автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Системы формирования управляемого теплового изображения

На правах

КАНУННИКОВ Михаил Игоревич

СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО ТЕПЛОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Специальность 05 11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в промышленности)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2007

003062382

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» на кафедре «Робототехники и автоматизации производства»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

ЛАРКИН Евгений Васильевич

Официальные оппоненты, доктор технических наук, профессор

ОСАДЧИЙ Владимир Иванович

кандидат технических наук ПРИВАЛОВ Александр Николаевич

Ведущее предприятие: Отрытое акционерное общество «Центральное

конструкторское бюро аппаратостроения»

Защита состоится « МОЯ 2007 г в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212 271 07 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600, Тула, проспект им Ленина, 92) 9-101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600, Тула, проспект им. Ленина, 92)

Автореферат разослан «_ » апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Данилкин Ф А

Актуальность темы

В настоящее время широкое распространение имеют автоматические средства наблюдения, работающие в инфракрасном диапазоне спектра. В задачи данных информационно-измерительных комплексов входит сбор с датчиков сенсорной системы данных об объекте, подлежащем контролю, обработка поступающей информации и выдача пользователям данных в удобном для принятия решений виде.

Современный этап развития технических средств анализа и визуализации ИК-данных характеризуется, во-первых, существенным ростом объемов данных, получаемых при анализе объектов с сенсоров, во-вторых, стремлением извлечь из полученных данных максимум достоверной информации и, в-третьих, стремлением переложить на ЭВМ большую часть нагрузки, создаваемой при принятии решения Из этого вытекает необходимость создания автоматизированных информационно-измерительных систем (ИИС) работы с излучением в ИК-диапазоне

Рассматриваемые системы содержат генератор ИК-излучения, воспроизводящий тепловую картину фоно-целевой обстановки Обеспечение подобия излучения имитатора излучению реального объекта, вызывает необходимость использования более совершенной элементной базы для их конструирования, в частности полунатурных моделей, что приводит к увеличению материальных затрат на проведение исследований

Альтернативным методом решения задач моделирования изображения является создание излучателей матричного типа Приборы данного класса обеспечивают возможность генерации произвольных изображений Однако на тек> щин момент существует ряд проблем в этой области, связанных как с час-то'ными диапазонами излучения, так и с динамическими характеристиками формируемых картин

В силу разнообразия принципов функционирования тепловых излучателей не существует единой аналитической модели их работы, обеспечивающей сквозное определение параметров и характеристик излучающих экранов Отсутствие алгоритмов расчетов вызвано стремлением авторов решать отдельные прикладные задачи без интеграции полученных данных в единые комплексы.

Все выше перечисленное, а именно потребности в создании технических объектов, обеспечивающих генерацию изображения материальных приборов и систем в ИК-диапазоне, отсутствие общей теории анализа и расчета парамет-

ров систем излучателей объясняет необходимость и актуальность исследований, проведенных в диссертации.

Объектом исследования диссертационной работы является система формирования пространственного сигнала в дальнем инфракрасном диапазоне спектра, состоящая из взаимодействующих частей, таких как излучающие элементы, блок управления и блок хранения информации о формируемой сигнале

При создании систем формирования пространственного теплового сигнала необходимым этапом является расчет параметров основных элементов, методика которого в настоящее время отсутствует. Это обуславливает выбор в качестве предмета исследования технических характеристик системы формирования пространственного теплового сигнала, обеспечивающих пространственное и динамическое подобие излучений модели и реального объекта

Цель диссертации-, повышение эффективности и качества работы ИИС тепловых излучений путем создания методики проектирования систем генерации управляемого пространственного теплового сигнала, и построения математической модели процесса формирования теплового изображения.

В соответствии с поставленной целью автором решены следующие задачи:

1. Разработка структуры системы формирования пространственного Теплового сигнала, имитирующего излучение физических объектов

2. Определение параметров единичных элементов излучающего экрана

3. Разработка математической модели динамики процессов нагревания и охлаждения элементов при их функционировании в составе излучающего экрана

4 Разработка методики теплового расчета элементов излучающего экрана при свободном и принудительном конвективном охлаждении

5. Разработка методики построения диаграмм направленности излучателей при их функционировании совместно и без рефлекторов.

Методы исследования. Проведенные исследования основаны на известных теориях и методах, а именно: теории подобия систем, теории теплопроводности, теории термодинамики и опираются на аналитические методы В основу работы положены достижения исследователей, работающих над аналогичными задачами: Бураковского Т., Гизиньского Е , Дорфмана А Ш , Кирпи-чева М В, Дульнева Г.Н.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Предложена структура системы формирования теплового изображения подтвержденная патентом РФ №2262127, отличающаяся от известных наличием блока снижения последействия

2 Предложена модель устройства, обеспечивающего создание изображений в дальнем ИК—диапазоне спектра

3 Разработана методика построения диаграмм направленности излучателей, на базе методики реализована математическая модель построения диаграммы направленности для излучателя цилиндрической формы

4 Разработана методика расчета параметров систем формирования ИК-изображения, позволяющая создавать устройства данного класса с требуемыми характеристиками

Практическая ценность работы заключается в разработке комплекса алгоритмов вычислений для систем математического анализа, позволяющих определять такие характеристики систем формирования теплового изображения, как диапазон интенсивности излучения, время последействия элементов, изменение параметров системы при введении устройств принудительного охлаждения

Достоверность полученных теоретических результатов подтверждается корректным применением математического аппарата при получении конечных зависимостей, характеризующих процессы, протекающие при генерации теплового излучения, а также экспериментальными исследованиями ИИС на основе теплоизлучающего устройства матричного типа

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Структура системы формирования теплового изображения, отличающаяся наличием блока снижения последействия

2 Математическая модель устройства, обеспечивающего создание изображений в дальнем ИК-диапазоне спектра

3 Методика построения диаграммы направленности излучателей, позволяющая сравнительно просто получать данные о пространственном распределении излучения

4 Методика расчета параметров систем формирования пространственного теплового сигнала, позволяющая создавать устройства данного класса с требуемыми характеристиками.

Реализация результатов диссертационной работы. Практические результаты работы внедрены на ФГУП «ГНПП «Сплав» в виде методики расчета

теплоизлучающего экрана с матричной структурой Теоретические результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс кафедры «Робототехники и автоматизации производства» ТулГУ

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях «Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов» проводимых в 2003-2004 гг; «Проблемы специального машиностроения», 2006г.; Всероссийская конференция, посвященная пятидесятилетию кафедры «Системы автоматического управления», 2006 г., научно-технические конференции профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета, 2004-2006 гг.

По теме диссертации опубликовано 11 работ, включенных в список литературы, в том числе- 1 патент РФ, 10 статей

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 33 рисунка, 4 таблицы, список использованной литературы mi 17 наименований и 7 приложений Объем основного текста диссертации 151 страница

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении показана актуальность выбора темы диссертационной работы, охарактеризован объект и предмет исследования, сформулированы цели и задачи диссертационной работы, а также приведены краткие аннотации разделов диссертации

В первом разделе описана структура ИИС, предназначенной для контроля параметров тепловизионного оборудования, представленая на рис. 1. В состав структуры входит, управляющая система на базе ЭВМ, с выхода которой информационный сигнал поступает на блок коммутации внешних устройств, с выхода которого информация передается на информационный вход теплоизлучающего экрана, на выходе которого формируется сигнал, поступающий через коллиматор на приемный вход тепловизора, с выхода которого, через блок коммутации информация об изображении передается в ЭВМ, в которой производится сравнение сгенерированного и измеренного тепловых образов окружающей обстановки В результате сравнения характеристик изображений производится оценка параметров тепловизора Блоки описанной системы, за исключением теплоизлучающего экрана, являются типовыми с точки зрения инженерных решений.

Те гъ1<г излучающий зкрзн

Рис. 1. Информационно-измерительная система В диссертации проведен анализ извеегных вариантов структур теплоиз-лучающих экранов; предложен способ формирования теплового изображения и предложена структура, реализующая указанный способ, представленная на рис. 2.

____Й_

.¿Е

Блок Б лох

сканирования У памяти

Блок ь Блок

изображения последействия

: И

1к

Блок широтно-импульсной модуляции

Рис. 2. Структурная схема устройства формирования теплового изображения

На структурной схеме цифрами обозначены сигналы:

1. Внешний информационный сигнал.

2. Шина широтно-импульсной модуляции.

3. Шина адреса текущей информации об интенсивности излучения.

4. Шина данных текущей информации об интенсивности излучения.

5. Шина адреса излучающего элемента для широтно-модулированных силовых сигналов.

6. Сигнал снижения последействия элементов.

7. Сигнал теплового изображения.

Способ формирования теплового изображения реализуется следующим образом Внешний информационный сигнал 1 размещается в блоке памяти, опрашиваемом блоком сканирования по шине 3 совместно с блоком носителя изображения по шине 5. Процесс сканирования определяется типом блока памяти, в частности, если блок памяти представляет собой ячейки памяти, сгруппированные по столбцам и строкам, то сканирование производится путем последовательного перебора столбцов, а внутри столбца производится путем последовательного перебора ячеек На основании считанного из блока памяти по шине 4 информационного сигнала об интенсивности излучения, в блоке ши-ротно-импульсной модуляции формируется импульс, длительность которого пропорциональна полученной информации об интенсивности излучения. Указанный импульс передается в блок сканирования по шине 2 широтно-импульсной модуляции

Описанный процесс продолжается периодически При этом время удаления сигнала 7 теплового изображения с блока носителя изображения уменьшается путем его охлаждения при взаимодействии блока носителя изображения с блоком снижения последействия по линии 6. При смене информационного сигнала в блоке памяти, при очередном цикле сканирования, на носителе изображения формируется уже измененный сигнал за счет того, что предыдущий сигнал был удален с носителя изображения путем его охлаждения

Представленной структурной схеме соответствует множество технических решений Работа каждого блока может основываться на разнообразных принципах, при этом изменения претерпевают каналы коммутации.

В ходе работы были исследованы различные технические реализации систем формирования пространственных сигналов и предложен принцип организации устройства, обеспечивающий снижение последействия элементов

Для создания структуры устройства были рассмотрены физические основы процессов, протекающих в системах формирования теплового изображения Использовались как фундаментальные теоретические положения, так и существующие варианты решений аналогичных задач

Определены основные характеристики теплового излучения Рассмотрены физические основы его генерации и параметры излучения, энергия излучения — энергия ¡2, поток излучения Ф, энергетическая сила света (сила излучения) I, энергетическая яркость Ь, энергетическая светимость М.

Построена классификация ИК-излучателей применительно к использованию их в системах формирования тепловых картин. Рассмотрены характеристики базовых единичных излучающих элементов Предложена конструкция инфракрасного излучателя, содержащего элемент, испускающий излучение и элемент, направляющий излучение в заданном направлении

Приведены соотношения, основывающие построение методики решения задач теплопередачи излучающих тел, задач расчета параметров передачи энергии от источника температурного излучения, задач расчета теплоотдачи при вынужденном движении омывающей среды, задач переноса тепловой энергии в твердых телах

Во втором разделе определены характеристики интенсивности излучения реальных технических объектов и построен математический аппарат для расчета данных показателей

Введен ряд допущений, основанных на усредненном температурном показателе Температура объектов находится в диапазоне от температуры окружающей среды (20 °С) до усредненной максимальной рабочей температуры механических устройств (100-150 °С) Определение спектрального состава излучения проведено с использованием закона Планка для распределения энергии излучения по спектру. Учет спектрального состава излучения, характерного для реальных объектов, а не абсолютно черного тела (АЧТ), для которого справедлив названный закон, осуществляется введением в формулу Планка функции спектрального коэффициента излучения е(Л), значение которой определено в результате проведения ряда обобщений для большинства применяемых в технике материалов в диапазоне температур 0-200 °С и длине волн 01 до 50 мкм (с допущением, что большинство излучающих материалов являются диэлектриками или окислами металлов) Полученная зависимость выражается соотноше-

0 681 .

нием е(Я) =-:-и имеет вид, представленный на рис 3

48.786е +1

Е(Х) 1т

Н-1-I*

О Я 100

Рис 3 Усредненный спектральный коэффициент излучения

В результате наложения данной характеристики на спектральную характеристику излучения АЧТ, была получена зависимость энергетической светимости тела (М) от температуры (7) в диапазоне от 0 до 120 °С для длин волн (Я) от 0 до 50 мкм Оценку максимума излучающей способности тел предложено проводить методом интегрирования по температуре указанной зависимости:

0 -1

где с/, с2 - первая и вторая константы излучения соответственно Полученное соотношение позволяет определять интегральный максимум распределения интенсивности излучения различных материалов В диссертации получена обобщенная интегральная характеристика, адекватно описывающая излучение многих применяемых в технике материалов, представленная на рис 4 Обобщенная характеристика показывает, что в низкотемпературной области максимум излучения соответствует длине волны 10 мкм, этой же длине волны должен соответствовать максимум излучения модели

М(Х)

ны волны

Исследованы варианты пространственной организации единичного излучателя Рассмотрены тела классических геометрических форм шар, цилиндр, диск. Сделан вывод о целесообразности применения в качестве единичного теплового излучателя тела цилиндрической формы

Получено решение дифференциального уравнения теплопроводности Фурье для тел с внутренними источниками энергии и показано, что характеристика распределения интенсивности излучения по длине цилиндрического излучателя с распределенным внутренним источником энергии описывается выражением:

М(1) = {-(а1У+Ь)\

где а и Ъ представляют собой коэффициенты, получаемые при решении уравнения и зависят от мощности источника энергии и коэффициента теплопроводности излучателя; / - длина цилиндра

Рассмотрен случай стационарного теплообмена излучателя со средой, т.е д1/дт = О, где т - время Составлено уравнение теплопроводность Фурье для длинного цилиндра

= о,

дг

где г - текущий радиус цилиндра, / - температура тела, Я - коэффициент теплопроводности тела, IV — удельная мощность распределенного источника энергии

Показано, что граничные условия теплообмена для цилиндра при положении начала координат в центре цилиндра имеют вид

дг

= 0,

где а - коэффициент теплопроводности, Кц - радиус цилиндра

Получено решение уравнения, представляющее собой характеристику распределения температурного поля вдоль радиуса цилиндра, содержащего распределенный внутренний источник энергии

г-Т.. =■

\УК!

4 Л

1 +

2Л аК

г \ г

Полученное решение, позволяет определить температуру перегрева (разницу температур изотермической поверхности цилиндра и окружающей среды) при использовании в качестве текущего радиуса г радиуса цилиндра Яц

На основе анализа случая конвективного охлаждения при свободной конвекции, сформировано выражение, характеризующее зависимость коэффициента теплопередачи от температуры для свободной конвекции

1 45

V

Рг-

е \ (/-О п

\°2эч\

100,1 1100,1

где Ь - длина цилиндра, Рг - критерий Прандтля, % - ускорение свободного падения, р — плотность окружающей среды, ц — кинематическая вязкость среды, с5 - коэффициент излучения АЧТ, е„р - приведенная степень черноты этих поверхностей

Получена зависимость температуры t тонкого цилиндрического тела от удельной мощности Ж распределенного в нем источника энергии, зависимость представлена на рис. 5.

150т

100'

№ Арг(У/)

50-

V?

0 1 107 2 Ш7 3 107

Рис 5. Вид аппроксимационной ( • ) и расчетной (—) зависимостей температуры / тонкого цилиндрического тела от удельной мощности ТУ распределенного в нем источника энергии Отмечено, что для оперирования данным параметром при проведении тепловых расчетов возможна линейная аппроксимация зависимости, имеющая вид ((Ж) = кЖ + Тос, коэффициенты которой, определяются соотношениями-

к = -

«(О

г"

Тос

-Т

Я

я,

где /шп, ^ - соответственно максимальная и минимальная рабочие температуры излучателя

Показано доминирование влияния скорости омывающего потока в случае вынужденной конвекции, сделан вывод о необходимости ее применения в случае повышения требования к времени реакции системы на изменения управляющих воздействий.

На основании теории регулярного режима проведено моделирование динамики тепловых процессов Для расчета обобщенного критерия Био (Я), критерия неравномерности температурного поля тела (¥) и темпа нагрева (т) предложено использовать следующие зависимости

Я = -

2

ЯЯ£

С г V

2 405

\Л

Я,

Г VN

7Г

)

1

л/Я2 +1 137Я + 1

где с - удельная теплоемкость, р плотность материала

Сформулировано условие определения быстродействия элементов, как оценка времени, за которое температура тела изменится под влиянием окружающей среды от 0 9tmax до 0 ltmax, где tmax максимальная рабочая температура тела

Построен ряд алгебраических зависимостей, характеризующий время теплового последействия единичных излучающих элементов при вынужденном конвективном охлаждении

a(v) = 0 51 Хв Н = H(a(v)), Ч> = Y(tf (a(v))),

R Leo

ц ц г

1[v)=¿)ln©'

где v - скорость омывающего потока среды, v - динамическая вязкость среды.

Результат моделирования для частного случая (излучатель цилиндрической формы, изменение температуры от 90 до 20°С) иллюстрируется рис 6.

Рис 6 Зависимость времени последействия элемента от скорости омывающего потока

Построена модель определения параметров вентилятора, достаточных для обеспечения заданного быстродействия

где Др — перепад давления, ^ — коэффициент местного сопротивления отверстия, F - площадь пневматического тракта, ~ суммарная площадь отверстий

На основе полученного соотношения проводится определение параметров вентилятора-

¥

где п - частота вращения, Б - диаметр крьшьчатки; у/ - безразмерный коэффициент давления.

На основе применения принудительного охлаждения построены тепловые модели работы системы.

Показана обоснованность применения соотношения

и,-»,^'"" +{р])ап{1-е""") для определения температуры перегрева (и) точки ]

как нагреваемого, так и охлаждаемого тела

Показано, что задача определения динамики температуры тела с распределенными внутренними источниками энергии сводится к определению темпа охлаждения тела в среде с постоянной температурой и к расчету температуры перегрева в стационарном режиме

Построена математическая модель управления температурой элемента с помощью широтно-импульсной модуляции силовых воздействий; частотные параметры воздействий определяются выражениями:

1п-

_ т _1 -к,

• ь-ц^.

где со - частота импульсов, £ - скважность импульсов, т - темп нагревания, к9 - коэффициент, характеризующий используемое число уровней интенсивности излучения; к, =-^— - коэффициент, определяющий желаемое

время переходного процесса нагревания; - желаемое время переходного процесса нагревания.

Предложен последовательный алгоритм определения зависимости нормированной температуры излучателя, от скважности нагревающих импульсов. 1 от

1-е"" ' 2я

<1

+ 1-е-"),

где j - номер итерации

Показано, что зависимость подчиняется линейному закону, проходит через начало координат и характеризуется коэффициентом

V, —V

J^__ ушах jmm

j j max /nun

где v]im,vJnm - максимальная и минимальная разность температур тела и окружающей среды соответственно; - максимальная и минимальная скважность силовых импульсов соответственно

Для снижения времени нагревания элемента, предложено на основе анализа динамики температуры излучателя распределять во времени мощность, рассеиваемую на излучателе следующим образом в начальный момент времени нагревания производится подача полной мощности на излучающий элемент, а когда температура достигает рабочей области, ее поддержание осуществляется корректирующими импульсами

Управление подачей мощности на излучающие элементы характеризуется зависимостями

нагревание ист = ц, = k^t^, u = k^tpr:6

охлаждение ист= 0, и0 = k^tpa,,, v = kmatpa5

1 it ^ к —к охл 111 7 * нагр *** , ,

m к<™ m

где исгп - статическая температура перегрева, о0 - начальная температура перегрева, и - результирующая температура перегрева, ктп - минимальный коэффициент скважности; кт - максимальный коэффициент скважности, tpa6 — нормированная рабочая температура, т'схя - время охлаждения, т[агр - время нагревания

Достигаемый эффект поясняется временной зависимостью нормированной температуры представленной на рис 7.

норм

Т1 1"

а5-

Рис. 7. Комбинированное управление температурой излучателя. Достигнутые результаты позволяют управлять температурой излучателя в заданных диапазонах, однако генерируемое данным образом излучение распространяется равномерно в пространстве и нуждается в коррекции с целью повышения уровня полезного потока излучения

В результате исследования коррекции потоков излучения, предложена методика определения диаграмм направленности излучателей основанная на суммировании с учетом интенсивности количества лучей, попадающих в заданные плоские углы, образующие при сложении окружность (для осесимме-тичных тел - полуокружность), при равномерном распределении испускания лучей с поверхности излучателя При использовании рефлектора в модель следования луча добавляются ограничения отражения

Метод использован для построения диаграмм направленности цилиндрического излучателя, цилиндрического излучателя с коническим рефлектором и цилиндрического излучателя с параболическим рефлектором приведенных на рис. 8

90

43

а) 120 ( ~ ——"• ) о 180( - '-у - -) 0 в) 1801 """ I о

Рис 8. ДН цилиндрического излучателя а - без рефлектора, б - с коническим рефлектором, в - с параболическим рефлектором В третьем разделе приведена методика расчета параметров системы генерации пространственных сигналов в дальнем инфракрасном диапазоне спектра.

Методика заключается в последовательном определении параметров устройства, сгруппированных по сути физических процессов в следующие блоки:

1. Блок определения спектральных характеристик излучения Результатом вычислений блока является определение диапазона длин волн, на который приходится максимум интенсивности излучения реального объекта

2 Блок расчета распределения интенсивности излучения, построение ДН излучателей Алгоритм основан на использовании методики, предложенной автором Результатом вычислений являются диаграммы направленности

3 Блок определения параметров охлаждения при свободной и/или вынужденной конвекции Результатом являегся определение коэффициента теплопередачи, учитывающего свойства используемого излучающего элемента: материал, форму, размеры

4 Блок расчета динамики охлаждения тела при взаимодействии со средой Результатом расчетов являются временные параметры переходных процессов работы излучающих элементов

5 Блог определения параметров статического режима работы Определяются силовые и временные характеристики подачи мощности, обеспечивающие поддержание статичной температуры излучателя

6 Блок расчета параметров вентилятора охлаждения. Результатом является набор данных, характеризующих вентилятор, достаточный для выбора подходящи о из номенклатурного ряда

В результате использования методики рассчитываются параметры устройства, достаточные для его реализации

Отмечено, что порядок следования этапов расчета может варьироваться в зависимости от приоритета требований к характеристикам устройства.

Четвертый раздел содержит предложения по реализации способа формирования теплового изображения, отличающегося наличием блока снижения последействия, а также экспериментальные данные, подтверждающие теоретические положения диссертации

Предложено реализовать блок снижения последействия излучающих элементов в виде раструба с вентилятором, примыкающего к задней поверхности экрана, содержащего излучающие элементы, сгруппированные по строкам и столбцам, и размещенные в отверстиях экрана, представляющих собой рефлекторы излучения

На основе структурной схемы с применением предложенной методики расчета, разработаго устройство, обеспечивающее формирование плоских кар-

тин в дальнем инфракрасном диапазоне спектра с разрешающей способностью 16x16 элементов. Реализовано конструктивное решение, обеспечивающее снижение последействия излучающих элементов.

Теплоизлучающий экран имеет размеры 80x80 мм; позволяет варьировать температуру излучающих элементов от температуры окружающей среды до 80°С; обеспечивает время последействия при охлаждении от 80°С до 25°С около 5 сек, охлаждении от 50°С до 40°С около 3.5 сек; нагревание от температуры окружающей среды до максимальной рабочей температуры (80°С) происходит за 2.5 сек; частотный максимум излучения приходится на 11 мкм, (Измерения проводились при температуре 22°С, в отсутствии дополнительных световых источников).

Апробация работы проводилась путем воспроизведения картин, фиксируемых приборами тепловидения. Пример имитации теплового изображения самолета представлен на рис. 9.

Рис. 9. Изображение а - полученное с реального технического объекта, 6 — полученное с экспериментального излучателя

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В диссертации решена научно-техническая задача, заключающаяся в создании методики проектирования систем генерации пространственного теплового сигнала матричного типа.

В целом по работе можно сделать следующие выводы:

1. Проведен анализ физических методов генерации ИК-излучения и сделан вывод о том, что наиболее близким по спектральному составу к большинству излучений технических объектов является низкотемпературное излучение резистивных тел накала.

2. Предложен способ формирования пространственного излучения в дальнем инфракрасном диапазоне спектра.

3. Предложена структура системы формирования теплового изображения, реализующая указанный способ и состоящая из блока сканирования, блока

памяти, блока широтно-импульсной модуляции, блока носителя изображения и блока снижения последействия, подтвержденная патентом РФ №2262127.

4 Разработана методика построения диаграмм направленности излучателей На базе методики построена математическая модель определения диаграммы направленности для излучателя цилиндрической формы

5 Разработана методика расчета параметров систем формирования ИК-изображения, позволяющая создавать устройства данного класса с требуемыми характеристиками

6 Определено соотношение, характеризующее температуру поверхности цилиндрического тела в зависимости от его электрического сопротивления, геометрических параметров, приложенного электрического напряжения и коэффициента теплообмена тела со средой

7. Получены соотношения, определяющие коэффициент теплообмена тела со средой для режима свободной конвекции и режима вынужденной конвекции.

8 Предложено решение задачи сокращения времени переходных процессов нагревания—охлаждения элемента, а также поддержания стационарной температуры тела

9 Разработан набор алгоритмов вычислений для систем математического анализа, позволяющих определять такие характеристики систем формирования теплового изображения, как спектральные характеристики излучения, распределение интенсивности излучения с построением диаграммы направленности, параметры охлаждения при свободной и вынужденной конвекции, динамику охлаждения тела при взаимодействии со средой, определение параметров блока охлаждения

10 Результаты работы внедрены в промышленность (ФГУП «ГНПП «Сплав») и учебный процесс ТулГУ, что подтверждается актами внедрения

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Патент № 2262127 (РФ) Способ и устройство формирования инфракрасного изображения//Фимушкин В С , Ларкин Е В , Луцков Ю.И , Петров И В., Канунников МИ,- МПК7 G 03 G5/00 - Опубл 10 10 2005 - БИ № 28.

2 Канунников М И Генерация теплового излучения телами накатав/Известия ТулГУ Сер Проблемы специального машиностроения Вып. 9 -Г. 1 - Тула ТулГУ, 2004 - С 177-180

3.' Канунников M И. Инфракрасная система генерации тестовых изображений/Приборы и управление Сб. статей молодых ученых ТулГУ Вып. 2. -Тула: ТулГУ, 2004. С. 44-46

4. Канунников М.И Лимаренко ДП Методы коррекции направления потока ИК-излучения//Известия ТулГУ Сер. Вычислительная техника. Информационные технологии Системы управления. Вып 3. Системы управления Том 1. - Тула- ТулГУ, 2006 - С. 209-211.

5. Канунников M И Лимаренко Д П Модель тела накала с динамической рабочей температурой/Приборы и управление. Вып. 4 - Тула- ТулГУ, 2006. - С 93-98

6. Канунников M И. Модель работы инфракрасного излучателя с постоянной температурой поверхносги//Приборы и управление Вып 4. - Тула- ТулГУ, 2006. - С 90-93

7. Канунников М.И Определение оптимальной конфигурации рефлекторов ИК-излучения/Известия ТулГУ. Сер Вычислительная техника. Информационные технологии Системы управления Вып 3 Системы управления Том 1 - Тула. ТулГУ, 2006 - С. 206-209.

8. Канунников М.И Статическая модель теплового излучения тел нака-ла//Известия ТулГУ. Сер Вычислительная техника Информационные технологии Системы управления Вып 1. Т 1 Системы управления - Тула ТулГУ, 2004.-С 86-88

9. Канунников M И. Улучшение параметров перерегулирования тепловых излучателей/ЛТриборы и управление Вып. 4. - Тула ТулГУ, 2006 - С 98 -103.

10 Определение характеристик излучения имитатора тепловой картины объектов/Канунников М.И., Тул. гос ун-т. - Тула, 2004 - 6 е.: ил - Библиогр : 2 назв - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 24.05 04 № 877-В2004.

11. Устройство формирования теплового изображения объектов/Канунников М.И ; Тул гос ун-т - Тула, 2004. - 5 с ил - Библиогр • 2 назв - Рус. - Деп в ВИНИТИ 24.05 04 № 876-В2004

Подписано в печать Формат бумаги 60x84 1/16 Бумага типограф

Офсетная печать. Уел печ л 12 Усл. кр отт Уч изд. л УД Тираж / экз. Тульский государственный университет 300600, Тула, просп. Ленина, 92

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.

1.1. Структура объекта исследования и известные решения на ее основе.

1.2. Основы решения частных задач.

1.3. Концепции моделирования процесса генерации излучения

1.4. Постановка задачи исследования.

1.5. Выводы.

2. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.

2.1. Определение используемого принципа формирования теплового излучения.

2.2. Исследование пространственной конфигурации излучающего элемента.

2.3. Исследование процесса нагревания излучателя.

2.4. Исследование процесса охлаждения излучающего элемента

2.5. Исследование динамических характеристик температурного поля излучающего элемента.

2.6. Методы снижения последействия элементов.

2.7. Исследование устройств коррекции потока излучения.

2.8. Выводы.

3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.

3.1. Блок определения спектральных характеристик излучения

3.2. Блок определения распределения интенсивности излучения. Построение ДН цилиндра.

3.3. Блок определения параметров охлаждение при свободной и вынужденной конвекции.

3.4. блок расчета динамики охлаждения тела при взаимодействии со средой.

3.5. блок определения параметров псевдостатического режима работы.

3.6. блок расчета параметров вентилятора охлаждения.

3.7. Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННЫХ ПОЛОЖЕНИЙ.

4.1. Разработка структурной схемы устройства.

4.2. Разработка концепции взаимосвязи устройства с источником информации об изображении.

4.3. Разработка функциональной схемы секции устройства.

4.4. Результаты моделирования.

4.5. Выводы.

В настоящее время широкое распространение имеют автоматические средства наблюдения, работающие в инфракрасном диапазоне спектра. В задачи данных информационно-измерительных комплексов входит сбор с датчиков сенсорной системы данных об объекте, подлежащем контролю, обработка поступающей информации и выдача пользователям данных в удобном для принятия решений виде.

Современный этап развития технических средств анализа и визуализации ИК-данных характеризуется, во-первых, существенным ростом объемов данных, получаемых при анализе объектов с сенсоров, во-вторых, стремлением извлечь из полученных данных максимум достоверной информации и, в-третьих, стремлением переложить на ЭВМ большую часть нагрузки, создаваемой при принятии решения. Из этого вытекает необходимость создания автоматизированных информационно-измерительных систем (ИИС) работы с излучением в ИК-диапазоне.

Рассматриваемые системы содержат генератор ИК-излучения, воспроизводящий тепловую картину фоно-целевой обстановки. Обеспечение подобия излучения имитатора излучению реального объекта, вызывает необходимость использования более совершенной элементной базы для их конструирования, в частности полунатурных моделей, что приводит к увеличению материальных затрат на проведение исследований.

Альтернативным методом решения задач моделирования изображения является создание излучателей матричного типа. Приборы данного класса обеспечивают возможность генерации произвольных изображений. Однако на текущий момент существует ряд проблем в этой области, связанных как с частотными диапазонами излучения, так и с динамическими характеристиками формируемых картин.

В силу разнообразия принципов функционирования тепловых излучателей не существует единой аналитической модели их работы, обеспечивающей сквозное определение параметров и характеристик излучающих экранов. Отсутствие алгоритмов расчетов вызвано стремлением авторов решать отдельные прикладные задачи без интеграции полученных данных в единые комплексы.

Все выше перечисленное, а именно: потребности в создании технических объектов, обеспечивающих генерацию изображения материальных приборов и систем в ИК-диапазоне, отсутствие общей теории анализа и расчета параметров систем излучателей объясняет необходимость и актуальность исследований, проведенных в диссертации.

Объектом исследования диссертационной работы является система формирования пространственного сигнала в дальнем инфракрасном диапазоне спектра, состоящая из взаимодействующих частей, таких как излучающие элементы, блок управления и блок хранения информации о формируемой сигнале.

При создании систем формирования пространственного теплового сигнала необходимым этапом является расчет параметров основных элементов, методика которого в настоящее время отсутствует. Это обуславливает выбор в качестве предмета исследования технических характеристик системы формирования пространственного теплового сигнала, обеспечивающих пространственное и динамическое подобие излучений модели и реального объекта.

Цель диссертации: повышение эффективности и качества работы ИИС тепловых излучений путем создания методики проектирования систем генерации управляемого пространственного теплового сигнала, и построения математической модели процесса формирования теплового изображения.

В соответствии с поставленной целью автором решены следующие задачи:

1. Разработка структуры системы формирования пространственного теплового сигнала, имитирующего излучение физических объектов.

2. Определение параметров единичных элементов излучающего экрана.

3. Разработка математической модели динамики процессов нагревания и охлаждения элементов при их функционировании в составе излучающего экрана.

4. Разработка методики теплового расчета элементов излучающего экрана при свободном и принудительном конвективном охлаждении.

5. Разработка методики построения диаграмм направленности излучателей при их функционировании совместно и без рефлекторов.

Методы исследования. Проведенные исследования основаны на известных теориях и методах, а именно: теории подобия систем, теории теплопроводности, теории термодинамики и опираются на аналитические методы. В основу работы положены достижения исследователей, работающих над аналогичными задачами: Бураковского Т., Гизиньского Е., Дорфмана А.Ш., Кирпичева М.В, Дульнева Г.Н.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложена структура системы формирования теплового изображения подтвержденная патентом РФ №2262127, отличающаяся от известных наличием блока снижения последействия.

2. Предложена модель устройства, обеспечивающего создание изображений в дальнем Ж-диапазоне спектра.

3. Разработана методика построения диаграмм направленности излучателей; на базе методики реализована математическая модель построения диаграммы направленности для излучателя цилиндрической формы.

4. Разработана методика расчета параметров систем формирования ИК-изображения, позволяющая создавать устройства данного класса с требуемыми характеристиками.

Практическая ценность работы заключается в разработке комплекса алгоритмов вычислений для систем математического анализа, позволяющих определять такие характеристики систем формирования теплового изображения, как диапазон интенсивности излучения, время последействия элементов, изменение параметров системы при введении устройств принудительного охлаждения.

Достоверность полученных теоретических результатов подтверждается корректным применением математического аппарата при получении конечных зависимостей, характеризующих процессы, протекающие при генерации теплового излучения, а также экспериментальными исследованиями ИИС на основе теплоизлучающего устройства матричного типа.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Структура системы формирования теплового изображения, отличающаяся наличием блока снижения последействия.

2. Математическая модель устройства, обеспечивающего создание изображений в дальнем ИК-диапазоне спектра.

3. Методика построения диаграммы направленности излучателей, позволяющая сравнительно просто получать данные о пространственном распределении излучения.

4. Методика расчета параметров систем формирования пространственного теплового сигнала, позволяющая создавать устройства данного класса с требуемыми характеристиками.

Реализация результатов диссеутаиионной работы. Практические результаты работы внедрены на ФГУП «ГНПП «Сплав» в виде методики расчета теплоизлучающего экрана с матричной структурой. Теоретические результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс кафедры «Робототехники и автоматизации производства» ТулГУ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференциях «Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов» проводимых в 2003-2004 гг.; «Проблемы специального машиностроения», 2006г.; Всероссийская конференция, посвященная пятидесятилетию кафедры «Системы автоматического управления», 2006 г.; научно-технические конференции профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета, 2004-2006 гг.

По. темедиссертации опубликовано 11 работ, включенных в список литературы, в том числе: 1 патент РФ, 10 статей.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 33 рисунка, 4 таблицы, список использованной литературы из 17 наименований и 7 приложений. Объем основного текста диссертации 151 страница.

4.5. Выводы

1. Рассмотрена укрупненная структура систем формирования изображения матричного типа, содержащая в качестве основных блоков: блок памяти, блок сканирования, блоком носителя изображения, блок широтно-импульсной модуляции, блок снижения последействия.

2. На основе анализа количества визуализируемой устройством информации, выработаны рекомендации по организации интерфейса сопряжения системы формирования изображения с внешним источником данных. Составлен алгоритм определения критичных для систем данной организации объемов данных.

3. Предложена функциональная схема устройства, реализующего работу обоснованного теоретически алгоритма. Рассмотрено назначение блоков устройства и характер связей между ними. Предложено конструктивное решение, обеспечивающее снижение последействия излучающих элементов.

4. Построена экспериментальная установка и проведено моделирование генерации тепловых картин, показавшее корректность полученных теоретически данных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного исследования систем формирования теплового изображения была создана методика аналитического определения параметров исследуемых объектов; были определены взаимные зависимости характеристик устройства и физических процессов, протекающих во время его работы; была представлена схема устройства, реализующая полученные теоретически данные.

При исследовании известных данных были рассмотрены варианты устройств формирования инфракрасной картины объектов; было определено устройство, наиболее полно удовлетворяющее условиям поставленной задачи исследования. Данное устройство было принято в качестве прототипа. Были отмечены фундаментальные теории, служащие основой для решения задач диссертации, а также рассмотрен ряд известных решений аналогичных задач.

В результате исследования принципов генерирования инфракрасного излучения, в качестве оптимально удовлетворяющего требованиям создания теплового изображения, был принят метод формирования теплового излучения резистивным телом накала.

В рамках исследования пространственной конфигурации тел накала были рассмотрены тела классической формы: шар, диск и цилиндр. Наилучшими качествами, с точки зрения использования в качестве инфракрасного излучателя в системе формирования теплового изображения, среди этих тел обладает тело цилиндрической формы.

В результате исследования статического температурного поля излучателя при подведении к нему энергии, было найдено соотношение, характеризующее температуру поверхности цилиндрического тела в зависимости от его электрического сопротивления, геометрических параметров, электрического напряжения т коэффициента теплообмена тела со средой.

При исследовании охлаждения тела при взаимодействии его с окружающей средой, были определены соотношения, определяющие коэффициент теплообмена тела со средой для режима свободной конвекции и режима вынужденной конвекции.

Исследование динамических характеристик температурного поля излучателя было проведено с использованием приближенной методики расчета. Результатом исследования динамики охлаждения излучателя стала зависимость времени последействия элемента от скорости омывающего его потока среды. Исследование динамики нагревания излучающего элемента позволило выявить ряд закономерностей, обеспечивающих малое время переходного процесса при нагревании элемента, а также работу элемента в псевдостационарном тепловом режиме; были получены общие закономерности, характеризующие временные параметры переходных тепловых процессов.

В качестве метода уменьшения последействия элементов был принят метод принудительного охлаждения. В результате исследования системы воздушного охлаждения излучающих элементов была разработана методика, позволяющая определить необходимое для создания требуемой скорости потока разряжение (пониженное давление), а также параметры вентилятора требуемые для создания указанного разряжения среды.

В результате исследовании средств коррекции направления излучения, на основе принципов геометрической оптики была разработана методика определения диаграмм направленности излучателей параболической и конической формы для излучающих элементов цилиндрической формы. На основе данной методики было определено, что лучшими параметрами обладает параболический рефлектор.

В результате теоретических исследований была построена математическая модель системы формирования теплового изображения, обеспечивающая возможность анализа и определения параметров физических процессов составляющих суть формирования инфракрасной картины объекта.

При разработке практического решения, позволяющего провести экспериментальную проверку теоретического результата, на базе структуры прототипа была разработана структурная схема устройства, дополненная, относительно прототипа, блоком снижения последействия элементов, представляющим собой систему принудительного воздушного охлаждения излучающих элементов.

Исследование временных и информационных параметров работы системы формирования теплового изображения позволило выявить закономерность, связывающую максимальное количество излучающих элементов с количеством используемых градаций интенсивности излучения. Накладываемое ей ограничение обуславливает секционирование структуры устройства для использования большего числа излучающих элементов при работе их параллельно. Использование секционированной структуры определило концепцию взаимодействия устройства с источником информации об изображении: при помощи параллельного интерфейса, основанного на широко л известном интерфейсе I С.

В результате обобщения данных о структуре устройства и методах его взаимодействия с информационными ресурсами, была разработана функциональная схема секции устройства формирования теплового изображения. Также было предложено конструктивное техническое решение, обеспечивающее работу введенного вновь блока снижения последействия элементов. Полученные теоретически данные подтверждены практическим применением для создания экспериментального теплоизлучающего экрана.

Разработано алгоритмическое обеспечения для интерактивной среды математического моделирования, которое позволяет оценить следующие свойства исследуемого объекта: спектральные характеристики излучения, распределение интенсивности излучения с построением диаграммы направленности, параметры охлаждение при свободной и вынужденной конвекции, динамику охлаждения тела при взаимодействии со средой, определение параметров псевдостатического режима работы, определение параметров вентилятора охлаждения.

Внедрение прикладных результатов диссертации позволяет сократить сроки разработки систем формирования тепловых изображений матричного типа.

Теоретические результаты работы были оформлены в виде патента №2662127 РФ.

1. Александров В.В., Горский Н.Д. Представление и обработка изображений. - JL: Наука, 1985. - 192 с.

2. Анализ процессов излучения и приема импульсных сигналов во временной области/И. П. Ковалев, Д. М. Пономарев.— М.: Рикел: Радио и связь, 1996 .— 107 с.: ил.

3. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел : Учеб. пособие для студ. втузов/Э. М. Карташов.— 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2001.— 549 с.: ил., табл.

4. Антенны УКВ. Под ред. Г.З. Айзенберга. В 2-х частях. Ч. 1. М., «Связь», 1977.-384 с.

5. Аэрогидродинамика и теплообмен тел в потоках конечных размеров : Учебное пособие/Ж.С. Акылбаев.— Караганда: Б.и., 1984 .— 86 с.

6. Бураковский Т., Гизиньский Е., Саля А. Инфракрасные излучатели. -Л.: Энергия, 1978.-408 с.

7. Введение в теорию подобия : учебное пособие для втузов/А. А. Гухман.— 2-е изд.— М.: Высш. шк., 1973 .— 295 с. 73

8. Взаимодействие излучений с твердым телом и принципы их регистрации : курс лекций/О.П. Ермолаев, П.В. Кучинский.— Минск : БГУ, 2004.— 135 с.: ил

9. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом: учебное пособие/А.Н. Латышев, В.Н. Селиванов; Воронеж, гос. ун-т.— Воронеж: Воронеж, гос. ун-т, 2005 .— 106с.: ил

10. Виноградов В.И. Вентиляторы электрических машин. Л.: Энергоиздат., 1980. - 200 с.

11. Вопросы лучистого теплообмена/Ред. коллегия: В. М. Мелентьев и др.; Краснодар, политехи. ин-т.-Краснодар, 1976.-109 с.:ил.

12. Вопросы теплофизики промышленных технологий/Редкол.: В. В. Ягов (гл.ред.) и др.; Моск. энерг. ин-т.-М.: МЭИ,1989.-(Сборник научных трудов N204).-! 15 с.:граф.

13. Высокотемпературные теплообменные аппараты/ Отв. ред. В. М. Будов; Горьк. политехи, ин-т им. А. А. Жданова.-Горький: Б. и.,1975.-58 е.: ил.

14. Вычислительная гидромеханика и теплообмен : В 2 т/Д. Андерсон, Дж. Таннехилл, Р. Плетчер ; Пер. с англ. под ред. Г.Л. Подвидза.— М.: Мир, 1990.Т. 1 .— 1990 .— 384 с.

15. Газовое лучистое отопление,- Л.:Недра. Ленингр. отд-ние, 1987.-191 с.:ил.

16. Гидравлическое сопротивление и тепломассообмен/Отв.ред. В.А.Малюсов; РАН. Ин-т новых химич.пробл. — М.: Наука, 1994 .— 279, с. : ил.табл.

17. Гидродинамика и теплообмен МГД- течений в каналах/Л.Г.Генин, В.Г.Свиридов.— М.: Изд-во МЭИ, 2001 — 196, с.: ил.

18. Гидродинамика, теплообмен и массообмен/К.О. Беннетт, Дж. Е. Майерс; Пер. с англ под ред. Н.И. Гельперина, И.А. Чарного.— М.: Недра, 1966 .— 726 е.: ил.

19. Гидродинамика: Учебное пособие для физических спец. унтов/Ландау Л.Д., Лившиц Е.М.; Под ред. Л.П. Питаевского; МО РФ. 3-е изд., стер. - М.: Физматлит, 2001 - 732 е. - (Теоретическая физика: В 10 т.; )Т. VI

20. Д. Кузнецов, В. С. Чистяков.-М.:Энергоатомиздат, 1984.-230 с.:ил.

21. Дорфман А.Ш. Теплообмен при обтекании неизотермических тел. -М.: «Машиностроение», 1982. 192 с.

22. Дульнев Г.Н., Семяшкин Э.М. Теплообмен в РЭА. Л.: Энергия, 1968. -360 с.

23. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям./Под ред. М.О. Штейнберга. 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1992. -642 с.

24. Интенсификация теплообмена излучением с помощью покрытий.-М.:Энергия,1977.-256 с.:ил. Общая теплотехника.-М.:Высш. школа, 1980.-552 с.:ил.

25. Инфракрасные излучения. М.: Энергия, 1976.- (Массовая радиобиблиотека; Вып.906).-54 с.:ил.

26. Инфракрасные лучи в электронике: Пер. с фр./Герман Шрайбер.— М.: ДМК Пресс, 2001 .— 237 с.: ил.

27. Инфракрасные лучи/Н.Г. Ильин.— М.: Изд-во ДОСААФ, 1961 .— 93 с.: ил

28. Инфракрасные системы "смотрящего" типа/ В. В. Тарасов, Ю. Г. Якушенков.-М.:Логос,2004.-443 с.:ил.

29. Инфракрасные спектры минералов/И.И. Плюснина.— М.: Изд-во Московского ун-та, 1977 .— 174 с.: ил.

30. Инфракрасные спектры сложных молекул/Л.Беллами; Пер. с англ. В.М. Акимова, Ю.А. Пентина, Э.Г. Тетерина; Под ред. Ю.А. Пентина.— М.: Изд-во иностранной литературы, 1963 .— 590 с.: ил., табл.

31. Исследование вентиляторов электрических машин/В.И. Виноградов.-Л.: Энергия, Лениградское отделение, 1970.-91 с.:черт.

32. Кандратьев Г.М. Регулярный тепловой режим. Гостехиздат., 1953. -465 с.

33. Канунников М.И. Генерация теплового излучения телами накала//Известия ТулГУ: Сер. Проблемы специального машиностроения. Вып. 9. Т. 1. - Тула: ТулГУ, 2004 - С. 177 - 180.

34. Канунников М.И. Инфракрасная система генерации тестовых изображений/Приборы и управление. Сб. статей молодых ученых ТулГУ. Вып. 2. Тула: ТулГУ, 2004. С. 44-46.

35. Канунников М.И. Лимаренко Д.П. Методы коррекции направления потока . ИК-излучения//Известия ТулГУ. Сер. Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. Вып. 3. Системы управления. Том 1. Тула: ТулГУ, 2006. - С. 209-211.

36. Канунников М.И. Лимаренко Д.П. Модель тела накала с динамической рабочей температурой/Приборы и управление. Вып. 4. Тула: ТулГУ, 2006. - С. 93 - 98.

37. Канунников М.И. Модель работы инфракрасного излучателя с постоянной температурой поверхности//Приборы и управление. Вып. 4. Тула: ТулГУ, 2006.-С. 90-93.

38. Канунников М.И. Определение оптимальной конфигурации рефлекторов ИК-излучения/Известия ТулГУ. Сер. Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. Вып. 3. Системы управления. Том 1. Тула: ТулГУ, 2006. - С. 206-209.

39. Канунников М.И. Статическая модель теплового излучения тел накала/ТИзвестия ТулГУ. Сер. Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. Вып. 1. Т. 1. Системы управления. Тула: ТулГУ,2004.-С. 86-88.

40. Канунников М.И. Улучшение параметров перерегулирования тепловых излучателей//Приборы и управление. Вып. 4. Тула: ТулГУ, 2006. - С. 98 - 103.

41. Кирпичев М.В. Теория подобия. Изд. АН СССР, 1953. 356 с.

42. Китаев Ю.В. Теория процессов в бытовых машинах и приборах: Учеб. пособие. Тула: ТулГУ, 2000. - 120 с.

43. Конвективный и лучистый теплообмен/отв. ред. М.А. Михеев .— М.: Изд-во акад. наук СССР, 1960 .— 255 с.: ил.

44. Конвективный перенос в теплообмен никах/АН СССР, АН ЛитССР, Ин-т физ.-техн. проблем энергетики; АН ЛитССР, Ин- т физ.-техн. пробл. энергетики; Ин-т физ.-техн. проблем энергетики.- М.:Наука,1982.- 472 с.

45. Лекции по теории переноса лучистой энергии/К. С. Адзерихо ; Под ред. М.А. Ельяшевича .— Минск : Изд-во Белорус, ун-та, 1975 .— 191,1. с. : ил.

46. Малые теплообменные аппараты/С. И. Барсуков, И. И. Рейзин, В. И. Кузнецов; Ом. политехи, ин-т; Ом. политехи. ин-т.-Томск:Изд-во Том. унта, 1993.-208 с.:ил.

47. Математическое моделирование конвективного теплообмена: Учеб. пособие/В. В. Кириллов; Челяб. гос. техн. ун-т, Каф. Пром. Теплоэнергетика; Челяб. гос. техн. ун-т, Каф. Пром. теплоэнергетика; ЧГТУ.-Челябинск:Изд-во ЧГТУ, 1991.-24 с.

48. Математическое моделирование сопряженных задач тепломассообмена/В. И. Зинченко .— Томск : Изд-во Том. ун-та, 1985 .— 221 с. : ил.

49. Нелинейно- оптические преобразователи инфракрасного излучения/АН СССР, Сиб. отд-ние, Ин-т автоматики и электрометрии; Отв. ред. A.M. Дыхне; Ин-т автоматики и электрометрии.- Новосибирск:Наука, Сиб. отд-ние, 1990.-164 с.:ил.

50. Об основаниях термодинамики/А. А. Гухман .— М.: Энергоатомиздат, 1986 .— 383 с.

51. Обеспечение тепловых режимов изделий электронной техники/ А.А. Чернышев, В.И. Иванов, А.И. Аксенов. М.: Энергия, 1980. - 216 с.

52. Обнаружение и измерение инфракрасного излучения/ Р. Смит; Пер. с англ. В.И. Алексеева под ред. В.А. Фабриканта.- М.Издательство иностранной литературы, 1959.-448 с.:ил.

53. Общая теплотехника, теплоснабжение и вентиляция :Учебник для вузов по спец."С.-х. стр-во".-М.:Стройиздат, 1982.-215 с.:ил.

54. Описание изобретения к заявке № 94033446 (Россия): Развертывающее устройство/Михайлов Н.М., Рухлядев Ю.В., Российское агентство по патентам и товарным знакам: Электронное издание, 1997.

55. Описание изобретения к заявке № 97101061 (Россия): Способ формирования изображения и устройство для его осуществления/ТИванов А.Г., Российское агентство по патентам и товарным знакам: Электронное издание, 1999.

56. Описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2131171: Способ формирования изображения и устройство для его осуществления/ЛОрьев Д.Н., Ратников А.Ю., Российское агентство по патентам и товарным знакам: Электронное издание, 1999.

57. Описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2147722: Универсальный имитатор воздушных целей//Азиев В.Х., Денежкин Г.А., Макаровец Н.А., Тюханов Е.П., Российское агентство по патентам и товарным знакам: Электронное издание, 2000.

58. Определение характеристик излучения имитатора тепловой картины объектов/Канунников М.И.; Тул. гос. ун-т. Тула, 2004. - 6 е.: ил. - Библиогр.: 2 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 24.05.04 № 877-В2004.

59. Оптико-электронные квантовые приборы: Учебное пособие для студ. оптических специальностей вузов/И.И. Пахомов, О.В. Рожков, В.Н. Рождествин; Под ред. проф. И.И. Пахомова.— М.: Радио и связь, 1982 .— 456 с. : ил., табл.

60. Оптические материалы для инфракрасной техники : Справочное издание/Е.М. Воронкова, Б.Н. Гречушников, Г.И. Дистлер, И.П. Петров ; АН СССР. Ин-т кристаллографии.— М.: Наука, 1965 .— 335 с.

61. Оптоэлектроника: Учеб. пособие для студ. специальностей "Радиофизика", "Физическая электроника" вузов/Е.Д. Карих .— Минск : БГУ, 2000 .— 262 с.

62. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров : Справочник : пер. с англ./Х. Уонг. — М.: Атомиздат, 1979. — 212 с.

63. Основы термодинамики и теплотехники: Учебник для хим.-мех. спец. сред. спец. учеб. заведений.-М. Машиностроение, 1980.-224 с.:ил.

64. Основы радиационного и сложного теплообмена/В.Н. Адрианов .— М.: Энергия, 1972 .— 464 с.

65. Основы теории взаимодействия света с веществом/П.А. Апанасевич .— Минск : Наука и техника, 1977 .— 495 с.

66. Основы теории теплопроводности и теплового излучения:Учеб. пособие/ Каз. политехи, ин-т им. В. И. Ленина.-Алма-Ата:КазПТИ, 1980.-83 с.:ил.

67. Основы теплометрии/О. А. Геращенко ; Академия наук Украинской ССР; Институт технической теплофизики. — Киев : Наукова думка, 1971. — 191 с.: ил.

68. Основы теплообмена излучением/А.Г. Блох; Под ред. A.M. Гурвича.-М.; Л. .Тосэнергоиздат, 1962.-331 с.:черт.

69. Охлаждение бортовой аппаратуры авиационной техники.-М. Машиностроение,1987.-184 с. :ил.

70. Охлаждение промышленных электрических машин.-М. :Энергоатомиздат, 1983.-297 с. :ил.

71. Патент № 2262127 (РФ): Способ и устройство формирования инфракрасного изображения//Фимушкин B.C., Ларкин Е.В., Луцков Ю.И., Петров Н.В., Канунников М.И., МПК7 G 03 G5/00. - Опубл. 10.10.2005. - БИ №28.

72. Практические применения инфракрасных лучей/М. Дерибере ; Пер. с фр. под ред. В.Г. Вафиади, И.Б. Левитина.— М.; Л.: Б.и., 1959 .— 440 с.: ил.

73. Приборы контроля и средств автоматики тепловых процессов: Учеб. пособие для сред, проф.-техн. училищ.-2-е изд., перераб. и доп.-М.:Высш. шк.,1980.-(Профтехобразование).-(Теплотехника).-255 с.:ил.

74. Приемники излучения: конспект лекций/В.А. Фираго .— Минск : БГУ, 2005.—117 е.: ил.

75. Применение теории подобия к исследованию процессов тепло -массообмена. (Процессы переноса в движущейся среде)/А. А. Гухман .— 2-е изд.— М.: Высш. шк., 1974.— 328 с.

76. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена : учебное пособие/Г. Н. Дульнев, В. Г. Парфенов, А. В. Сигалов. — М.: Высшая школа, 1990. —207 с.: ил.

77. Проектирование и оптимизация аппаратов воздушного охлаждения :Учеб.пособие по курсу "Проектирование и эксплуатация систем охлаждения промпредприятий" для студентов спец. 10072/ Сарат. гос. техн. ун-т.-Саратов:СГТУ, 1995.-70 с.:ил.

78. Радиационный газовый нагрев.-Л.:Недра. Ленингр. Отд-ние, 1989.-295 с.:ил. Теплообмен и гидравлическое сопротивление при движении газовзвеси в трубах/А. С. Сукомел, Ф. Ф. Цветков, Р. В. Керимов. М.: Энергия, 1977. - 193 с.: ил.

79. Радиационный теплообмен в двухфазных средах/К. С. Адзерихо, Е. Ф. Ноготов, В. П. Трофимов.— Минск : Наука и техника, 1987 .— 165,1. с.: ил.

80. Распределение лучистой энергии точечного источника : новая форма интегрального уравнения переноса излученияЛО.А. Дементьев .— М.: Физматлит, 2005 .—127 с.: ил .

81. Собственное (тепловое излучение) излучение элементов оптических систем оптико-электронных приборов. М. Машиностроение, 1978.-(Библиотека приборостроения).-144 с.:ил.

82. Справочник по инфракрасной технике: в 4-х т./Л. Биберман, У. Волф, Г. Герсон и др.; Ред. У. Волф, Г. Цисис; Пер. с англ. под ред.Н.В. Васильченко, В.А. Есакова, М.М. Мирошникова. М.: Мир. Т. 4: Проектирование инфракрасных систем. - 1999. - 470 с.

83. Справочник по теплообменным расчетам/В. Р. Кулинченко. — Киев : Тэхника, 1990. — 165 с.: ил. — Библиогр.: с. 154-161.

84. Статистический метод расчета теплофизических свойств веществ : Конспект лекций/А. Р. Дорохов ; Томский политехнический университет. — Томск : Изд-во ТПУ, 1997. — 42 с.

85. Таблицы физических величин: Справочник/В.Г. Аверин, Б.А. Арозон, Н.С. Бабаев и др.; Под ред. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1996. - 1008 с.

86. Температурные напряжения от объемных источников/Ю.М. Коляно, А.Н. Кулик; отв. ред. Я.И. Бурак.— Киев : Наукова думка, 1983 .— 287 с.: ил.

87. Теоретические основы теплотехники: Учебник для энерг. и энергостроит. техникумов.-М.:Энергия, 1978.-360 с.:ил.

88. Теория переноса излучения: Стат. и волновые аспекты/Л. А. Апресян, Ю. А. Кравцов.— М.: Наука, 1983 .— 216 с.: ил.

89. Теория подобия и тепловое моделирование: Сб.: Посвящен 100-летию со дня рождения М. В. Кирпичева/Отв. ред. Г. Н. Кружилин; АН СССР, Отдние физ.-техн. пробл. энергетики.- М.:Наука, 1987.-165 с.:ил.

90. Тепловое излучение полостей.-М.:Энергоатомизат, 1987.-152 с.:ил.

91. Тепломассообмен: Метод, расчета тепловых и диффузионных потоков/Ю. И. Бабенко.— Л.: Химия: Ленингр. отд-ние, 1986 .— 143,1. с.

92. Теплообмен излучением : Справочник/А. Г. Блох, Ю. А. Журавлев, Л. Н. Рыжков. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 431 с.: ил.

93. Теплообмен излучением/Р. Зигель, Дж. Хауэлл ; пер. с англ. под ред. Б.А. Хрусталева.- М.: Мир, 1975 .- 934 с.: ил.

94. Теплообмен излучением: Конспект лекций/ Ред. А. С. Сукомел; М-во высш. и сред. спец. образования СССР, Моск. энерг. ин-т, Кафедра теорет. основ теплотехники.-М., 1975.-51 с.:черт.

95. Теплообмен излучением:Пер. с англ./Ред. Б. А. Хрусталев.-М.:Мир,1975. -934 с.:черт.

96. Теплообмен при ламинарном течении жидкости в дискретно-шероховатых каналахЛО. Г. Назмеев. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 376 с.

97. Теплоотдача в ламинарном потоке жидкости/А. Жукаускас, И. Жюгжда; под ред. А. Жукаускаса.- Вильнюс : Минтис, 1979 .- 261 с.: ил.

98. Теплоотдача цилиндра в поперечном потоке жидкости/А. Жукаускас, И. Жюгжда ; под ред. А. Жукаускаса .— Вильнюс : Мокслас, 1979 .— 326 с. : ил.

99. Теплотехника: Учеб. пособие для теплотехн. спец. втузов.-2-е изд., испр. и доп.-Минск:Вышэйш. школа, 1976.-383 с.:ил.

100. Теплотехнические измерения и приборы: Учеб. для теплоэнергет. специальностей вузов/Г. М. Иванова. -М.:НаукаД 987.-165 с.:ил.

101. Теплый свет/В.З. Гуревич; Отв. ред. Н.Д. Жевандров.— М.: Наука, 1966 .— 115 с.: ил.

102. Термодинамика.- JI.; М.ЮНТИ, Гл. ред. энерг. лит.,1936.-199,1. с.:ил.

103. Термодинамика: учебник/С. А. Гончаров. — М.: Изд-во Московского гос. горного ун-та, 1997. — 440 с.

104. Техническая термодинамика и основы теплообмена/Г. Г. Кузнецов. — М.: Испо-Сервис, 1999. — 104 с.

105. Техническая термодинамика и теплопередача : учебное пособие/А. Н. Алабовский, И. А. Недужий. — 3-е изд., перераб. и доп. — Киев : Выща школа, 1990. — 255 с.: ил.

106. Техническая термодинамика: Учеб. пособие/Иванов, гос. ун-т; Иванов, энергет. ин-т им. В. И. Ленина.-Иваново, 1977.-76 с.

107. Турыгин И.А. Прикладная оптика: Геометрическая оптика и методы расчета оптических систем. М.: Машиностроение., 1965. - 364 с.

108. Устройство формирования теплового изображения объектов/Канунников М.И.; Тул. гос. ун-т. Тула, 2004. - 5 е.: ил. - Библиогр.: 2 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 24.05.04 № 876-В2004.

109. Физические основы электронно-лучевых приборов. — М.: Физ.-матлит-ра.Наука, 1993 .— 351 с.: ил .

110. Численные методы в задачах теплообмена : пер. с англ./Д. Ши. — М.: Мир, 1988. — 544 с.: ил.

111. Численные методы конвективного теплообмена: Учебное пособие/Н.М. Беляев, А.А. Приходько.— Днепропетровск : Б.и., 1983 .— 103 е.: ил.

112. Электроконвективный теплообмен дисперсных систем/М. К. Болога, А. Б. Берков ; Под ред. Г. 3. Мирзабекяна; АН МССР, Ин-т прикл. физики.— Кишинев : Штиинца, 1989 .— 275 с.: ил.

113. Энергия невидимого света/В.З. Гуревич ; Отв. ред. Н.Д. Жевандров.— М.: Наука, 1973 .— 143 с.: ил.

114. Эффективные способы охлаждения силовых полупроводниковых приборов.-Л.:Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982.-137 с.:ил.

115. Ямпольский В.Г., Фролов О.П. Оптимизация антенных систем линий связи. М.: Радио и связь, 1991. - 272 с.