宿军;王劲松;李延风;刘斯尧
【摘 要】红外热像仪各项性能的检测离不开红外成像系统性能测试设备,测试系统的校正对于性能参数的检测和修正至关重要.针对红外热像仪性能参数检测系统的参数检测需求,进行了系统校正方法的研究.设计完成了校正系统,利用物理温差与辐射温差的关系,测量得到一系列的温度分布曲线.采用最小二乘方法对测试数据进行线性拟合,完成了测试系统校正系数的标定.实验结果表明,该方法解决了检测系统校正的技术问题.满足标定测试要求.对于红外热像仪性能参数检测系统的应用具有重要的实用价值和意义.%The performance testing of infrared thermal imager is essential for the performance testing equipment. The calibration of the testing system is very important to the detection and correction of the performance parameters. In this paper,the correction method was discussed for the parameter detection requirements of infrared thermal imager parame-ter testing system. The calibration system was designed and completed. Using the relation between physical temperature difference and radiation temperature difference,a series of temperature distribution curves were obtain山西卫视小郭跑腿
ed. The calibration of the calibration coefficient was obtained by using the least square method to carry out the linear fitting of the test data. This method solved the technical problem of calibration and accorded with the requirements of calibration. It has impor-tant practical value and significance for the application of infrared thermal imager performance parameter testing system.
【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2018(041)002
【总页数】3页(P80-82)
【关键词】红外热像仪;最小可分辨温差;黑体辐射源
【作 者】宿军;王劲松;李延风;刘斯尧
【作者单位】长春理工大学 光电工程学院,长春130022;长春理工大学 光电工程学院,长春130022;长春理工大学 光电工程学院,长春130022;长春理工大学 光电工程学院,长春130022厦航王妍空事件
【正文语种】中 文
【中图分类】TN216
近几十年来，红外热像仪以其隐蔽性好、具有穿透烟、雾、雨、雪等限制以及可实现远距离全天候观察等优点，在侦查、导航、气象、医学热诊断、工业设备等诸多领域得到广泛应用，推动了国家经济建设的发展。随着红外热像仪研发和生产的日益更新，对相应的系统性能测试提出了更高的要求，其各项参数的检测也愈发重要，红外热像仪性能参数检测系统，控温准确，快速，能够完成最小可分辨温差［1］、最小可探测温差等红外热像仪重要性能参数的测试。系统校正方法的研究。很好地解决了测试系统标定的技术问题。对获得准确的、等指标测试数据，降低测试系统自身特性的影响，具有十分重要的意义。
1 检测系统工作原理及测量参数
1.1 工作原理
检测系统工作原理如图1所示。靶标位于准直仪的焦面上，模拟无穷远目标，使热像仪接收到近似于无穷远目标的平行光束。可变温差目标发生器为热像仪提供一个均匀可调的目标-
背景温差，经过反射式准直仪辐射到热像仪视场内，使靶标在热像仪视频图像上呈现一定对比度的图案，增加减小温差可使图案对比度增加或减小。通过热像仪视频图像实现对MRTD/MDTD、光轴一致性等参数的精确测试。
图1 检测系统工作原理图
1.2 检测参数
国标中规定用于评估红外热像仪性能的参数主要有零位走动量［2］、最小可分辨温差（MRTD）［3］、最小可探测温差（MDTD）［4］、噪声等效温差（NETD）和调制传递函数（MTF）。其中MRTD是综合评价红外热像仪的核心参数，是能表征红外热像仪热灵敏度和高频极限分辨力的综合度量。MDTD是一种能与受噪声限制的野外探测性能相关的参数［5，6］。
用于MRTD温差判读的靶标采用四杆靶形式，红外热像仪的MRTD为：
测量时，目标温度比背景温度高时（白杆），称为正温差ΔT1，目标温度比背景温度低时（黑杆），称为负温差ΔT2，取其绝对值的平均值。
MDTD的测试原理与MRTD类似。不同的是靶标形式采用圆孔靶。红外热像仪的MDTD为：
测量时，通过调节面源黑体温度，使目标温度逐渐高于背景温度，当观察亮圆斑时的温差，称之为正温差ΔT1′。继续降低温差，直到暗圆斑出现，称之为负温差ΔT2′，其中K是系统校正系数。该系统校正的量值传递基准是铂电阻温度计（二级标准），经过标准黑体对扫描辐射计进行校正，再用校准合格的辐射计对热像仪整机性能测试系统进行校正。
2 校正系统设计
深圳职业技术学院图书馆2.1 系统校正系数
系统黑体源辐射的是物理温差，经平面反射镜、抛物面镜反射后平行投射于热像仪，这过程中由于大气衰减、反射损失等因素，最后热像仪接收到的辐射能将减弱，也就是接收到辐射温差。辐射温差与物理温差之间的比值（测试很多组数据，再用最小二乘法计算斜率）即为系统校正系数。这个系数K经校正后，即可长期使用。
2.2 系统设计
基于准直光学系统的MTF、透射比及面源黑体发射率的影响，检测系统测量前需要进行系统校正标定。系统校正示意图如图2所示。设备配置图如图3所示。
图2 系统校正示意图
图3 校正系统布局图
心灵的回响
3 校正结果与讨论
进行系统较正，首先将四杆靶温差（物理温差）通过热源控制器降至-8℃（注：最大负温差不能低于黑体辐射温差表的下限，最大正温差不能高于黑体辐射温差表的上限），使用经标定的辐射计，在±1.5°角范围内，对其进行扫描。得到如图4结果。改变温差，测得不同温度（物理温差）下的靶标温差。得到一系列具有四个波峰，三个波谷的温度分布曲线。
中国领土争端图4 温度分布曲线图
对于负温差，将温度分布曲线中四个波峰温度（最小值）取算术平均Tf，再将三个波谷温
度（最大值）取算术平均Tg，则Tf-Tg即为该物理温差下的辐射温差。对于正温差，将温度分布曲线中的四个波峰温度（最大值）取算数平均得Tf，再将三个波谷温度（最小值）取算术平均Tg，则Tf-Tg即为该物理温差下的辐射温差。其测试数据表如表1所示。
表1 物理温差与辐射温差测试数据表Tf-Tg-27.72-20.76-13.67-7.11 6.84 13.87 20.69 27.64物理温差（℃）-32-24-16-8 8 16 24 32辐射温差（℃）波峰温差均值Tf-30.22-22.86-15.18-7.52 7.46 15.34 22.92 30.05波谷温差均值Tg-2.4-2.1-1.51-0.41 0.62 1.47 2.23 2.41
由表1中温差数据可知，以物理温差为横坐标，辐射温差为纵坐标，采用最小二乘方法对这些数据进行线性拟合，拟合曲线如图5所示。
图5 系统校正系数拟合曲线
由拟合结果计算可知，K=0.864。得到校正系数后，代入计算公式中，进行系统修正。即可求得被测红外热像仪的MRTD和MDTD参数。完成测试设备的全部校正。
google数字图书馆4 结论
红外热像仪各项性能参数的测试离不开红外成像系统性能测试系统。测试系统校正系数的标定是进行红外成像系统各参数测试的基础，本文针对红外热像仪性能参数检测系统的系统校正问题，进行了研究和探讨。分析了采用高精度成像式红外测温仪测温的系统校正方法，通过测试实验获得了系统校正系数。实验结果表明该方法可满足仪器常数的标定测试要求。能够很好解决检测系统校正的技术问题。对于红外热像仪的应用具有重要的现实意义和应用价值。
参考文献
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［3］ 王晶，纪明，敬鸣，等.动态红外成像系统MRTD的测试与分析［J］.激光与红外，2013，43（5）：526-531.
［4］ Bodoff，David.Test theory for evaluating reliability ofIR testcollections［J］.Information Processing and Management，2008，44（5）：1117-1145.
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