红外辐射经离轴抛物面镜转化为平行光并输出至图像转化单元的前表面。

根据本发明的另一个方面，提出一种红外相机在不同环境下的噪声等效温差NETD的测量方法。

根据本发明的红外相机在不同环境下的噪声等效温差NETD的测量方法，包括：S01.设置环境模拟单元的温度；S02.利用环境模拟单元模拟设定温度下的环境，具体包括：关闭环境模拟单元的红外辐射入口，向环境模拟单元中充入高纯氩气，使环境模拟单元的环境温度达到预设温度；S03.将黑体辐射单元输出的红外辐射转化为平行光输入环境模拟单元；S04.开启所述环境模拟单元的红外辐射入口；S05.将平行光转化成图像信号并输出至数据处理单元；S06.根据图像信号计算红外相机的NETD值。

根据本发明的测量方法的一个优选的实施例，在S04步骤之前，所述测量方法进一步包括：待环境模拟单元中的温度平衡后，减小高纯氩气的气流量，使环境模拟单元的温度和压强维持在平衡的状态。

根据本发明的测量方法的再一个优选的实施例，S03步骤具体包括：在图像转化单元下表面的靠近环境模拟单元的内部设置转向平面镜；黑体辐射单元输出的红外辐射经半月靶板后，被转向平面镜反射并进入图像转化单元；在图像转化单元的背对于环境模拟单元的一端的内侧设置离轴抛物面镜，转向平面镜反射的红外辐射经离轴抛物面镜转化为平行光。