经济长波（精选5篇）
经济长波 篇1
理论依据
一、经济周期理论
(1)Joseph Schumpeter经济周期理论
1. 经济周期波动的根源是创新
创新即“创立一个新的生产关系”,即“生产要素再次组合,亦即要带来一个从来没有关于生产要素和生产条件的“新集团”的生产系统,以实现生产要素和生产条件的“新集团”。
2. 二阶段模式或“纯模式
在“创新”之前的经济是处于静态平衡的状态,公司的收入等于支出,没有任何的利益或利息。
3.“四阶段模式”
在现实资本主义经济运行期间,“繁荣”、“衰退”、“萧条”、“恢复”四个阶段。有超过一次的创新,“创新”的第一次浪潮造成了生产材料和银行信贷的需求扩大,同时导致新工厂的建立和新设备的扩大生产。“二波”许多投资机会和“创新部”无关,信贷扩张只是为普通公司和投机活动提供资金保障。
4. 三种经济周期(长波技术论)
第一种经济周期是从公元1780年到公元1842年期间,即“工业革命”时代;
第二种经济周期是从公元1842年到公元1897年期间,即“第二次工业革命”时代;
第三种经济周期是从公元1897年至今,即“第三次工业革命”时代。
(2)Joseph Schumpeter经济周期理论的不足:
1.对长波产生的根源仅仅停留在创新,忽视其他因素,只把技术革命孤立出来解释长波现象。
2.他把衰退和萧条描述为经济体系趋向于新的均衡的必然调节过程,即必要时,积极性和抑郁性是不必要的以及具有破坏性的。
(3)Joseph Schumpeter之基本观点
1.珍惜企业家精神,造就企业家队伍
企业家的创新精神是成为卓越企业家之权力来源,亦即快速经济发展的创造性跨越的智力基础。
2.经济结构调整之秩序化
由于Joseph Schumpeter之经济创新理论,转变社会经济创新是长久的、艰难的的“创造性破坏”的过程,它将摧毁旧的产业,从而令新兴产业上升空间进一步扩大。
(4)Joseph Schumpeter之产业创新集聚论
Joseph Schumpete主要从创新的角度解释产业集聚现象,他认为产业集聚有利于创新,然而创新在于产业集聚,创新不仅仅是公司的单独的行为,它需要公司之间的竞争与合作,需要公司集群来实现。
二、经济周期波动与产业结构的变动
首先,Joseph Schumpete把经济长期波动与产业结构变动的理论进行分析与组合。从Joseph Schumpete以后,“Joseph Schumpete学派”已经不断开发和改进的研究范式。Joseph Schumpete认为创新引起经济周期是由创新的主波的历史而造成的,亦即以“工业革命”为技术创新所引起的波动的代表,因此在经济周期的每一次波动是产业结构调整。一般而言,以促进产业结构变化和经济长波是技术创新的主要机制,它首先在新兴产业的作用,在促进新兴产业的发展,技术创新将引导创新扩散的相异行业,最终在国民经济中的作用,导致长期的经济波动作为一个整体。新“Joseph Schumpete学派”创新生命周期理论的提出和基本创新循环风扇结露存在产业结构水平,但范围却可以扩展到宏观经济层面,虽然基本创新生命周期各阶段具有不同的特点,但基本的创新周期决定经济长波周期。事实上,这也决定了产业结构的演进周期。
新“Joseph Schumpete学派”的经济理论范式弗里曼和佩雷斯(1988)认为,经济衰退是技术范式和制度框架不匹配阶段,通过一系列的金融市场调整产业结构,以促进经济繁荣。科技体制改革将推动产业结构、社会制度变迁,并导致“经济、技术、组织、科技、产业结构的变化,推动新产业的出现,这在现实中的宏观经济表现为长波运动和产业结构的变化。总之,经济周期波动与产业结构变动之间的内在联系机制决定了。纵观世界经济发展和产业结构演变的历史可以发现,在世界经济的每一个周期中都有明显的产业结构变化。产业结构的主要变化主要表现为支柱或主导产业的周期性变化,以及各产业部门的上升与下降。特别是在孔德拉提夫长波周期,这是必然的,科学技术的进步和需求和供给结构调整引发的产业革命,并进一步引起世界经济结构的变化。
三、我国的经济周期波动与产业结构的变动
近年来,对研究经济周期波动和产业结构变化正在增加。工业经济发展的影响在经济周期波动是深入研究的Yuan Qianyou(2005)发现的,他认为,影响主要存在于三个方面:互动长波的经济和工业发展,工业发展和产业生命周期,经济周期和产业发展。他相信这个伟大的产业结构影响世界经济长波周期,特别是改变支柱产业,经济周期波动效果非常明显。Yuan还认为,产业发展的本质是不同比例的工业规模的变化,结构变化,原因是支柱产业,增加就业,保持消费周期,促进其他行业的发展。库恩盾和易建(2007)从实证分析的角度进一步探讨之间的关系中国的产业结构变化和经济周期波动和研究的基本思路是:首先建立了产业结构的变化和经济周期波动指标、产业结构变化的关系和经济周期波动的格兰杰因果检验,最后的结论是“中国的产业结构变化是影响经济波动明显的原因”。Li Yune(2008)在中国宏观经济波动之间的关系,改变产业结构的实证研究,结论不是由于经济周期的波动和产业结构的变化。
经济周期波动是国民经济各行业的综合变化。Sun Guangsheng(2006)根据产业结构调整的角度来看,进行经济周期波动和行业相关分析,不同行业和产业的波动。结果表明:第一,宏观经济波动对宏观经济波动的影响。第二,行业的波动性大于国内生产总值(GDP),这表明,行业波动之间的关系是不一样的,也有正相关,负相关。第三,工业增加值、总产值和目前的经济波动的相关性不强,但从长远来看比短期表现出很强的相关性。Li Xing(2007)在经济周期的相关分析发现,在经济周期的不同阶段会形成不同的行业热点,和热行业的变化有一定的规律性,也就是产业发展周期与经济周期之间的内在联系,尽管他们有一些时间两者之间的差异,然而他们根本上是一致的。
分析
到目前为止,人类历史已经经历或正在经历的经济长波有5次
(1)第一次经济长波与产业集聚
创新标志:实用蒸汽机和纺织机的发明
主导产业:纺织工业和矿业
结果:1、从这次长波开始,工业开始真正出现,并独立于农业成为新兴产业;
2、出现了比较大范围的产业分工和企业内部的劳动分工;
3、与此同时,欧洲的资本主义运动开始进入高潮,企业代替原来的手工作坊、圈地运动为企业提供大量的劳动力和土地。
(2)第二次经济长波与产业集聚
创新标志:内燃机的发明
主导产业:机械工业
结果:1、重工业和环球运输业快速发展起来,从而使得经济发展突破了地域限制而大大加速;
2、产品市场范围得到扩大;
3、熟练劳动工人队伍得以壮大,形成大规模的劳动力市场;
4、以劳动分工、追求产量最大化为主要特征的传统工业区产业集聚成为产业组织的主要形式。
(3)第三次经济长波与产业集聚
主导产业:石油和重化工及电力工业
结果:1、石油、电气、化工等新兴产业部门纷纷出现;
2、美国成为第三次经济长波的领导者;
3、企业开始追求内部规模经济,大而全成为企业发展的重要目标。
(4)第四次经济长波与产业集聚
创新标志:计算机发明、集成电路发明
主导产业:汽车工业、耐用消费品
结果:1、重点发展轻工产业政策,鼓励中小企业的自由发展;
2、产业集聚的特征是专业化生产方式或柔性生产方式成为产业集群内小企的主要活动方式;
3、这些集聚的产业主要以轻工业为主,并以国际大市场为主要依托。
(5)第五次经济长波与产业集聚
以高新技术为代表,以信息技术及生物技术为创新标志,IT产业、生物产业、纳米产业为主导产业。
一方面,在这一阶段出现的新型产业集聚突出表现为创新技术型产业集聚,其特征主要是以高科技为手段,依靠高素质人才,在某一范围内自由或者依据政府导向,形成高科技产业的集聚。例如:美国的硅谷、日本筑波工业区以及我国台湾的新竹工业区。
另一方面,由于国际大市场的日益成熟,按产业梯度转移,以及产业价值链国际分工与整合的发展规律,在许多国家和地区纷纷出现技术创新程度不一、自动化生产程度不一等产业集聚现象。
小结
经济长波是一个客观规律,它必须被我们客观认识,积极把握和运用这一客观规律为经济建设服务。因为经济长波的出现通常伴随着一个重大的创新,在第四和第五长波的过渡时期,我们必须抓住这个历史性机遇,从第四波成熟技术,快速发展第五长波的主导产业。
1、加快技术引进的步伐。
2、完全利用新技术和新生代的产品在源源不断的不错趋势,另外提高创新,加快产业自身的优化。
3、建立通信信息产业战略的战略地位,快速提高生物产业的产业地位。
参考文献
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[3]刘小草.经济长波理论及对我国经济发展的启示[J].浙江万里学院学报,2010,01:17-20.
[4]张兵.长波框架下美国经济走势分析[J].世界经济研究,2011,08:76-80+89.
[5]邱成利.技术创新与经济长波周期变化预测[J].科学学与科学技术管理,2000,12:39-42.
长波紫外反射照相技术的两则应用 篇2
紫外反射照相技术，当前应用已经比较成熟，尤其是波长为254nm的短波紫外反射照相，对非渗透性客体表面的潜在汗液指纹，如玻璃、陶瓷、搪瓷、照片、部分塑料、部分油漆和部分胶带粘胶面等客体，能够取得较好的拍摄效果。而对波长365nm的长波紫外反射照相方法，相关的应用则不是很多。
近日笔者在实际工作中，通过运用长波紫外反射照相方法，发现长波紫射反射技术，对某些客体的检验同样能够取得令人满意的效果。现与大家分享。
1.红色纸张上的油印手印痕迹
2013年公安部影像盲测的题目，要求从一张红色纸张上提取一枚油印手印痕迹。
附：检材全貌
对该检材的常规方法就是利用客体表面与手印纹线对短波紫外线存在不同的吸收程度和不同的反射形式，从而形成较好的反差，提取油印手印痕迹。主要器材：紫外观察照相系统，254nm短波紫外光源，canon eos60D相机，三角架，滤光镜。操作方法：将被摄客体固定，运用紫外观察照相系统进行观察搜索；观察到痕迹图像后，将该系统固定，对254nm紫外光源的角度及距离进行调整，直到取得最佳视频图像；加接相机，进行调焦拍照。效果如下：
通过PC的图像处理，该手印基本能够满足鉴定比对要求，但图像效果并不令人满意。笔者于是利用波长365nm的长波紫射光源继续对该手印进行检测。主要器材：尼康D300s相机、标准镜头、微距镜头、翻拍架、365nm长波紫外光源、快门线、比例尺、手套。操作方法：将被摄客体固定，运用紫外观察照相系统进行观察搜索；观察到痕迹图像后，将该系统固定，对365nm紫外光源的角度及距离进行调整，直到取得最佳视频图像；加接相机，进行调焦拍照。效果如下：
通过对比两张相片，笔者发现，利用长波紫外反射照相方法提取的手印照片，反差更大，细节更为清晰。
2.不光滑粉墙上的潜在指纹的发现与提取
2013年5月27日，我市某村发生一起杀人案。嫌疑人与受害人均为租房户，两人于当天在出租房内和院内发生殴斗，嫌疑人杀人后潜逃。现场勘查时利用常规的检查，没有发现和提取到有价值的手印痕迹。但在受害人租住的房屋墙壁（粉刷墙壁，表面不光滑）上发现有喷溅和擦拭血迹。我们于当晚对该屋进行遮蔽，形成暗视场，对该墙壁进行紫外照射搜索勘查，并在该处墙壁上发现有多处手枚痕迹。
附墙壁图片：
首先我们利用254nm的短波紫外照相技术对手印痕迹进行拍照固定，结果发现，无论我们如何调整配光角度，拍摄的图像也是漆黑一团。最后，运用365nm的长波紫外光源，反复配光，得到了效果较为理想的痕迹图像，并进行了拍照固定，为侦查破案提供了有力的证据。
主要器材：尼康D300s相机、微距镜头、三角架、365nm长波紫外光源、快门线、比例尺、手套。操作方法：运用365nm紫外光源对墙壁进行观察搜索；观察到痕迹图像后，对365nm紫外光源的角度及距离进行调整，直到取得最佳视频图像；利用三角架进行固定相机，进行调焦拍照。
效果如下（其中深色痕迹为血迹）：
通过以上案例，我们认为：（1）长波紫外反射照相技术，可以对拍摄客体痕迹效果不甚理想的短波紫外反射技术进行有效地补充，甚至能取得更为直观和清晰的效果；（2）当前的单反数码相机镜头，对长波紫外光源的反射光线的吸收能力较强，可以基本满足拍摄需要。
中长波共孔径光学系统设计 篇3
因此根据目标和背景的辐射和反射特性,对目标进行多波段红外探测比较、复合图像,成为红外光学领域的热点。利用红外波段不同波长范围的光谱,可以有效剔除目标的伪装信息,提高目标的探测识别能力、识别速率,并降低系统的虚警率[3,4]。
设计中为了减小杂散光、前端光学系统口径,采用中继镜组二次成像的方式,将系统出瞳与探测器相匹配,同时与场镜共同对前端反射式系统轴外像差进行校正,满足对系统的视场要求;通过分配光学系统各个组分指标,采用分段设计、组合优化的方法,设计了一共用前组的采用RC折反式共孔径成像系统[5,6],最终设计的系统口径为205 mm,总长为300 mm,遮拦比为1/3,结构紧凑、质量轻,系统性能接近衍射限,可实现中、长波双波段复合探测。
1 光学系统主要参数
中波光学系统焦距f=400 mm,全视场1.77°,相对孔径F#=1/2,两个波段均采用制冷型探测器,中波红外工作波长3~5μm,分辨率为640×512,像元大小为15μm;长波光学系统焦距f=400 mm,全视场1.72°,相对孔径F#=1/2.24,工作波长为8~12μm,分辨率为384×288,像元大小为25μm。
2 光学系统设计
2.1 系统结构形式
为了提高红外系统探测距离,需要采用长焦距大口径光学系统。当采用透射式系统时,系统受红外材料影响较大,而且系统焦距长,二级光谱严重不易校正。因此,大口径红外设备中一般使用反射式光学系统。由于离轴反射式系统加工检测、装校难度大[7],一般采用共轴系统,通过后续折射镜组校正像差、扩大同轴系统视场[8]。
2.2 系统设计
该共孔径系统在中长波波段均使用制冷型探测器,为了抑制杂散热辐射,实现100%的冷光阑效率,通过中继镜组实现光学系统的出瞳与探测器冷阑重合。
(1)前组共孔径系统设计
前组共孔径系统采用RC反射式结构形式,系统焦距f、次镜放大率β、遮拦比α、和后截距Δ符合以式(1)关系[9,10]
确定了α、β值后,主次镜的顶点曲率半径r1、r2及间隔d可由式(2)确定
由初级像差理论可知,系统的单色像差可由式(3)表示
RC系统可实现消球差、慧差,此时主次镜的偏心率由式(3)计算得出
由此设计的前组结构如图1所示。为了安装分束片,需要将系统焦点移出主镜,考虑到主镜支撑结构、分束片固定结构,后焦点的移到主镜后。
由于同轴反射式系统轴外像差较大,只能应用与小视场,为了增大系统的视场,需要校正场曲、像散等像差,因此在系统中加入场镜,分别在中长波波段进行了校正,如图2所示。
(2)中继镜组设计
根据系统中应用的探测器的使用要求,光学系统的出瞳只能设置在探测器的冷阑位置。前组系统的焦距为500 mm,中继镜组的放大率为0.8,实现前组像高与探测器靶面的匹配,同时减小了前组镜头口径。
中波波段系统在校正色差时,采用硅、锗、硒化锌三种材料降低了系统对温度的敏感性,实现中波波段的无热化设计[11]。中波中继镜组如图3所示。
长波波段系统采用锗、硒化锌两种材料,同时在光路中加入非球面,减小镜片数量。长波中继镜组如图4所示。
3 系统性能
完成各个镜组设计后,在光学设计软件中利用多重结构建立中长波共孔径模型,对整个系统进行整体优化。
由于分束片设计在会聚光路中,其对长波透射、中波反射,使得长波光路经过分束片不仅发生位置偏移,同时带来了球差、色差、像散等像差,需要在后续光路中进行补偿。在整个系统优化时将场镜、中继镜组前两片透镜半径作为优化变量,实现前后组对接。
为了减小系统的径向尺寸,对中波光路进行折转,使两个光路的探测器安装方向一致,最终得到的光路如图5所示。系统三维图如图6所示。
中波探测器的截止频率为33 lp/mm,在全视场范围内光学传递函数接近50%;长波探测器的截止频率为20 lp/mm,在全视场范围内光学传递函数接近40%;中波传递函数如图7所示。长波传递函数如图8所示。
光学系统弥散斑如图9所示。其均方值半径在13μm左右,接近衍射极限。
4 结论
介绍了中长波红外共孔径系统在现代设备中的发展应用,利用RC反射式系统实现了中长波共孔径设计,并通过分束片将中、长波分离;因系统视场较大,在光路中设置了场镜校正了RC系统中的剩余像差;分别设计了中、长波中继镜组,减小杂散辐射,同时对分束片带来的像差进行了校正;最终对组合系统性能进行了整体设计,减少了镜片数量,系统性能良好。
参考文献
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提速线路轨道长波不平顺检测技术 篇4
1 模拟滤波器
在该技术当中, 模拟滤波器主要是用来抗击混叠滤波的, 它能够将传感器原始信号当中的高频干扰进行充分的处理, 我们在设计的过程中做出了如图1 所示的模拟滤波器的频率响应。
在图1 当中f代表的是频率, f0 代表的是滤波器截止频率, 它主要会受到电路参数的影响, 所以我们在设计的过程中选择恰当的滤波截止频率可以很好的确保不平顺信号在正常的范围之内不会被滤掉, 此外, 传递的函数为1, 其他波长检测信号在过滤带当中能够在较短的时间内就逐渐的减少, 直到被滤除, 这样也就可以能够为长波不平顺检测提供更好的条件。
2 轨检车最低检测速度
长波不平顺所能携带的传感信号非常的微弱, 在模拟滤波器设计的过程中, 其是否能够满足长波不平顺检测的精度要求, 首先是要看传感器的精度是否能够达到基本的要求。 其次轨检车的检测速度一定要在合理的范围内, 由于惯性基准法及测量轨道不平顺的过程中必须要对传感器的信号予以精确的积分运算, 积分运算的步长就是等空间距离条件下所对应的时间, 也就是在不同的时间间隔下是, 速度越小, 其所对应的时间间隔就越长, 如果长时间的处于低速运行的状态下, 积分就非常容易出现饱和的状况, 这对结果自身的稳定性和准确性都会产生非常大的不利影响。 产生这种不稳定现象的基本原因是非线性误差和漂移误差。
式中:v为运行速度;λ 为不平顺波长;t为时间
按照我们所选择额传感器精度和最大波长及普平顺检测的精度可以通过计算得出最低的检测速度为40km/h。
3 数字滤波器
3.1 数字滤波器的设计
数字滤波器在应用的过程中可以提高轨道不平顺波长范围截取的准确性, 同时也不会产生十分明显的畸变现象, 从而确保了检测的精度。
在传统的轨检车中所使用的数字滤波器 ( 旧滤波器) 的系统函数为:
旧滤波器在应用的过程中的优势是, 其操作比较简单, 计算的速度比较快, 截止波长在30m左右。但是它也存在着非常明显的不足。它的旁瓣非常大, 所以波长长度较大的轨道不平顺检测工作中会产生非常明显的误差, 检测的精确性会受到一定的不良影响。
为了更好的保证截止波长70m长波轨道不平顺检测的质量和效果, 我们采取以下措施设计出了新的数字滤波器 ( 新滤波器) 。
首先是要设计一个三角窗来替换原有的矩形窗, 这样也就可以十分有效的减小旁瓣的面积, 使得检测的精确性得到显著的改善。其次是采用并联窗结构。把三角窗当成是基窗, 之后再设计出一个三角窗和两个矩形窗当做是基窗的辅助窗, 各窗的函数采取并联的方式, 这样也就使得基窗的旁瓣和辅助窗的旁瓣能够相互影响, , 这样也就使得检测的精度进一步提升。再次是对窗长和各窗的函数系数进行科学合理的设置, 这样才能保证滤波器的特点能够得到充分的发挥, 此外, 其还要具备70m的截止波长。
新滤波器的系统函数如下:
新滤波器在实际的应用中可以非常好的满足截止波长的要求, 同时在滤波效果上也有着十分明显的优势, 也就是说在70m之内的波长当中都是通带的形式, 同时其也不是非常的陡峭, 检测精度上有着非常好的表现, 过渡带的长度也不是很长。
3.2 数字滤波器的编程
采样间隔的设置方面按照每米四个采样点的距离进行设置, 按照式 ( 2) 所计算出来的滤波最小长度为561, 我们将滤波之前的数字序列用x ( k) 来表示, 滤波之后的数字序列用y ( k) 来表示, 截止波长为70m的数字滤波器的实现方法就将可以采用差分方程来表示:
在编程的过程中应该使用循环算法来运行各窗的函数, 在计算机中编制该程序来完成这一算法的基本运行程序, 这种算法具有速度快, 运算程序简洁的优势, 同时它也能够十分有效的满足实时检测的基本要求。
4 轨道质量评判
根据检测的轨道长波不平顺结果, 按照轨道不平顺幅值管理标准作超限评判, 得到轨道长波不平顺超限数据, 使用TCP/IP协议, 通过网络发送给数据服务器, 存放在数据库中, 供数据编辑、报表汇总等应用程序调用。这样, 将长波不平顺超限数据与传统的中波不平顺超限数据结合, 用于评价提速线路轨道质量, 指导线路养护维修工作。
5 结论
截止波长为70m的长波不平顺检测技术满足了提速线路的检测需要。 轨道长波不平顺检测技术的管理标准还需要通过应用实践不断地修改完善。 只有这样, 才能更好的推动该技术的发展。
参考文献
[1]鲁寨军, 田红旗, 周丹.270km·h-1高速动车模态分析[J].中国铁道科学, 2005 (06) .
经济长波 篇5
目前, 红外测温技术在各个领域都有广泛的应用, 这种技术的普及改变了传统接触式的测温方法, 对有一定距离、运动或者有危险性的物体进行辐射温度测试时, 该技术更为安全、快速、可靠、方便和精确。
在目标特性测试领域, 通常利用红外热像仪测试目标在不同波段下的红外辐射温度, 从而分析目标的辐射特性, 本文针对某型长波红外热像仪在实际应用中的特点, 提出一种温度补偿方法, 用于提升对目标辐射测量的精度。
2 红外热像仪的测温原理
温度在绝对零度以上的一切物体都要向外辐射电磁波, 而波长在0.76μm~1000μm波谱范围的电磁波称为红外线辐射, 按地球上大气对红外线辐射传输的影响将波长的范围分为近红外 (0.75μm~3μm) 、中红外 (3μm~6μm) 、远红外 (6μm~15μm) 、极远红外 (15μm~1000μm) 。根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律的描述, 物体单位面积的辐射通量密度与该单位面积的绝对温度的四次方成正比, 表达式如 (1) 所示。
其中, W为辐射通量密度, 单位:W*cm-2
为斯蒂芬—玻耳兹曼常数, 单位:W*cm-2*K-4
ε为物体的发射率, 单位:1。
斯蒂芬-玻尔兹曼定律是红外测试技术的理论基础, 基于这个原理, 当红外热像仪对物体测试时, 热像仪的瞬时视场将物体表面分解成一个个像元, 由成像组件将代表各像元温度的辐射能量汇聚到探测器上, 探测器输出电信号的幅度与输入辐射能量的大小成正比, 经信号处理, 在显示器上显示出对应于物体表面温度分布的热像图, 通过黑体定标, 就能准确的得出物体表面的辐射温度分布。
3 长波热像仪的测温补偿修正方法
3.1 长波热像仪的性能指标和功能介绍
在目标特性测试领域, 一般利用红外热像仪获取目标的辐射温度, 通过普朗克公式完成目标辐射亮度的计算, 最终合成目标的辐射强度。因此, 目标辐射温度能否测量准确, 将直接关系到目标辐射强度测试的精度, 为了提高热像仪的测温准确性, 人们不断的提高红外热像仪的性能指标和增加红外热像仪的测温功能。本文所用的热像仪是一款制冷型长波红外热像仪, 选用碲镉汞 (MCT) 作为探测器, 响应波段为8~9.4μm, 分辨率为640X512, 标定的测温范围为-20℃~80℃, 80℃~300℃, 300℃~1300℃, 测温精度为±2℃ (≤100℃) , 或者±2% (≥100℃) 。同时为了增大热像仪的测温量程, 该款热像仪的一个主要特点是在每一个测温量程范围内, 通过设置多个热像仪的积分时间, 实现整个测温量程的覆盖, 比如为实现5℃~300℃的温度范围的测试, 通常设置5℃~54℃、39℃~108℃、93℃~186℃、165℃~300℃四个温度区间, 如图1和图2所示。
3.2 长波热像仪的测量误差说明以及温度补偿修正算法
基于长波热像仪的测温精度, 可以理论推算出由辐射温度转化成辐射亮度时, 该款仪器测试目标辐射亮度的误差结果见图1所示, 从图1可以看出在-20℃~80℃的测温量程范围内, 最大误差将达到4.8%, 若在实际测试中, 测温误差大于仪器定标的结果, 其会放大目标辐射亮度的计算误差, 因此在实际应用中需严格控制对目标的测温精度。
对于实际的测试目标, 目标的最高辐射温度约在100℃, 目标的大部分辐射温度在80℃以内, 选用-20℃~80℃这个测温范围, 将会给目标高温段的测试带来误差, 在实验室利用黑体对对-20℃~80℃这个测温区间进行校准, 选取的积分时间为285μs和110μs, 校准结果如表1所示, 从表1可以得出对于辐射温度65℃以内的测试, 热像仪的测温结果满足指标要求, 对于65℃以上的辐射测试测试, 受热像仪标定曲线的限制, 出现较大的测温偏差。若选用80℃~300℃这个测温量程, 目标辐射温度在80℃以下的部分将被截止, 影响目标成像。在实际测试过程中选用-20℃~80℃这个测温量程, 为了将热像仪在该量程高温段的测温精度控制在±2℃以内, 本文提出了先对测温结果进行补偿, 最后再换算目标辐射亮度的方法。通过对表1的数据分析, 在110μs和285μs两个积分模式下, 对校准的结果进行补偿, 补偿公式为式 (1) , 补偿前和补偿后的测温结果见图3, 补偿后测温精度符合热像仪的测温指标±2℃ (≤100℃) , 通过对温度补偿拓宽了热像仪的测试范围, 同时也控制了测试目标辐射亮度的误差, 提升了测量结果的准确性。
4 结论及应用