第2章热辐射定律及辐射源2.ppt

文档介绍：辐射源
人工标准黑体辐射源
自然辐射源
人工辐射源
标准照明体和标准光源
色温变换及光谱能量分布特性的改变
人工标准黑体辐射源
自然界中并不存在能够在任何温度下全部吸收所有波长辐射的绝对黑体,但用人工方法可制成尽可能接近绝对黑体的辐射源。
(1) 腔型黑体辐射源
腔型黑体辐射源是一种黑体模型器,其辐射发射率非常接近1。通常按使用要求分为高温、中温和低温黑体源。
腔式黑体
L
2R
L
L
L
2R
2R
2R
(a)
(b)
(c)
(d)
其中, 0和S分别为腔内壁的材料发射率和面积(包括开孔面积);S为开孔面积; 为黑体开孔面积所对应腔底的立体角。
人工标准黑体辐射源
热成像系统的校准和红外辐射计量需要采用大面积的面型黑体辐射源。面型黑体源主要用于均匀性和系统响应等的测量或标定,常采用差分黑体源(Differential Blackbody)方式作为热成像系统信号响应和性能测量的辐射源。
靶标
靶标支撑架
黑体源
靶标温度传感器
面型温差黑体源
红外系统性能测试系统
IR TEST STATIONS
IMAGER TESTING
MTF IFOV MRTD
DETECTOR TESTING
D* Rv NEP NEI
SYSTEM TESTING
离轴抛物面
黑体源及靶标轮
折反镜
红外平行光管
离轴抛物面
黑体源及靶标轮
折反镜
黑体源
自然辐射源
(1) 太阳:大气层外的太阳辐射的光谱分布大致与5900K绝对黑体的光谱分布相似。
(2) 地球:地球辐射主要处于波长8~14m大气窗口,该波段大气吸收很小,成为热成像系统的主要工作波段。地球水面辐射取决于温度和表面状态。无波浪时的水面,反射良好,辐射很小;只有当出现波浪时,海面才成为良好的辐射体。
遥感系统的校正
遥感卫星的地面校正场(中国敦煌辐射校正场) ,通过对地面已测定辐射参量的辐射校正场成像,获得遥感成像的辐射定标与校正
系统内置黑体源法:在一些较高档的扫描型热像仪中,通过在光学系统视场边框设置高低温黑体,实现辐射标定和校正;在星载光电成像遥感器中,通过光路切换对太空辐射体或星内黑体的成像,实现遥感光电成像系统的辐射定标/校正处理,具有定标准确,受环境影响小等特点,是目前辐射定标校正技术发展的重要方向,但由于空间红外相机一般通光口径较大,用于星内定标的面阵黑体源面积也较大,存在大面积黑体及其均匀性和材料稳定性问题,
自然辐射源
(3) 月球:
(4) 星球:
(5) 夜天光:
星光及其散射光 30% 银河光 5%
黄道光 15%
大气辉光 40%
后三项的散射光 10%
太阳对地球表面的照度
太阳中心的实际高度角(º)
地球表面的照度(103lx)
阴影处和太阳下之比
阴天和太阳下之比
无云太阳下
无云阴影处
密云阴天
5
4
3
2


10
9
4
3


15
15
6
4


20
23
7
6


30
39
9
9


40
58
12
12


50
76
14
15


55
85
15
16


60
102
_
_
_
_
70
113
_
_
_
_
80
120
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90
124
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图2-15 典型地物的光谱辐亮度