автореферат диссертации по электронике, 05.27.03, диссертация на тему:Диагностика теплового состояния объектов по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения

На правах рукописи

Русанов Константин Евгеньевич

ДИАГНОСТИКА ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТОВ ПО КОРОТКОВОЛНОВОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ КВАНТОВОЙ ПЛОТНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ

Специальность 05.27.03 — квантовая электроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)"

Научный руководитель д.т.н., профессор Голубь Б.И. Научный консультант д.т.н., профессор Анцыферов С.С.

Официальные оппоненты: д.т.н., профессор Киселев ГЛ. к.т.н., с.н.с. Овчаров И.В.

Ведущая организация: 32 ГНИИИ МО РФ

Защита состоится "_"_2004 г. в_часов

на заседании диссертационного совета Д 212.131.02 при Московском государственном институте радиотехники, электроники и автоматики (техническом университете) по адресу: 119454, Москва, пр. Вернадского, д. 78.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технического университета)

Автореферат разослан "_"_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.т.н.,доцент

Вальднер В.О.

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Вне зависимости от физической природы, практически все объекты характеризуются пространственно-временными полями излучений в оптическом диапазоне спектра. Этот диапазон интересен тем, что в нем расположены главные частоты молекулярных спектров большинства соединений и на него же приходится основная доля теплового излучения. В связи с этим, одной из важнейших задач исследований механизма взаимодействия излучения с объектом является диагностика его теплового состояния при наличии внешних воздействующих факторов (ВВФ) в виде фонов, организованных оптических помех, собственного теплового излучения промежуточных оптических элементов и элементов конструкции измерительного канала.

Для решения задач диагностики теплового состояния объектов используются оптико-электронные системы, нашедшие применение в следующих областях:

- научные исследования (разведка ресурсов земных недр, ледовая разведка, метеорологические исследования, определение природы поверхности Луны и других планет, интроскопия);

- промышленность (диагностика температурного режима объектов, исследования оптических материалов, обнаружение утечек тепла);

- военная техника (обнаружение и распознавание объектов в условиях тепломаскировки, оценка качества тепломаскировки, исследование излучения целей и фонов, сигнатурная разведка, исследование качества активных систем противодействия); -экология (экологический мониторинг, обнаружение лесных пожаров);

- медицина (особенно ранняя диагностика сложных заболеваний).

В общем случае системы состоят из двух взаимосвязанных частей: аппаратурной и алгоритмической.

В состав аппаратурной части входят компоненты, характеризуемые различными параметрами, которые определяются их различной физической природой. Поэтому выявление закономерностей их взаимодействия и влияния на конечные результирующие параметры системы в целом достаточно сложно.

Параметрический анализ показал, что при проведении исследований в условиях значительной априорной неопределенности главными требованиями, которые предъявляются к аппаратурной части систем, являются:

1. минимальный уровень помех в передающем тракте, величина которых определяется в основном шириной спектрального интервала, регистрируемого системой, и положением его в спектре электромагнитных излучений;

2. отсутствие влияния спектрального коэффициента излучения диагностируемого объекта.

В большинстве случаев состояние, структура, химический состав, геометрия поверхности' измеряемого объекта меняются. При этом по неизвестному закону изменяется во времени спектральный коэффициент излучения. Это, в конечном итоге, приводит к искажению измерительной информации, поступающей в алгоритмическую часть, что приводит к снижению достоверности диагностики теплового состояния объекта.

Как показали проведенные исследования, наиболее эффективно использование квазимонохроматической составляющей квантовой плотности излучения в коротковолновой области спектра.

Кроме уменьшения методической погрешности при определении температуры, связанной с вариабельностью значений спектрального коэффициента излучения, работа в коротковолновой области спектра дает еще ряд преимуществ, повышающих точностные характеристики систем диагностики:

-с уходом в коротковолновую область спектра уменьшается влияние излучения элементов оптического канала и элементов конструкции;

- у ряда веществ в коротковолновой области спектра наблюдается увеличение спектрального коэффициента излучения.

Анализ состояния разработок систем диагностики показал:

- недостаточно полно исследован ряд вопросов, относящихся к узкоспектральным системам, в частности связанных с влиянием изменения спектрального коэффициента излучения измеряемых объектов на метрологические характеристики систем;

-отсутствует количественная оценка зависимости пределов методической погрешности определения температуры, связанной с изменением спектрального коэффициента излучения, ширины рабочего спектрального интервала и его расположения в коротковолновой области оптического спектра;

-практически не исследовано влияние погрешностей математического моделирования характеристик излучения физических объектов на методическую погрешность;

- отсутствуют данные, характеризующие связь изменения ширины спектрального интервала и его расположения в коротковолновой области спектра на величину эквивалентной шуму разности температур, являющейся основной характеристикой систем диагностики;

-практически не развиваются системы, обеспечивающие высокий уровень достоверности оценки теплового состояния исследуемых объектов в условиях значительной вариабельности спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптических элементов передающего канала системы.

Необходимость проведения комплекса исследований, которые бы позволили восполнить указанные пробелы, определила цель работы.

Цель настоящей работы - разработка методологии построения систем диагностики, обеспечивающих высокий уровень достоверности оценки по тепловой картине состояния физических объектов в условиях значительной вариабельности спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптических элементов передающего канала системы.

Задачи исследований

Достижение поставленной цели связано с решением следующих задач:

- разработка методики количественного учета теоретической погрешности, связанной с математической моделью квантовой плотности излучения физического объекта, как определяющего фактора при определении температуры в различных областях спектра;

-установление зависимости пределов изменения методической погрешности определения температуры исследуемых физических объектов при изменении спектрального коэффициента излучения, ширины рабочего спектрального интервала системы и его расположения в спектре излучения;

— установление связи между эквивалентной шуму разностью температур, шириной спектрального интервала и его расположением в коротковолновой области оптического спектра; -разработка автоматизированной системы диагностики, работающей по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения в диапазоне температур 800-2300 К.

Методы исследований

В работе использованы методы: теории радиометрии и оптических излучений, теории квантовых излучений, теории измерений и теории погрешностей, теории математического моделирования. Экспериментальные исследования по оценке метрологических показателей систем выполнены по стандартной методике. Эффективность систем оценивалась путем проведения их испытаний на реальных объектах.

Научная новизна

В результате проведенных исследований разработаны принципы повышения эффективности систем диагностики теплоизлу-чающих объектов.

В соответствие с этими принципами:

1. Теоретически и экспериментально доказана возможность создания систем диагностики теплового состояния по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения.

2. Предложена и обоснована методика математического моделирования квантовой плотности излучения физических объектов, установлены пределы теоретической погрешности определения температуры, обусловленной погрешностями моделирования. Установлены области применения данных моделей для систем диагностики с шириной рабочего спектрального интервала от 10 до 100 нм.

3. Проведено исследование влияния изменений спектрального коэффициента, излучения, ширины рабочего спектрального интер-

вала и его расположения в спектре излучения на величину методической погрешности.

4. Получены аналитические зависимости для расчета методической погрешности с учетом влияния погрешностей моделирования.

5. Определена зависимость эквивалентной шуму разности температур от ширины спектрального интервала и его расположения в коротковолновой области спектра.

Практическая ценность и внедрение результатов работы

В диссертационной работе решена важная научно-техническая задача разработки автоматизированных систем диагностики, обеспечивающих высокий уровень достоверности оценки теплового состояния исследуемых объектов в условиях значительной вариабельности значений спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптических элементов передающего канала системы и внутриприборных фоновых излучений.

Предложены и практически реализованы:

- принцип построения автоматизированной системы диагностики по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения с использованием структурно-стохастического метода анализа тепловых полей;

- инженерный метод расчета сочетаний значений ширины спектрального интервала, его положения в спектре излучения и температуры, при которых значение эквивалентной шуму разности температур равно 1 градусу;

- методики, алгоритмы и компьютерные программы расчета методической погрешности определения температуры при изменении спектрального коэффициента излучения по неизвестному закону.

Разработанные автором системы диагностики, рекомендации по их применению, методики, алгоритмы и компьютерные программы внедрены на предприятиях ОАО "Плутон", "Альтаир", ЦНИИТМАШ-Поликомп, НИЦ "Атом". Результаты работы используются в настоящее время в учебном процессе МИРЭА (ТУ) в виде лекционных материалов, экспериментально-лабораторной базы.

Положения, выносимые на защиту

1. Доказательство возможности создания высокоэффективной системы диагностики теплоизлучающих объектов в условиях значительной вариабельности спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптико-электронного передающего канала.

2. Методика математического моделирования плотности излучения физических объектов.

3. Методика установления пределов теоретической погрешности определения температуры, обусловленной погрешностями моделирования.

4. Способ оценки методической погрешности, обусловленной влиянием изменений спектрального коэффициента излучения, ширины рабочего спектрального интервала и его расположения в спектре излучения.

5. Аналитические зависимости расчета методической погрешности с учетом погрешностей моделирования.

6. Аналитическая зависимость определения эквивалентной шуму разности температур от ширины рабочего спектрального интервала и его расположения в спектре излучения.

Апробация работы

Результаты диссертации докладывались: на 3-й Международной конференции "Радиоэлектроника в медицинской диагностике" (Москва, 1999); на 49-й, 50-й, 51-й и 52-й НТК МИРЭА (Москва, 2000, 2001, 2002, 2003); на Международной научно-практической конференции "Фундаментальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения", Пьезотехника-2000 (Москва, 2000); на XIII НТК с участием зарубежных специалистов "Датчики и преобразователи информационных систем измерения, контроля и управления", Датчик-2001 (Феодосия, 2001); на Международной НТК "Моделирование электронных приборов и техпроцессов, обеспечение качества, надежности и радиационной стойкости приборов и аппаратуры", Приборинформ-2001 (Москва-Севастополь, 2001); на Международной НТК "Тонкие пленки и слоистые структуры", Пленки-2002 (Москва, 2002).

Разработки по теме диссертации отмечены серебряными медалями Международной академии авторов научных открытий и изобретений в 2000 г. и 2002 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Личный вклад автора: участие в постановке задач, способах их решения, проведении измерений, обработке результатов, в разработке принципов повышения эффективности систем диагностики, в оценке их метрологических характеристик, в проведении испытаний на реальных объектах.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения,

списка литературы, включающего_наименований. Основное

содержание изложено на_страницах текста, иллюстрированного_рисунками и_таблицами.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цель и задачи работы, сформулированы, основные научные положения, выносимые на защиту, новизна и практическая значимость работы.

В первой главе анализируется оптико-электронная система диагностики как объект проектирования. Рассмотрена обобщенная структурная схема систем диагностики. Проведен анализ структуры оптико-электронной системы диагностики.

Проанализированы источники оптического излучения, подлежащие диагностированию в диапазоне температур 800-2300 К.

Показано, что основными источниками шума являются сами теплоизлучающие объекты, излучение фона, собственное излучение промежуточной среды, излучение защитных оптических элементов, собственное излучение элементов оптического канала, внутрипри-борное излучение конструктивных элементов и шумы ПЛЭ.

Изучены особенности прохождения потоков излучения через промежуточную оптическую среду. Показано, что значительное влияние на точностные характеристики систем, работающих в

длинноволновой области оптического спектра, оказывает фоновое излучение от защитных оптических элементов.

Проведен анализ погрешностей при наличии фонового излучения элементов оптического канала.

Установлено, что влияние фонового излучения на точностные характеристики системы определяется шириной выбранного рабочего спектрального интервала и его положением в спектре излучения.

Показано, что использование рабочего спектрального интервала, расположенного в коротковолновой области спектра, позволяет сделать систему практически независимой от фонового излучения оптических элементов и элементов конструкции.

Проведен сравнительный анализ влияния изменений спектрального коэффициента излучения на характеристики систем при использовании известных методов радиометрии излучения. Установлено, что наиболее эффективно использование квазимонохроматического метода радиометрии излучения в коротковолновой области спектра.

Доказана перспективность использования приемников на твердотельных алмазоподобных соединениях для измерения теплового излучения по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения.

Сформулированы требования к аппаратурной части систем, основными из которых являются минимальный уровень шума в передающем тракте и минимальное влияние спектрального коэффициента излучения.

Проведенный анализ известных методов алгоритмической обработки тепловых картин показал, что наивысший уровень достоверности при диагностике состояния физических объектов дает структурно-стохастический метод обработки информации.

Показано, что высокий уровень достоверности оценки теплового состояния исследуемых объектов в условиях значительной вариабельности значений спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптических элементов передающего канала системы может дать система, работающая по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения.

Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям ос-

новных характеристик систем диагностики.

Исследования, проводимые в настоящее время, достаточно хорошо обосновывают измерительные качества систем, т.е. ту совокупность характеристик, которая определяет класс точности систем. То же можно сказать и об исследовании погрешностей, определяемых условиями применения данных систем, которые не зависят от их класса точности.

Однако во всех этих исследованиях недостаточно полно рассмотрены вопросы возникновения погрешностей, которые определяются спецификой применения систем диагностики, и влияющих на уровень достоверности оценки теплового состояния исследуемых объектов. К ним, в частности, относятся теоретические погрешности, вызванные погрешностями математического моделирования квантовой плотности излучения физического объекта, и методические погрешности, обусловленные изменением по неизвестному закону спектрального коэффициента излучения.

Следует, отметить, что при распознавании выбор математической модели является определяющим, так как теоретическая погрешность напрямую влияет на качество распознавания.

Пределы методической погрешности определены по математическим моделям квантовой плотности излучения R1 и R2: RI = • ехр{К2 / Т), R2 = Кг ■ ТК*.

Естественно, что это приводит к появлению погрешностей, моделирования квантовой плотности излучения АЧТ ДЛ1(Л, Л, АТ, Т) = Д(Л, Л, А Т, Т) - Л1(Л, Л, А Т, Т),

AR2(\, Л, АТ, Т) = Л(Л, Л,АТ,Т)~ Л2(Л, Л, АТ, Т), где Я(А,Л,АТ,Т) - плотность излучения АЧТ, определенная по закону Планка; п\{А,Л,АТ,Т), Я2(А,Л,АТ,Т) — плотности излучения АЧТ, определенные, соответственно, по экспоненциальной и степенной моделям. Погрешности моделирования плотности, излучения АЧТ обуславливают величину теоретических погрешностей определения температуры.

Относительные теоретические погрешности при определении температуры, в зависимости от выбора модели, определяются выражениями

Я1геор{Л,Л,АТ,Т) = -

Ат(\л,АТ,т)-т-т%

К{ (л, Л, А Т) ■ К2 (л, Л, А Т) ■ схр(ЛГ2 (Л, Л, А Т)/Т)'

<5Г2теор(Л,Л,Д7\:Г) =

АД2(А,Я,ДГ,Г)-100%

К^АЛЬТУК^А.ЛАТУТ

кДллдг)

Анализ зависимости (экспоненциальная модель) в

диапазоне температур 800-2300 К при изменении ширины Л от 10 до 100 нм в интервале длин волн от 0,2 до 10,0 мкм показал, что для интервала Л = 0,2-2,0 мкм значения <5Пхеор не превышают 0,5 %. Для интервала Л = 2,0-10,0 мкм изменение Л с 10 до 90 нм практически не влияет на величину <5Г1Теор> а р ^гатетр в основном связан с переходом в длинноволновую область спектра.

При использовании степенной модели Я2 дня Я = 0,2 мкм значения <572те0р могут достигать 20 %. Уменьшение <572теор для

диапазона. Л = 0,2-2,0 мкм обусловлено как изменением ширины Л от 10 до 90 нм, так и смещением в длинноволновую область спектра: Для диапазона Л = 2,0-10,0 мкм увеличение Л от 10 до 90 нм практически не влияет на уменьшение которой свя-

зано с переходом в длинноволновую область спектра.

Таким образом; установлено, что минимальное значение теоретической погрешности для систем, работающих в коротковолновой области спектра со значениями ширины спектрального интервала от 10 до 100 нм, наблюдается при использовании экспоненциальной математической модели квантовой плотности излучения

Проведены исследования влияния изменений спектрального коэффициента излучения по неизвестному закону с величины = 1 до величины ширины спектрального интервала и

его расположения в спектре излучения на величину методической погрешности при определении температуры.

Установлено, что наименьшей методической погрешностью определения температуры полученной вследствие измене-

ния спектрального коэффициента излучения, обладают квазимонохроматические системы с шириной спектрального интервала Л = 10 нм при его расположении в коротковолновой области спек-

тра. Увеличение ширины спектрального интервала или расположение его в более длинноволновой области спектра приводит к росту £Гмег.

Учет погрешностей при моделировании квантовой плотности излучения АЯх,АЯ2 дает возможность уточнить выражения для относительной методической погрешности определения температуры:

Исследования показали, что характер зависимости <Я"2мет существенным образом отличается от характера зависимости Смещение интервала в длинноволновую область спектра (при неизменной ширине Л) приводит к уменьшению отличий между <5Т2**ет и 5Т2мех. Такой же эффект вызывает увеличение значений. ширины Л от 10 до 100 нм в коротковолновой области спектра. Увеличение значений Л от 10 до 100 нм при Л= 0,2-1,5 мкм приводит к увеличению отличий между зависимостями и <5Пмет. Изменение Я от 1,5 до 10,0 мкм при Л = 10 нм также вызовет увеличение отличий между данными зависимостями.

Следовательно, необходимо учитывать погрешность моделирования квантовой плотности излучения, которая вносит значительную неопределенность при оценке методической погрешности в определении температуры, полученной вследствие изменения спектрального коэффициента излучения; Это приводит к значительному уменьшению эффективности разрабатываемых систем.

Теоретические исследования показали, что наиболее оптимальной с точки зрения устойчивости к изменению спектрального коэффициента излучения при диагностировании теплового состояния объектов при температурах 800-2300 К является система,

работающая по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения.

Разрешающая способность систем диагностики определяется как эквивалентная шуму разность температур

При изменении температуры излучателя на величину произойдет изменение эффективного потока:

Д Ф(Л, А, Т) = в • ДЛ(Л, А, Г) = С • (А, Г) /• ¿/Г) ■ Д Т(Т) ■ А,

где ДЛ(Л,А,Г) - приращение плотности излучения АЧТ; О - коэффициент пропорциональности, определяемый геометрическими факторами.

Выражение для ДГШ (Л, Л, Т) имеет вид

где - константы Планка.

Анализ полученного выражения показывает, что значения ДГШ уменьшаются с ростом значений Л, Г, а также при смещении спектрального интервала в длинноволновую область.

Влияние изменений А,Х,Т на величину Д7"ш в УФ и видимой областях спектра является определяющим при формировании требований к характеристикам систем диагностики. Получено выражение для определения отношения изменения ширины спектрального интервала к изменению положения спектрального интервала которое не зависит от значений Д Ф / б:

АЛ _ - Л • (- 6 • ЛТ + 6 • АГ • ехр(- С2/ЛТ)+С2 + С2 • ехр(- С2 /ЛТ))

ДА

Г-А2-(-1 + ехр(-С2/Аг))

Для обеспечения возможности введения САПР в процесс разработки систем диагностики:

-разработана диаграмма, позволяющая определять при различных значениях ДФ/С сочетания значений Л,А,Г в УФ области спектра при которых ДГШ = 1 град;

- разработана диаграмма для определения влияния изменений на величину в УФ и видимой областях спектра излучения;

- разработаны диаграммы для определения одинаковых значений ЙТмет^А) при различных сочетаниях значений Л, А в различных

областях спектра оптического излучения;

-разработана диаграмма для определения влияния точности изготовления интерференционного светофильтра на величину методической погрешности при определении температуры.

В третьей главе рассмотрены принцип работы и структурная схема системы диагностики теплового состояния объектов по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения (УФСД) и ее основные метрологические характеристики.

Структурная схема УФСД приведена, на рис. 1. Измеряемый лучистый поток, пройдя блок сканирования (2), состоящий из зеркал строчной и кадровой развёртки и оптический канал (3), фокусируется в плоскости диафрагмы мгновенного поля зрения (4), расположенной непосредственно перед чувствительным элементом ПЛЭ (6) с интерференционным светофильтром (5). Сигнал с ПЛЭ усиливается с помощью усилителя (7) и поступает в блок согласования с ЭВМ (8). На экране монитора (10) отображается тепловое изображение.

13

Рис. 1. Структурная схема УФСД.

Для получения объективного заключения о состоянии объекта при различных линейных и температурных перепадах по исследуемой поверхности в систему диагностики введены блок формирования зоны информативности БФЗИ (И), блок формирования кадра БФК (12) и блок формирования температурного интервала БФТИ (13) в зоне информативности исследуемого объекта.

БФЗИ формирует контурное изображение объекта, которое выводится на экран монитора. На изображении устанавливаются репер-ные маркеры, разделяющие линии контурного изображения на множество простых линий. Затем эти линии визуализируются в виде элементарных утончённых линий, представляющих собой координаты

границ зон информативности на исходном тепловом изображении.

БФК позволяет максимально заполнить кадр установленной зоной информативности с одинаковым и постоянным числом элементов разложения, путем синхронного установления углов отклонения зеркал строчной и кадровой разверток блока сканирования. (2) и изменения мгновенного угла поля зрения (4). Это обеспечивает формирование кадра и возможность получения на экране (10) теплового изображения интересующего участка объекта при условии изменения геометрических размеров объекта без потери информативности по геометрическому разрешению или же получать идентичные условия для диагностики одного и того же объекта через различные промежутки времени, что крайне необходимо при определении динамики процесса.

БФТИ служит для автоматической установки оптимального температурного диапазона в зоне информативности исследуемого объекта.

Обработка информации тепловых пространственно-временных полей в ЭВМ (9) проводится с использованием структурно-стохастического метода, обеспечивающего высокий уровень достоверности распознавания. Структурная схема алгоритмической части системы приведена на рис. 2 и состоит из блока предварительной обработки (БПО), блока преобразования изображения (БПИ), блока оценки значений диагностических параметров (БДП), блока принятия решений (БПР), блока адаптации (БА) и блока визуализации информации (БВИ).

Рис. 2. Структурная схема алгоритмической части системы. БПО служит для коррекции искажений при преобразовании оптического сигнала в электрический, к которым относятся нели-

нейность характеристики передачи уровней видеосигнала, неравномерность частотной характеристики регистратора в пределах области пространственных частот изображения и шумы случайного характера. БПИ обеспечивает оператору такие возможности как определение границ зон (участков) информативности на изображении, в пределах которых следует вести дальнейшую обработку, и контролируемость получаемых результатов на стадии адаптации системы. В БДП изображение, в пределах обозначенных зон информативности, подвергается обработке, обеспечивающей получение количественных значений (оценок) диагностических параметров либо в виде действительных чисел, либо в виде функций. В БПР по множеству полученных диагностических параметров производится отнесение зоны информативности изображения к тому или иному диагностическому классу. В БА по обучающей; выборке производится определение значений параметров (коэффициентов) решающих функций.

Характеристики УФСД: геометрическая разрешающая, способность 256 х 256; эквивалентная шуму разность температур: ДГШ< 1 град при Т> 1350 К; погрешность измерения - не более В УФСД используется интерференционный светофильтр, имеющий следующие характеристики: ДА = 12 нм - ширина полосы пропускания по уровню 50 %; гмах:= 0,61 - коэффициент максимального пропускания; = 0,379 мкм - длина волны максимального пропускания. В качестве ПЛЭ для УФСД используется ФЭУ-26, который имеет максимум относительной спектральной характеристики чувствительности на = 0,38 мкм.

Разработанная для УФСД зеркальная оптическая система выполнена таким образом, что, заменив только ПЛЭ и светофильтр, можно использовать данную систему для диагностики теплового состояния объектов по ИК составляющей квантовой плотности излучения, что и было осуществлено при контроле качества диэлектрических материалов в диапазоне температур 330— 500 К.

Исследование характеристик интерференционного светофильтра УФСД проведено путем оценки пределов методической погрешности в определении температуры при изменении значе-

ний ширины спектрального интервала от 2 до 30 нм и его расположения в диапазоне 0,373-0,385 мкм.

Методическая погрешность определена выражением: .»«* • Щеъ/ЕХ)

<5Пк

(с1-Л + <Л)-Л + с2-Л + йГ2 , . ГТ ^--+ Ще2 / )

•100%,

где с1 =- 1,7056-1018 К/мг; а1 =7,7721-10 с2 =6,9189-Ю11 К/м; ¿2 =-6,7065-104 К.

Калибровка УФСД проводилась с помощью ламповой модели АНТ ТРИ 673-2273. Для поверки методической погрешности при определении температуры для УФСД, проградуированной по АЧТ, использовалась температурная лампа СИ 10-300, тело накала которой изготовлено из ленточного вольфрама, спектральные характеристики которого в функции температуры достаточно хорошо изучены. Анализ полученных данных показал, что разность значений методической погрешности, теоретической и полученной с помощью эксперимента, не превышает 0,1 %.

Показано, что разрешающая способность системы диагностики теплового состояния объектов, определяемая эквивалентной шуму разностью температур, в диапазоне 1300-2300 К составляет < 2 град.

Четвертая глава посвящена рассмотрению вопросов, связанных с практической реализацией разработанной системы в электровакуумном СВЧ приборостроении, применительно к диагностике теплового состояния катодных узлов. Показано, что наивысшая эффективность может быть достигнута при комплексном использовании системы, работающей как по коротковолновой, так и длинноволновой составляющей квантовой плотности излучения.

Проведенные исследования теплового состояния катодов показали, что:

- наиболее существенные изменения температуры по поверхности катода связаны с наличием микрорасслоений в пленке оксида; -основными факторами, изменяющими спектральный коэффициент излучения поверхности катода, являются толщина оксидного слоя, различия в шероховатости поверхности оксидного слоя, изменение состава поверхности катода при его активировании;

ю

К/м;

- в ИК диапазоне оксид является полупрозрачным материалом, поэтому диагностируется состояние системы керн-оксид;

- в УФ диапазоне оксид непрозрачен, поэтому, что очень важно, диагностируется состояние поверхности катода.

Учитывая конструктивные особенности разрабатываемой системы, т.е. возможность ее использования как в УФ, так и в ИК области, тепловой контроль качества нанесения оксидного покрытия проведен по ИК составляющей, что дает возможность наиболее эффективно провести на первом этапе катодного производства отбраковку некачественных катодных узлов по таким параметрам как расслоение и наличие макро- и микротрещин в активном слое. Следует отметить, что исследования осуществлены непосредственно на воздухе при температурах 330-350 К.

Применение разработанной системы диагностики в процессе активировки и диодной тренировки оксидных катодов электровакуумных СВЧ приборов показало ее высокую эффективность с точки зрения устойчивости к изменению спектрального коэффициента излучения и независимость от фонового излучения стеклянной оболочки вакуумного прибора. Это позволило определить истинные эмиссионные характеристики катодов.

Подтверждением этого является определенная эквивалентная шуму разность температур равная ~ 2 град в диапазоне 1300-2300 К.

Основные результаты и выводы

В диссертационной работе разработана методология построения систем диагностики, обеспечивающих высокий уровень достоверности оценки теплового состояния физических объектов в условиях значительной вариабельности значений спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптических элементов передающего канала системы и внутри-приборных фоновых помех.

Полученные в работе результаты заключаются в следующем. 1. Решена комплексная проблема создания высокоэффективной автоматизированной распознающей системы, для этого:

- теоретически доказано, что наиболее оптимальной с точки зрения устойчивости к изменению спектрального коэффициента из-

лучения при диагностировании теплового состояния объектов при температурах 800-2300 К является система, работающая по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения; -установлено, что наименьшей методической погрешностью при определении температуры, полученной вследствие изменения спектрального коэффициента излучения, обладают квазимонохроматические системы диагностики с шириной спектрального интервала =10 нм при его расположении в коротковолновой (УФ) области спектра, при этом увеличение ширины спектрального интервала или расположение его в длинноволновой области спектра приводит к росту методической погрешности при определении температуры;

- установлены зависимости пределов методической погрешности при определении температуры в диапазоне 800-2300 К от изменений спектрального коэффициента излучения по неизвестному закону, ширины спектрального интервала и его расположения в спектре излучения;

- показано, что при различных сочетаниях Л и Л можно получить одинаковые значения относительной методической погрешности при определении температуры;

- доказана необходимость учета погрешности моделирования излучения, которая вносит значительную неопределенность при оценке методической погрешности, полученной вследствие изменения спектрального коэффициента излучения, что приводит к уменьшению эффективности разрабатываемых систем диагностики; -предложена математическая модель для оценки методической погрешности при определении температуры УФСД.

2. Реализована система диагностики по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения, обеспечивающая высокий уровень достоверности оценки теплового состояния исследуемых объектов в условиях значительной вариабельности спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптических элементов передающего канала системы, при этом: -экспериментально подтверждены определенные теоретически значения методической погрешности, возникающей при изменении спектрального коэффициента излучения;

- показано, что разрешающая способность разработанной систе-

мы диагностики, определяемая эквивалентной шуму разностью температур, в диапазоне 1300-2300 К составляет < 2 град;

- определена зависимость эквивалентной шуму разности температур систем диагностики от и в коротковолновой области оптического спектра.

3. Разработаны предпосылки введения САПР в процессе создания систем диагностики на основе:

- разработанной диаграммы для определения влияния изменений

на величину в различных областях спектра оптического излучения;

- разработанной диаграммы дня определения сочетаний А, Л, Т, в УФ области спектра, при которых = 1 град;

- разработанных диаграмм для определения равных значений относительной методической погрешности в различных областях спектра оптического излучения.

4. Проведена практическая проверка систем диагностики в электровакуумном СВЧ приборостроении.

5. Показано, что наивысшая эффективность в диагностике теплового состояния катодных узлов электровакуумных СВЧ приборов может быть достипгута при комплексном использовании систем, работающих как по коротковолновой, так и длинноволновой составляющей квантовой плотности излучения.

Основные публикации по теме диссертации

1. Голубь Б.И., Бандурян Б.Б., Афанасьев С.А., Марин В.П., Русанов К.Е. Пассивные широкоспектральные системы лучевой диагностики с матричными ВТСП приемниками излучения. // Сб. трудов 3-й Международной конференции "Радиоэлектроника в медицинской диагностике", 29 сент. — 1 окт. 1999 г., с. 34-35.

2. Русанов К.Е. Автоматизированный тепловой контроль качества диэлектрических материалов. // Пьезотехника-2000. / Сб. материалов международной научно-практической конференции "Фундаментальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения", 27 но-яб.-1 дек. 2000 г., г. Москва. - М.: МИРЭА, 2000, ч. 2, с. 206-210.

3. Ильченко ГА, Поскачей А.А., Русанов К.Е. Применение сканирующих пирометрических анализаторов. // Тепловидение. /

Межотрасл. сб. научн. тр. - М.: МИРЭА, 2000, № 13, с. 149-153.

4. Поскачей А.А., Ильченко ГА, Русанов К.Е. Влияние внешних воздействующих факторов на погрешность анализаторов температурных полей типа "Скапир". // Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн. тр. - М.: МИРЭА, 2000, № 13, с. 154-156.

5. Голубь Б.И., Гусев А.Н., Русанов К.Е. Эффективность информационно-распознающих систем биомедицинского назначения на основе высокотемпературных сверхпроводников. // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2001, № 1, с. 41-47.

6. Русанов К.Е. Информационно-распознающая система для теплового контроля качества катодных покрытий. // Сб. трудов 50-й юбилейной НТК МИРЭА - М.: МИРЭА, 2001, ч. 1, с. 74-75.

7. Голубь Б.И., Гусев А.Н. Русанов К.Е. Уменьшение погрешностей радиометрических систем оптического диапазона. // "Датчик -2001". / Сб. материалов XIII НТК с участием зарубежных специалистов "Датчики и преобразователи информационных систем измерения, контроля и управления, май 2001 г., г. Феодосия. - М.: МГИЭМ, 2001, с. 245-246.

8. Русанов К.Е. Некоторые особенности выявления теоретических погрешностей. // Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн. тр. -М.: МИРЭА, 2002, № 14, с. 56-58.

9. Русанов К.Е. Метрологические особенности квазимонохроматических информационно-распознающих систем оптического диапазона. //Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн. тр. - М.: МИРЭА, 2002, № 14, с. 85-92.

10. Русанов К.Е., Филатов С.В. Тепловизионный контроль качества диэлектрических материалов. // Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн. тр.-М.: МИРЭА, 2002, № 14, с. 146-151.

11. Русанов К.Е., Филатов С.В. Погрешности моделирования плотности излучения абсолютно черного тела. // Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн. тр. - М.: МИРЭА, 2002, № 14, с. 158-159.

12. Русанов К.Е. Разрешающая способность ультрафиолетовой квазимонохроматической информационно-распознающей системы. // Пленки-2002. / Материалы Международной НТК "Тонкие пленки и слоистые структуры", 26-30 нояб. 2002 г., г. Москва. -М.: МИРЭА, 2002, ч. 2, с. 270-272.

Подписано в печать 14.04.2004. Формат 60x84 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,16 Усл. кр.-отт. 4,64. Уч.-изд. л. 1,25. Тираж 100 экз. С 310

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)" 119454, Москва, пр. Вернадского, 78

Р-798Р

Введение.

1. Оптико-электронные системы диагностики как объект проектирования.

1.1. Обобщенная схема систем диагностики.

1.2. Анализ структуры оптико-электронной системы диагностики.

1.3. Классификация источников теплового излучения, их основные характеристики.

1.4. Промежуточная оптическая среда.

1.5. Анализ методов радиометрии оптического излучения реальных объектов

1.6. Оптические каналы систем диагностики.

1.6.1. Особенности работы оптических каналов в тепловых условиях отличных от нормальных.

1.6.2. Анализ погрешностей при наличии фонового излучения элементов оптического канала.

1.7. Приемники лучистой энергии.

1.8. Компьютерная обработка информации о тепловом состоянии объекта.

1.9. Анализ эффективности диагностики теплового состояния объекта по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения.

Выводы к главе 1.

2. Теоретические исследования характеристик систем диагностики.

2.1. Математические модели оптического излучения.

2.2. Эквивалентная шуму разность температур.

2.3. Взаимосвязь выбранной математической модели оптического излучения с характером изменения спектрального коэффициента излучения объекта.

Выводы к главе 2.

3. Система диагностики теплового состояния объектов по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения.

3.1. Структурная схема.

3.2. Метрологические характеристики.

3.2.1. Методическая погрешность.

3.2.2. Эквивалентная шуму разность температур.

Выводы к главе 3.

4. Практическая реализация систем диагностики в электровакуумном СВЧ приборостроении.

4.1. Диагностика состояния активной поверхности катода.

4.1.1. Тепловое поле катода как основной показатель качества его активной поверхности.

4.1.2. Исследование теплового рельефа катода.

4.2. Исследование эмиссионных характеристик катодов.

4.2.1. Анализ факторов, изменяющих параметры теплового излучения катода.

4.2.2. Методика и экспериментальные данные исследований.

Выводы к главе 4.

Вне зависимости от физической природы, практически все объекты характеризуются пространственно-временными полями излучений в оптическом диапазоне спектра. Этот диапазон интересен тем, что в нем расположены главные частоты молекулярных спектров большинства соединений и на него же приходится основная доля теплового излучения. В связи с этим, одной из важнейших задач исследований механизма взаимодействия излучения с объектом является диагностика его теплового состояния при наличии внешних воздействующих факторов (ВВФ) в виде фонов, организованных оптических помех, собственного теплового излучения промежуточных оптических элементов и элементов конструкции измерительного канала.

Для решения задач диагностики теплового состояния объектов используются оптико-электронные системы, нашедшие применение в следующих областях:

- научные исследования (разведка ресурсов земных недр, ледовая разведка, метеорологические исследования, определение природы поверхности Луны и других планет, интроскопия); промышленность (диагностика температурного режима объектов, исследования оптических материалов, обнаружение утечек тепла);

-военная техника (обнаружение и распознавание объектов в условиях тепло-маскировки, оценка качества тепломаскировки, исследование излучения целей и фонов, сигнатурная разведка, исследование качества активных систем противодействия);

- экология (экологический мониторинг, обнаружение лесных пожаров); медицина (особенно ранняя диагностика сложных заболеваний).

В общем случае системы состоят из двух взаимосвязанных частей: аппаратурной и алгоритмической.

В состав аппаратурной части входят компоненты, характеризуемые различными параметрами, которые определяются их различной физической природой. Поэтому выявление закономерностей их взаимодействия и влияния на конечные результирующие параметры системы в целом достаточно сложно.

Параметрический анализ показал, что при проведении исследований в условиях значительной априорной неопределенности главными требованиями, которые предъявляются к аппаратурной части систем, являются:

1. минимальный уровень помех в передающем тракте, величина которых определяется в основном шириной спектрального интервала, регистрируемого системой, и положением его в спектре электромагнитных излучений;

2. отсутствие влияния спектрального коэффициента излучения диагностируемого объекта.

В большинстве случаев состояние, структура, химический состав, геометрия поверхности измеряемого объекта меняются. При этом по неизвестному закону изменяется во времени спектральный коэффициент излучения. Это, в конечном итоге, приводит к искажению измерительной информации, поступающей в алгоритмическую часть, что приводит к снижению достоверности диагностики теплового состояния объекта.

Как показали проведенные исследования, наиболее эффективно использование квазимонохроматической составляющей квантовой плотности излучения в коротковолновой области спектра. При этом влияние фонового излучения и изменения спектрального коэффициента излучения объекта диагностики на точностные характеристики систем будет определяться шириной выбранного рабочего спектрального интервала и его положением в спектре излучения.

Кроме уменьшения методической погрешности при определении температуры, связанной с вариабельностью значений спектрального коэффициента излучения, работа в коротковолновой области спектра дает еще ряд преимуществ, повышающих точностные характеристики систем диагностики: - с уходом в коротковолновую область спектра уменьшается влияние излучения элементов оптического канала и элементов конструкции;

-у ряда веществ в коротковолновой области спектра наблюдается увеличение спектрального коэффициента излучения.

Актуальность темы

Анализ состояния разработок систем диагностики показал:

- недостаточно полно исследован ряд вопросов, относящихся к узкоспектральным системам, в частности связанных с влиянием изменения спектрального коэффициента излучения измеряемых объектов на метрологические характеристики систем; -отсутствует количественная оценка зависимости пределов методической погрешности определения температуры, связанной с изменением спектрального коэффициента излучения, ширины рабочего спектрального интервала и его расположения в коротковолновой области оптического спектра;

- практически не исследовано влияние погрешностей математического моделирования характеристик излучения физических объектов на методическую погрешность;

- отсутствуют данные, характеризующие связь изменения ширины спектрального интервала и его расположения в коротковолновой области спектра с величиной эквивалентной шуму разности температур,'являющейся основной характеристикой систем диагностики;

- практически не развиваются системы, обеспечивающие высокий уровень достоверности оценки теплового состояния исследуемых объектов в условиях значительной вариабельности спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптических элементов передающего канала системы.

Необходимость проведения комплекса исследований, которые бы позволили восполнить указанные пробелы, определила цель работы. Цель работы

Цель настоящей работы — разработка методологии построения систем диагностики, обеспечивающих высокий уровень достоверности оценки по тепловой картине состояния физических объектов в условиях значительной вариабельности спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптических элементов передающего канала системы.

Достижение поставленной цели связано с решением следующих задач:

- разработка методики количественного учета теоретической погрешности, связанной с математической моделью квантовой плотности излучения физического объекта, как определяющего фактора при определении температуры в различных областях спектра; установление зависимости пределов изменения методической погрешности определения температуры исследуемых физических объектов при изменении спектрального коэффициента излучения, ширины рабочего спектрального интервала системы и его расположения в спектре излучения; -установление связи между эквивалентной шуму разностью температур, шириной спектрального интервала и его расположением в коротковолновой области оптического спектра;

- разработка автоматизированной системы диагностики, работающей по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения в диапазоне температур 800-2300 К.

Научная новизна

В результате проведенных исследований разработаны принципы повышения эффективности систем диагностики теплоизлучающих объектов. В соответствие с этими принципами:

1. Теоретически и экспериментально доказана возможность создания систем диагностики теплового состояния объектов по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения.

2. Предложена и обоснована методика математического моделирования квантовой плотности излучения физических объектов, установлены пределы теоретической погрешности определения температуры, обусловленной погрешностями моделирования. Установлены области применения данных моделей для систем диагностики с шириной рабочего спектрального интервала от 10 до 100 нм.

3. Проведено исследование влияния изменений спектрального коэффициента излучения, ширины рабочего спектрального интервала и его расположения в спектре излучения на величину методической погрешности.

4. Получены аналитические зависимости для расчета методической погрешности с учетом влияния погрешностей моделирования.

5. Определена зависимость эквивалентной шуму разности температур от ширины спектрального интервала и его расположения в коротковолновой области спектра.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту

1. Доказательство возможности создания высокоэффективной системы диагностики теплоизлучающих объектов в условиях значительной вариабельности спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптико-электронного передающего канала.

2. Методика математического моделирования плотности излучения физических объектов.

3. Методика установления пределов теоретической погрешности определения температуры, обусловленной погрешностями моделирования.

4. Способ оценки методической погрешности, обусловленной влиянием изменений спектрального коэффициента излучения, ширины рабочего спектрального интервала и его расположения в спектре излучения.

5. Аналитические зависимости расчета методической погрешности с учетом погрешностей моделирования.

6. Аналитическая зависимость определения эквивалентной шуму разности температур от ширины рабочего спектрального интервала и его расположения в спектре излучения.

Практическая ценность и реализация результатов работы В диссертационной работе решена важная научно-техническая задача разработки автоматизированных систем диагностики, обеспечивающих высокий уровень достоверности оценки теплового состояния исследуемых объектов в условиях значительной вариабельности значений спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптических элементов передающего канала системы и внутриприборных фоновых излучений.

Предложены и практически реализованы: -принцип построения автоматизированной системы диагностики по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения с использованием структурно-стохастического метода анализа тепловых полей; -инженерный метод расчета сочетаний значений ширины спектрального интервала, его положения в спектре излучения и температуры, при которых значение эквивалентной шуму разности температур равно 1 градусу; - методики, алгоритмы и компьютерные программы расчета методической погрешности определения температуры при изменении спектрального коэффициента излучения по неизвестному закону.

Разработанные автором системы диагностики, рекомендации по их применению, методики, алгоритмы и компьютерные программы внедрены на предприятиях ОАО "Плутон", "Альтаир", ЦНИИТМАШ-Поликомп, НИЦ "Атом". Результаты работы используются в настоящее время в учебном процессе МИРЭА (ТУ) в виде лекционных материалов, экспериментально-лабораторной базы.

Апробация работы

Результаты диссертации докладывались: на 3-й Международной конференции "Радиоэлектроника в медицинской диагностике" (Москва, 1999); на 49-й, 50-й, 51-й и 52-й НТК МИРЭА (Москва, 2000, 2001, 2002, 2003); на Международной научно-практической конференции "Фундаментальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения", Пьезотехника-2000 (Москва, 2000); на XIII НТК с участием зарубежных специалистов "Датчики и преобразователи информационных систем измерения, контроля и управления", Датчик-2001 (Феодосия, 2001); на Международной НТК "Моделирование электронных приборов и техпроцессов, обеспечение качества, надежности и радиационной стойкости приборов и аппаратуры", Приборинформ-2001 (Москва-Севастополь, 2001); на Международной НТК "Тонкие пленки и слоистые структуры", Плен-ки-2002 (Москва, 2002).

Разработки по теме диссертации отмечены серебряными медалями Международной академии авторов научных открытий и изобретений в 2000 г. и 2002 г.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего U наименований. Основное содержание изложено на №8 страницах текста, иллюстрированного 93 рисунками и таблицами.

Основные результаты и выводы

В диссертационной работе разработана методология построения систем диагностики, обеспечивающих высокий уровень достоверности оценки теплового состояния физических объектов в условиях значительной вариабельности значений спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптических элементов передающего канала системы и внутрипри-борных фоновых помех.

Полученные в работе результаты заключаются в следующем. 1. Решена комплексная проблема создания высокоэффективной автоматизированной распознающей системы, для этого:

-теоретически доказано, что наиболее оптимальной с точки зрения устойчивости к изменению спектрального коэффициента излучения при диагностировании теплового состояния объектов при температурах 800—2300 К является система, работающая по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения;

- установлено, что наименьшей методической, погрешностью при определении температуры, полученной вследствие изменения спектрального коэффициента излучения, обладают квазимонохроматические системы диагностики с шириной спектрального интервала Л=10 нм при его расположении в коротковолновой (УФ) области спектра, при этом увеличение ширины спектрального интервала или расположение его в длинноволновой области спектра приводит к росту методической погрешности при определении температуры;

-установлены зависимости пределов методической погрешности при определении температуры в диапазоне 800-2300 К от изменений спектрального коэффициента излучения по неизвестному закону, ширины спектрального интервала и его расположения в спектре излучения; показано, что при различных сочетаниях Л и Я можно получить одинаковые значения относительной методической погрешности при определении температуры;

-доказана необходимость учета погрешности моделирования излучения, которая вносит значительную неопределенность при оценке методической погрешности, полученной вследствие изменения спектрального коэффициента излучения, что приводит к уменьшению эффективности разрабатываемых систем диагностики;

- предложена математическая модель для оценки методической погрешности при определении температуры системой диагностики по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения.

2. Реализована система диагностики по коротковолновой составляющей квантовой плотности излучения, обеспечивающая высокий уровень достоверности оценки теплового состояния исследуемых объектов в условиях значительной вариабельности спектрального коэффициента излучения при наличии собственного излучения оптических элементов передающего канала системы, при этом:

- экспериментально подтверждены определенные теоретически значения методической погрешности, возникающей при изменении спектрального коэффициента излучения;

- показано, что разрешающая способность разработанной системы диагностики, определяемая эквивалентной шуму разностью температур, в диапазоне 1300-2300 К составляет <, 2 град;

- определена зависимость эквивалентной шуму разности температур систем диагностики ДГШ от Л и Я в коротковолновой области оптического спектра.

3. Разработаны предпосылки введения САПР в процессе создания систем диагностики на основе:

-разработанной диаграммы для определения влияния изменений Л, Я на величину АГШ в различных областях спектра оптического излучения;

- разработанной диаграммы для определения сочетаний Л, Я, Г, в УФ области спектра, при которых ДГШ= 1 град;

-разработанных диаграмм для определения равных значений относительной методической погрешности в различных областях спектра оптического излучения.

4. Проведена практическая проверка систем диагностики в электровакуумном

СВЧ приборостроении.

5. Показано, что наивысшая эффективность в диагностике теплового состояния катодных узлов электровакуумных СВЧ приборов может быть достигнута при комплексном использовании систем, работающих как по коротковолновой, так и длинноволновой составляющей квантовой плотности излучения.

1. Анцыферов С.С., Голубь Б.И. Принципы проектирования адаптивных широкоспектральных информационно-распознающих тепловизионных систем. // Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн. тр. - М.: МИРЭА, 2000, № 13, с. 3-26.

2. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. -Л.: Машиностроение, 1977. — 600 с.

3. Госсорг Ж. Инфракрасная термография. М.: Мир, 1988. - 400 с.

4. Лазарев Л.П., Комочкин В.Е., Мебелкин А.Н. Автоматизация проектирования оптико-электронных приборов. — М.: Машиностроение, 1986. — 216 с.

5. Мосягин Г.М., Немтинов В.Б. Преобразование сигналов в оптико-электронных приборах систем управления летательными аппаратами. — М.: Машиностроение, 1980. — 176 с.

6. Андреев А.Б., Комлев Ю.В., Мелюшев А.С. Структура программного обеспечения систем коллективного пользования и система диалогового ввода заданий. / В кн.: Проектирование ЭВМ и систем. М.: МВТУ, 1981, с. 112-121.

7. Криксунов Л.З. Справочник по основам инфракрасной техники. М.: Советское радио, 1978. - 400 с.

8. Буров С.В., Чудненко В.А. Инфракрасные системы наведения. — М.: МИРЭА, 1990.-102 с.

9. Лазарев Л.П. Инфракрасные и световые приборы самонаведения и наведения летательных аппаратов. — М.: Машиностроение, 1970. — 540 с.10., Хадсон Р. Инфракрасные системы. Пер. с англ. -М.: Мир, 1972.- 534 с.

10. Ллойд Дж. Системы тепловидения. Пер. с англ. М.: Мир, 1978. - 414 с.

11. Справочник по лазерам. Пер. с англ. Под ред. A.M. Прохорова. М.: Сов. % радио, 1978, т. I. - 504 с; т. II. - 400 с.

12. Реди Дж. Промышленные применения лазеров. М.: Мир, 1981. — 639с.

13. Свет Д.Я. Объективные методы высокотемпературной пирометрии принепрерывном спектре излучения. М.: Наука, 1968. - 236 с.

14. Рибо Г. Оптическая пирометрия. М.: Гостехиздат, 1934. - 455 с.

15. Хорохоров A.M., Голубь Б.И., Куртев Н.Д. Определение спектральногоfri*коэффициента излучения оптически полупрозрачных тел. // Труды МИРЭА, сер. Физика. -М.: 1972, вып.59, с. 3-10.

16. Свет Д.Я. Температурное излучение металлов и некоторых веществ. — М.: Металлургия, 1964. 134 с.

17. Кудинцева Г.А., Мельникова А.И., Морозова А.В., Никонов Б.П. Термоэлектронные катоды. M.-JL: Энергия, 1966. - 368 с.

18. Свет Д.Я. Оптические методы измерения истинных температур. — М.: Наука, 1982.-296 с.

19. Старченко A.H. Контактно-дистанционный метод контроля температурырасплава. // Оптический журнал, 2002, т.69, № 2, с. 60-64. 23; Поскачей А.А., Чубаров Е.П. Оптико-электронные системы измерения температуры. — М.: Энергоатомиздат, 1988. 247 с.

20. Куртев Н.Д., Голубь Б.И. Измерение параметров оптического излучения. -М.: МИРЭА, 1981.-115 с.

21. Голубь Б.И., Куртев Н.Д. Оптические каналы приборов измерения теплового излучения. -М.: МИРЭА, 1979. 100 с.

22. Куртев Н.Д., Голубь Б.И. Приборы измерения теплового излучения. ^ Принципы построения и расчет. М.: МИРЭА, 1978. — 114 с.

23. Голубь Б.И., Пахомов И.И., Хорохоров A.M. Собственное излучение элементов оптических систем оптико-электронных приборов. М.: Машиностроение, 1978. 144 с.

24. Пахомов И.И., Голубь Б.И., Симдянов Г.И. Влияние поля яркости оптических элементов пирометров излучения на погрешность измерения температуры. // Электронная техника, сер. 2. Полупроводниковые приборы. МЭТ, 1972, №6, с. 106-111.

25. Пахомов И.И., Голубь Б.И., Куртев Н.Д. Распределение фоновой облученности по плоскости приемника оптического диапазона. // Радиотехника. Труды МИРЭА. М.: 1975, вып. 76, с. 105-109.

26. Пахомов И.И., Голубь Б.И., Куртев Н.Д. Определение потока, попадающего на приемник излучения оптико-электронного устройства от защитного окна. // Радиотехника. Труды МИРЭА. М.: 1975, вып. 76, с. 248-252.

27. Пахомов И.И., Хорохоров A.M., Голубь Б.И., Куртев Н.Д. Радиационное поле круглой плоскопараллельной пластины. // Радиопередающие устройства. Труды МИРЭА. М.: 1975, вып. 79, с. 113-121.

28. Голубь Б.И., Хорохоров А.М., Куртев Н.Д. Влияние нагретых промежуточных оптических элементов на точность пирометрических измерений. // Физика. Труды МИРЭА. М.: 1972, вып. 59, с. 11-22.

29. Голубь Б.И., Пономарев В.М. Об учете влияния собственного внутрипри-борного излучения элементов конструкции тепловизионных камер. // Тепловидение. / Межвуз. сб. научн. тр. М.: МИРЭА, 1992, № 9, с. 7-9.

30. Пономарев В.М., Голубь Б.И. Программный модуль расчета фоновой облученности плоскости анализа тепловизионной камеры произвольной конструктивной компоновки. // Тепловидение./ Межвуз. сб. научн. тр. —

31. Йг< . М.: МИРЭА, 1994, № 10, с. 12-17.

32. Пономарев В.М., Голубь Б.И. Определение фоновой облученности плоскости анализа тепловизионной камеры от непрозрачных элементов конструкции. // Тепловидение./ Межвуз. сб. научн. тр. М.: МИРЭА, 1998, № 12, с. 18-25.

33. Пономарев В.М., Голубь Б.И. Внутриприборные фоновые помехи теплоfa'визионных приборов с линзовой оптической системой. // Радиоэлектронные устройства и системы обработки сигналов. / Межвуз. сб. научн. тр. -М.: МИРЭА, 1996, с. 95-99.

34. Голубь Б.И., Пономарев В.М. Методика расчета внутриприборной фоновой помехи тепловизионных приборов с линзовой оптической системой. // Радиоэлектронные устройства и системы обработки сигналов. / Межвуз. сб. научн. тр. -М.: МИРЭА, 1996, с. 99-109.

35. Мотовиловец И.А. Теплопроводность пластин и тел вращения. — Киев: Наукова думка, 1967. 120 с.

36. Янке Э., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. М.: Наука, 1968. - 344 с.

37. Богомолов П.А., Сидоров В.И., Усольцев И.Ф. Приемные устройства ИК систем. М.: Радио и связь, 1987. - 208 с.

38. Голубь Б.И., Гусев А.Н., Русанов К.Е. Эффективность информационно-Ц' распознающих систем биомедицинского назначения на основе высокотемпературных сверхпроводников. // Биомедицинская радиоэлектроника. — 2001, № 1, с. 41-47.

39. Ишанин Г.Г. Приемники излучения оптических и оптико-электронных приборов. Ленинград: Машиностроение, 1986. - 175 с.

40. Соболева Н.А., Меламид А.Е. Фотоэлектронные приборы. — М.: Высшая школа, 1974.-374 с.

41. Арсеньев В.В., Давыдов Ю.Т. Приемные устройства оптического диапазона. М.: МАИ, 1992. - 157 с.

42. Вечерин П.П., Журавлев В.В., Квасков В.Б., Клюев Ю.А., Красильников А.В., Самойлович М.И., Суходольская О.В. Природные алмазы России. — М.: Полярон, 1997.-304 с.

43. Куртев Н.Д., Анцыферов С.С. Анализ тепловых изображений. // Медицинская техника. -М.: Медицина, 1980, № 4, с. 29-32.

44. Куртев Н.Д., Анцыферов С.С. Автоматизированный анализ тепловых изображений. // Электронная промышленность. М.: ЦНИИ "Электроника", 1986, №5, с. 29-30.

45. Куртев Н.Д., Анцыферов С.С. Повышение достоверности анализа тепловых изображений. // Тепловидение. / Межвуз. сб. научн. тр. М.: МИРЭА, 1986, №6, с. 112-117.

46. Куртев Н.Д., Анцыферов С.С. Автоматизированные системы диагностики по тепловым изображениям и перспективы их развития. // Тепловидение в медицине. / Сб. научн. тр. под ред. М.М. Мирошникова. Л.: ГОИ им. С.В. Вавилова, 1990, с. 51-57.

47. Куртев Н.Д., Анцыферов С.С. Стохастическая модель распознавания образов тепловых изображений. // Тепловидение. / Межвуз. сб. научн. тр.

48. Н1 м.: МИРЭА, 1990, № 8, с. 90-91.

49. Куртев Н. Д., Анцыферов С. С. Вопросы построения классификатора объектов по их тепловизионным сигналам. // Тепловидение. / Межвуз. сб. научн. тр. -М.: МИРЭА, 1978, № 2, с. 127-134.

50. Куртев Н. Д., Анцыферов С. С., Фолуменов Е. М. Алгоритмы машинной классификации объектов по их тепловизионным сигналам. // Тепловидеtt*ние. /Межвуз. сб. научн. тр. -М.: МИРЭА, 1978, № 2, с. 146-153.

51. Kurtev N.D., Antsyferov S.S. Concept on computer-aided thermodiagnostics in solving the problem of mass prophylactic examination of population. // Proc. SPIE. 1993, v. 2106, p. 26-33.

52. Kurtev N. D., Antsyferov S. S. Structural-stochastic method of processing and recognizing information in thermal images. // J. Opt. Technol. 1997, v. 64 (2), p. 102-104.

53. Анцыферов С. С. Формирование спектра тепловых изображений и распознавание их образов. // Оптический журнал. 1999, т. 66, № 12, с. 46-48.

54. Русанов К.Е. Метрологические особенности квазимонохроматических информационно-распознающих систем оптического диапазона. //Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн.тр. М.: МИРЭА, 2002, № 14, с. 85-92.1. Щх

55. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике: 3-е изд. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. - 624 с

56. Русанов К.Е. Некоторые особенности выявления теоретических погрешностей. // Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн. тр. — М.: МИРЭА, 2002, №14, с. 56-58.

57. Русанов К.Е., Филатов С.В. Погрешности моделирования плотности излучения абсолютно черного тела. // Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн. тр. -М.: МИРЭА, 2002, № 14, с. 158-159.

58. Русанов К.Е. Информационно-распознающая система для теплового контроля качества катодных покрытий. // Сборник трудов 50-й юбилейной научно-технической конференции МИРЭА — М.: МИРЭА, 2001, ч. 1,с. 74-75.

59. Русанов К.Е., Филатов С.В. Тепловизионный контроль качества диэлектрических материалов. //Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн. тр. — М.:

60. МИРЭА, 2002, № 14, с. 146-151.

61. Вугман С.М., Вдовин Н.С. Тепловые источники излучения для метрологии. /Библиотека светотехника, вып. 17. -М.: Энергоатомиздат, 1988.-79 с.

62. Мирошников М.М., Иванова Р.Н., Кремень Н.В. Методика расчета пороговой чувствительности тепловизора. // Тепловидение. / Межвуз. сб. научн. тр. М.: МИРЭА, 1978, № 2, с. 4-9.

63. Куртев Н.Д., Хахин В.И., Журавлев А.А. Сопоставление тепловизионных систем, использующих различные фотонные приемники излучения. // Тепловидение. / Межвуз. сб. научн. тр. М.: МИРЭА, 1976, № 1, с. 116-120.

64. Герман Г., Вайнер С. Оксидный катод. М.: Гостехиздат, 1949. - 508 с.

65. Robert L., Iepsen, Marcel W., Muller. Enhanced Emission from Magnetron Cathodes. // Journal of Applied Physics. 1951, v. 22, № 9, p. 1196-1207.

66. Соминский Г.Г., Терехин Д.К., Фридрихов C.A. Роль вторично-эмиссионных свойств катода в работе магнетронного генератора. // Вопросы радиоэлектроники, серия 1, Электроника, 1964, № 10, стр. 99.

67. Ильченко Г.А., Поскачей А.А., Русанов К.Е. Применение сканирующих пирометрических анализаторов. //Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн. тр. -М.: МИРЭА, 2000, № 13, с. 149-153.

68. Поскачей А.А., Ильченко Г.А., Русанов К.Е. Влияние внешних воздействующих факторов на погрешность анализаторов температурных полейтипа "Скапир". //Тепловидение. / Межотрасл. сб. научн. тр. М.: МИРЭА, 2000, № 13, с. 154-156.

69. Иориш А.Е., Мойжес Б.Я., Сорокин О.В., Чудновский Ф.А. О распределении температуры в оксидном покрытии катода. // Радиотехника и электроника. 1964, т. IX, № 8, с. 1447-1457.