一種紅外圖像成像器檢測器及紅外成像檢測方法循環(huán)凈化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種紅外圖像成像器檢測器及紅外成像檢測方法循環(huán)凈化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)的不斷進步，紅外成像技術(shù)越來越普及，但是現(xiàn)有的技術(shù)中，對于紅外成 像技術(shù)如何提尚檢測效率并且提尚檢測精度一直困擾技術(shù)人員。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種紅外圖像成像器檢測器及紅外成像檢測方法循環(huán)凈 化方法，能夠改善現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，通過采用浮力空氣器和空氣凈化器進行配合使用， 實現(xiàn)全自動空氣凈化同時凈化效率更高，凈化效果更好。
[0004] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)： 一種紅外圖像成像器檢測器，包括紅外線成像系統(tǒng)、黑體輻射源、氣體濃度傳感器、溫 度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器和準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)，所述黑體輻射源包括靶標(biāo)黑體和背景 黑體；所述氣室位于靶標(biāo)黑體和背景黑體之間，氣體濃度傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器 位于所述氣室側(cè)壁的安裝孔內(nèi)，背景黑體位于準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的焦平面上； 所述紅外成像系統(tǒng)包括紅外成像光學(xué)元件、調(diào)制光束合束器、量子點折射率調(diào)制器、光 學(xué)移相器、激光光源、準(zhǔn)直透鏡或拋物面反射鏡、光學(xué)分束器、反射鏡、干涉光束合束器和近 紅外光或可見光相機； 所述成像系統(tǒng)分為兩個相對獨立的光路：分別是調(diào)制-讀出光路和參考光路；其中調(diào) 制-讀出光路上沿入射光傳播方向的元件依次為：紅外成像光學(xué)元件、調(diào)制光束合束器、量 子點折射率調(diào)制器、光學(xué)移相器、干涉光束合束器和近紅外光或可見光相機；參考光路上沿 入射光傳播方向的元件依次為：激光光源、準(zhǔn)直透鏡或拋物面反射鏡、光學(xué)分束器和反射 鏡； 所述系統(tǒng)是通過紅外成像光學(xué)元件將紅外物體成像于量子點折射率調(diào)制器，在紅外成 像光學(xué)元件和量子點折射率調(diào)制器之間設(shè)置調(diào)制光束合束器； 由激光光源產(chǎn)生近紅外光或可見光，通過準(zhǔn)直透鏡或拋物面反射鏡準(zhǔn)直后，經(jīng)過光學(xué) 分束器分為讀出光和參考光； 所述讀出光經(jīng)過調(diào)制光束合束器與紅外物體在量子點折射率調(diào)制器上的紅外像 重合，利用量子點折射率調(diào)制器的量子點三能級系統(tǒng)相位調(diào)制特性，紅外像的紅外光強 信號被轉(zhuǎn)換成為讀出光的相位信號，該讀出光進一步通過光學(xué)移相器產(chǎn)生一個附加的 (!1+1/2)? 相位， 其中η為任意整數(shù)算:為圓周率； 所述參考光通過反射鏡、干涉光束合束器與通過光學(xué)移相器之后的讀出光重合在近紅 外光或可見光相機上； 通過近紅外光或可見光相機讀取參考光和讀出光的干涉光強，最終將讀出光攜帶的相 位信號還原成為紅外圖像的光強度信號，從而利用近紅外光或可見光相機獲取物體紅外圖 像， 所述背景黑體上設(shè)有鏤空區(qū)域形成空間頻率為fX的靶標(biāo)圖案； 所述靶標(biāo)黑體的溫度可控，用于與背景黑體之間形成溫度差。
[0005] 以上所述的一種紅外圖像成像器檢測器，優(yōu)選地，紅外成像平面、與紅外成像系統(tǒng) 相對的靶標(biāo)黑體平面、及與紅外窗口相對的背景黑體平面之間相互平行。
[0006] 以上所述的一種紅外圖像成像器檢測器，優(yōu)選地，所述氣室的四個側(cè)壁為金屬壁， 內(nèi)側(cè)均勻涂裝黑體漆。
[0007] 本發(fā)明還提供了 .一種以上所述紅外線成像器的檢測方法，其步驟為： 將紅外圖像成像器檢測器和紅外線成像系統(tǒng)設(shè)置在常溫環(huán)境下，且將待檢測的紅外線 成像系統(tǒng)置于準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的出瞳處，用不吸收紅外輻射的載氣對氣室進行沖洗，排除氣 室內(nèi)的氣體，載氣的溫度應(yīng)保持與室溫相同，且干燥純凈； 通過調(diào)節(jié)靶標(biāo)黑體的溫度，使得紅外線成像系統(tǒng)不能對空間頻率為fx的靶標(biāo)圖案成 像； 將紅外線成像系統(tǒng)從進氣孔向氣室內(nèi)充入待測實驗氣體，經(jīng)過預(yù)設(shè)時間t，觀察此時紅 外線成像系統(tǒng)能否對靶標(biāo)圖案成像； 若不能成像，則重復(fù)步驟，直至紅外線成像系統(tǒng)能對靶標(biāo)圖案成像為止，此時進入步 驟； 分別記錄紅外線成像系統(tǒng)能對靶標(biāo)圖案成像時，氣體濃度傳感器測得的濃度數(shù)值Cx、 溫度傳感器測得的溫度數(shù)值1；和壓力傳感器測得的壓力數(shù)值Px;該氣體濃度數(shù)值(^即為紅 外線成像系統(tǒng)對該待測氣體的最小可分辨氣體濃度MRGC值，條件是氣體溫度為T x，壓力為 Px，靶標(biāo)圖像的空間頻率為fx，，通過MRGC值檢測紅外線成像系統(tǒng)。
[0008] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果： 本發(fā)明通過采用利用黑體輻射源和準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)，實現(xiàn)了對紅外成像系統(tǒng)的快速方便 的檢驗，能夠?qū)t外成像系統(tǒng)進行準(zhǔn)確的檢測，便于對紅外成像系統(tǒng)的修正和提高。
【附圖說明】
[0009] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附 圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對 范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這 些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0010] 圖1為本發(fā)明的一種紅外圖像成像器檢測器置原理框圖。
[0011] 圖2為本發(fā)明的一種紅外圖像成像器檢測器置的紅外線成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖中：1.紅外線成像系統(tǒng)，2.黑體輻射源，3.氣體濃度傳感器，4.溫度傳感器， 5.壓力傳感器，6.準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)介紹，但本發(fā)明的實施方式不限于 此。
[0014] 本發(fā)明紅外圖像成像器檢測器置如圖1所示，包括紅外線成像系統(tǒng)1、黑體輻射源 2、氣體濃度傳感器3、溫度傳感器4、壓力傳感器5以及準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)6,所述黑體輻射源2 包括靶標(biāo)黑體和背景黑體；其中：所述氣室位于靶標(biāo)黑體和背景黑體之間（圖1)，氣體濃度 傳感器3、溫度傳感器4及壓力傳感器5位于所述氣室側(cè)壁的安裝孔內(nèi)，背景黑體位于準(zhǔn)直 光學(xué)系統(tǒng)6的焦平面上，待評價的氣體泄漏紅外成像檢測系統(tǒng)位于準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)6的出瞳 處； 如圖2所示，所述紅外成像系統(tǒng)包括紅外成像光學(xué)元件、調(diào)制光束合束器、量子點折射 率調(diào)制器、光學(xué)移相器、激光光源、準(zhǔn)直透鏡或拋物面反射鏡、光學(xué)分束器、反射鏡、干涉光 束合束器和近紅外光或可見光相機； 所述成像系統(tǒng)分為兩個相對獨立的光路：分別是調(diào)制-讀出光路和參考光路；其中調(diào) 制-讀出光路上沿入射光傳播方向的元件依次為：紅外成像光學(xué)元件、調(diào)制光束合束器、量 子點折射率調(diào)制器、光學(xué)移相器、干涉光束合束器和近紅外光或可見光相機；參考光路上沿 入射光傳播方向的元件依次為：激光光源、準(zhǔn)直透鏡或拋物面反射鏡、光學(xué)分束器和反射 鏡； 所述系統(tǒng)是通過紅外成像光學(xué)元件將紅外物體成像于量子點折射率調(diào)制器，在紅外成 像光學(xué)元件和量子點折射率調(diào)制器之間設(shè)置調(diào)制光束合束器； 由激光光源產(chǎn)生近紅外光或可見光，通過準(zhǔn)直透鏡或拋物面反射鏡準(zhǔn)直后，經(jīng)過光學(xué) 分束器分為讀出光和參考光； 所述讀出光經(jīng)過調(diào)制光束合束器與紅外物體在量子點折射率調(diào)制器上的紅外像重合， 利用量子點折射率調(diào)制器的量子點三能級系統(tǒng)相位調(diào)制特性，紅外像的紅外光強信號被轉(zhuǎn) 換成為讀出光的相位信號，該讀出光進一步通過光學(xué)移相器產(chǎn)生一個附加的相 位，其中η為任意整數(shù)算:為圓周率； 所述參考光通過反射鏡、干涉光束合束器與通過光學(xué)移相器之后的讀出光重合在近紅 外光或可見光相機上； 通過近紅外光或可見光相機讀取參考光和讀出光的干涉光強，最終將讀出光攜帶的相 位信號還原成為紅外圖像的光強度信號，從而利用近紅外光或可見光相機獲取物體紅外圖 像， 所述背景黑體上設(shè)有鏤空區(qū)域形成空間頻率為fx的靶標(biāo)圖案； 所述靶標(biāo)黑體的溫度可控，用于與背景黑體之間形成溫度差。
[0015] 紅外成像系統(tǒng)的成像與物理溫度有關(guān)，當(dāng)靶標(biāo)黑體與背景黑體間的溫差為零時， 紅外成像系統(tǒng)對靶標(biāo)圖案不成像；當(dāng)靶標(biāo)黑體與背景黑體間的溫差為不零時，紅外成像系 統(tǒng)對靶標(biāo)圖案成像。
[0016] 本發(fā)明所述紅外成像平面與紅外窗口相對的靶標(biāo)黑體平面、及與紅外窗口相對的 背景黑體平面互相平行，處于平行位置時氣室造成靶標(biāo)黑體的輻射衰減量最小，測試效果 更佳；紅外窗口由鍺（Ge)材料制成，窗口尺寸大于背景黑體的鏤空區(qū)域，前后兩個窗口內(nèi) 壁之間的距離為15.0mm。
[0017] 本發(fā)明所述紅外線成像系統(tǒng)1的四個側(cè)壁為金屬壁，金屬壁是由導(dǎo)熱性能良好的 銅材料制成，并且內(nèi)側(cè)均勻涂裝黑體漆；左側(cè)金屬壁的下方設(shè)有與進氣管路相連的進氣孔， 進氣管路上裝有只進不出的單向閥門，右金屬壁的上方設(shè)有與出氣管路相連的出氣孔，出 氣管路上裝有只出不進的單向閥門，所有的安裝和連接是密封的；所述氣室的上金屬壁上 從左至右分別設(shè)有氣體濃度傳感器3、溫度傳感器4和壓力傳感器5安裝孔，用于安裝氣體 濃度傳感器3、溫度傳感器4、壓力傳感器5。
[0018] 本發(fā)明所述的黑體福射源2選用Electro Optical Industries, Inc.公司的 CDS100-04黑體輻射源2,所