热像仪综合测量评价系统

　　1　概　述

　　在红外热像仪的开发、生产过程中,热成像综合测量评价系统既是全面测量技术参数、评价系统性能的检测设备,又是指导产品开发方向、进行生产过程检验的测试设备,是从事该技术领域科研、生产企业必备的基础设备。目前,我国各红外专业企业的热成像综合测量评价系统主要依靠从国外进口,不仅价格昂贵,维护和升级也遇到很多问题。为解决这类问题,我们设计开发一套完全自有知识产权的热成像综合测量评价系统。本文即对该系统的工作原理和设计实现给以介绍。

　　2　系统组成别

　　2. 1　硬件部分

　　本系统由热辐射源(黑体)、光学投影仪(偏轴平行光管和靶标)、调整平台和PC机构成。图1为系统的组成示意图;图2为实际系统。

　　2. 1. 1　黑体辐射源

　　黑体由面形辐射源和控温器二部分组成。黑体面辐射源具有高的温度稳定性和均匀性,它采用TEC模块控温。该设计的特点是:可以快速地升温和降温,能够很方便的进行温度的设置,可以得到相对于环境(即靶标)为正或负的温差。在黑体的控制器上有按扭便于操作。也可通过单片机与计算机的串口相连。

　　2. 1. 2　偏轴平行光管

　　由平面反射镜和抛物面反射镜构成,用于将红外辐射近似成无限远的光源,整个平行光管封装在一个框架内,可避免周围物体辐射的影响,如图3所示。抛物面反射镜为偏轴型,黑体安装在抛物面反射镜的焦平面附近,辐射经平面反射镜照射到抛物面主反射镜上,出射光为与其口径相同的平行光,由于为偏轴型,在出射光中无遮挡。

　　2. 1. 3　靶标轮

　　靶标轮上安装多个靶标,每个靶标可透过辐射,使其成为具有一定形状的目标。靶标轮由控制器驱动旋转,以选择不同的靶标。靶标平面位于抛物面反射镜的焦平面上,其中心为抛物面反射镜的光轴,在靶标轮旋转过程中,要确保靶标处于该焦平面上。

　　靶标轮由靶标、一维转台和控制器等组成,如图4所示。

　　本靶标共有8块大靶标,其中个别大靶标上还有不同的子靶标,按照靶标上的图形可分为:圆靶、方靶、四杆靶、狭缝形靶等。

　　在靶标位置可安装自准目镜,用于调整被测系统的光机轴。

　　2. 1. 4　调整平台部分(图5)

　　包括:二维旋转转台、升降台和平移台。用于移动调整红外成像仪位置,以实现与平行光管之间的几何角度关系。二维旋转转台可用于系统某些测试参数中角位置的调整和测量。其最小步进角度为3. 6″,可电动调整,其转动速度可任意选择。整个平台还可以由升降台进行上下移动,由平移台进行左右平移,以使被测热像仪对准平行光管的中心。