仪器仪表学报
儀器儀錶學報
의기의표학보
Chinese Journal of Scientific Instrument
2015年
8期
1853-1860
,共8页
半实物仿真%热像模拟%DMD%光机结构
半實物倣真%熱像模擬%DMD%光機結構
반실물방진%열상모의%DMD%광궤결구
semi-physical simulation%thermal image simulation%digital micromirror device(DMD)%opto-mechanical structure
针对常规红外动态热像模拟器光能利用率低,结构复杂,机加与装调困难,无法模拟地面目标及场景的问题,提出一种基于DMD调制的大视场、易装调、结构紧凑的长波红外动态热像模拟器.模拟器采用场镜与反射镜分离照明与投影光束,光能利用率约为TIR棱镜分光结构的2倍左右,同时针对两者的特殊位置设计了多维微调结构;为避免不同材料间热膨胀系数不同所引起的透镜光学表面受力不均,影响照明均匀性,对照明光学系统进行了热稳定结构设计;利用MATLAB求解出黑体的温度变化范围,并拟合出经光学系统前后辐射出射度的比值随温度变化曲线.温度测试与仿真实验表明,黑体温度从50℃变化为350℃的过程中,仿真背景温度漂移为8.1℃,约为模拟温差的7.84％,黑体温度为400℃时其图像对比度达到0.8以上,满足现阶段红外动态热像模拟器的使用要求.
針對常規紅外動態熱像模擬器光能利用率低,結構複雜,機加與裝調睏難,無法模擬地麵目標及場景的問題,提齣一種基于DMD調製的大視場、易裝調、結構緊湊的長波紅外動態熱像模擬器.模擬器採用場鏡與反射鏡分離照明與投影光束,光能利用率約為TIR稜鏡分光結構的2倍左右,同時針對兩者的特殊位置設計瞭多維微調結構;為避免不同材料間熱膨脹繫數不同所引起的透鏡光學錶麵受力不均,影響照明均勻性,對照明光學繫統進行瞭熱穩定結構設計;利用MATLAB求解齣黑體的溫度變化範圍,併擬閤齣經光學繫統前後輻射齣射度的比值隨溫度變化麯線.溫度測試與倣真實驗錶明,黑體溫度從50℃變化為350℃的過程中,倣真揹景溫度漂移為8.1℃,約為模擬溫差的7.84％,黑體溫度為400℃時其圖像對比度達到0.8以上,滿足現階段紅外動態熱像模擬器的使用要求.
침대상규홍외동태열상모의기광능이용솔저,결구복잡,궤가여장조곤난,무법모의지면목표급장경적문제,제출일충기우DMD조제적대시장、역장조、결구긴주적장파홍외동태열상모의기.모의기채용장경여반사경분리조명여투영광속,광능이용솔약위TIR릉경분광결구적2배좌우,동시침대량자적특수위치설계료다유미조결구;위피면불동재료간열팽창계수불동소인기적투경광학표면수력불균,영향조명균균성,대조명광학계통진행료열은정결구설계;이용MATLAB구해출흑체적온도변화범위,병의합출경광학계통전후복사출사도적비치수온도변화곡선.온도측시여방진실험표명,흑체온도종50℃변화위350℃적과정중,방진배경온도표이위8.1℃,약위모의온차적7.84％,흑체온도위400℃시기도상대비도체도0.8이상,만족현계단홍외동태열상모의기적사용요구.
