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紅外線輻照度計算
發布時間：2014-10-21 18:34:44點擊數：
輻射能量計算是系統設計的首要一步。當輻射源被視作點源時，或是視作面源時，采用的輻照度計算方法是不同的。任何輻射源都具有一定尺寸，不可能是一個幾何點。所謂點源、面源也不是根據輻射源尺寸大小來劃分的，而是根據輻射源的面積是否充滿儀器的測量視場。
如果輻射源的面積小于儀器視場的空間覆蓋，輻射源面積都是有效的，這樣的輻射源稱為點源。當一個紅外搜索系統對遠方來襲導彈的張角遠小于系統瞬時視場角時，盡管測到的輻射可能來自導彈的蒙皮、噴管、或尾焰，我們可以認為全部輻射來自一點。此時，用輻射強度可以計算點源產生的輻照度。
當我們在近距離用熱象儀測量導彈的尾焰輻射特性時，我們能得到尾焰溫度場空間分布的熱圖像。尾焰熱像由許多像素組成，每個像素的測量視場很小，它不能探測到全部尾焰。此時尾焰的輻射面積只有部分是有效的，故應視作面源。我們可用輻射亮度來計算面源產生的輻照度。 紅外線測溫儀
點源產生的輻照度:
在不考慮輻射傳輸損失時，點源產生的輻照度與距離平方成反比。其原因是：盡管點源的輻射強度不變，點源對系統所張的立體角隨距離增加而減小。當輻射源未充滿測量系統的視場覆蓋時，系統測得的輻射數據與距離等測量條件有關,不能反映輻射源的真實情況。
面源產生的輻照度
如果輻射源的面積小于儀器視場的空間覆蓋，輻射源面積都是有效的，這樣的輻射源稱為點源。當一個紅外搜索系統對遠方來襲導彈的張角遠小于系統瞬時視場角時，盡管測到的輻射可能來自導彈的蒙皮、噴管、或尾焰，我們可以認為全部輻射來自一點。此時，用輻射強度可以計算點源產生的輻照度。
當我們在近距離用熱象儀測量導彈的尾焰輻射特性時，我們能得到尾焰溫度場空間分布的熱圖像。尾焰熱像由許多像素組成，每個像素的測量視場很小，它不能探測到全部尾焰。此時尾焰的輻射面積只有部分是有效的，故應視作面源。我們可用輻射亮度來計算面源產生的輻照度。 紅外線測溫儀
點源產生的輻照度:
在不考慮輻射傳輸損失時，點源產生的輻照度與距離平方成反比。其原因是：盡管點源的輻射強度不變，點源對系統所張的立體角隨距離增加而減小。當輻射源未充滿測量系統的視場覆蓋時，系統測得的輻射數據與距離等測量條件有關,不能反映輻射源的真實情況。
面源產生的輻照度
儀器接收到的輻射通量取決于它的接收面積和接收立體角，而儀器的接收面積與它的有效孔徑有關，接收立體角與系統視場有關。因此，有效孔徑及視場是儀器最基本的參數。
對面源來講，當測量距離確定后，由于儀器視場的限制，源發射面積中只有部分是有效的。由于有效孔徑的限制，源向空間發射的能量只有落在有限的立體角內的部分能被系統所接收。
如忽略傳輸損失，輻射源的亮度等于儀器接收端的輻亮度。如考慮傳輸損失，兩者也僅差一個傳輸效率。
上述結論雖是通過一個特例導出的，實際上它反映了一個封閉光束在無損失的同種介質傳輸時亮度的傳遞關系,具有普遍的意義。不僅光束源端和接收端的亮度是相等的，在封閉光束的各個截面的亮度也處處相等，我們稱之為亮度守恒定律。
由于利用輻射的一些基本定律可較為方便地求得源的輻亮度，接收輻亮度則等于源的輻亮度，或源的輻亮度乘以傳輸效率。知道了儀器接收的輻亮度，就不難求得輻照度和輻射功率。當測量方向與儀器光軸重合時，公式更為簡潔。 紅外線測溫儀
照射在熱像儀的照度與熱像儀至墻的距離無關。距離增加時，每個像元能看到的有效輻射面積與距離的平方成正比，而光斑對熱像儀所張的立體角與距離平方成反比，只要發散光斑還是充滿像元視場，輻射面積的增加完全補償了立體角的減小，熱像儀收到的輻射通量不變，即照度不變。
如忽略傳輸損失，輻射源的亮度等于儀器接收端的輻亮度。如考慮傳輸損失，兩者也僅差一個傳輸效率。
上述結論雖是通過一個特例導出的，實際上它反映了一個封閉光束在無損失的同種介質傳輸時亮度的傳遞關系,具有普遍的意義。不僅光束源端和接收端的亮度是相等的，在封閉光束的各個截面的亮度也處處相等，我們稱之為亮度守恒定律。
由于利用輻射的一些基本定律可較為方便地求得源的輻亮度，接收輻亮度則等于源的輻亮度，或源的輻亮度乘以傳輸效率。知道了儀器接收的輻亮度，就不難求得輻照度和輻射功率。當測量方向與儀器光軸重合時，公式更為簡潔。 紅外線測溫儀
照射在熱像儀的照度與熱像儀至墻的距離無關。距離增加時，每個像元能看到的有效輻射面積與距離的平方成正比，而光斑對熱像儀所張的立體角與距離平方成反比，只要發散光斑還是充滿像元視場，輻射面積的增加完全補償了立體角的減小，熱像儀收到的輻射通量不變，即照度不變。