摘要天空背景红外辐射作为大气光学特性的一个参量，在空间目标背景识别的应用与研究中起着非常重要的作用。天空背景红外辐射亮度及其空间分布是对空监视、空间目标探测识别的基本条件，对其的测量与研究已成为热点。本文通过对红外辐射基本理论进行学习，深入了解天空背景红外辐射的特性。采用MODTRAN 大气辐射计算软件对中纬度夏天晴朗无云情况下的红外辐射进行仿真计算。选用TPS232-3214热电堆式红外传感器， 设计以AD620为基础的放大调理电路采集信号，并使用 STC12C2052AD 单片机进行数据采集，建立以 LabVIEW 为编写环境的数据采集软件，搭建起天空红外辐射探测系统。最后通过实验，绘制天空背景下的红外辐射输出曲线，并与仿真模型对比，验证了测试系统的可靠性。42016
毕业论文关键词 天空背景 红外辐射 数值仿真 实验设计
Title Design of infrared thermal radiation detection system
Abstract The infrared radiation from the background of sky, as a parameter of atmospheric opticalproperties, plays a quite important role in the application and research of the backgroundrecognition of space target. The sky background infrared radiation intensity and spatialdistribution is the basic condition of air monitoring and space target detection and recognition.The measurement and study on the sky background infrared radiation intensity is a research hotspot.Based on the review of the basic theories of infrared learning, this paper firstly has a deepunderstanding of the characteristics of the sky background infrared radiation. The MODTRANatmospheric radiation calculation software is adopted to carried on simulating calculation onthe infrared radiation under a variety of weather conditions. Then, TPS232-3214thermopile-type infrared sensor is chose , designed a reasonable conditioning circuit of thesensor.Used by STC12C2052AD single chip microcomputer for data acquisition, established adata acquisition software based on LabVIEW and set up the sky infrared radiation detectionsystem. Finally, this paper verifies the validity and reliability of the detection system throughexperiments.
Key words Sky background infrared radiation numerical simulation experimental design
目 次
1 引言··1
1.2 本文研究的主要内容2
2 天空背景光辐射理论及光谱辐射计原理分析·· 3
2.1 天空背景光辐射3
2.2 光谱辐射计基本原理6
2.3 本章小结·· 7
3 天空红外辐射的 MODTRAN 仿真 8
3.1 MODTRAN 仿真软件简介··8
3.2 天空背景下的红外辐射仿真8
3.3 本章小结· 11
4 硬件电路设计 12
4.1 传感器选型与信号采集电路设计· 12
4.2 STC12C2052AD 单片机外围电路设计· 14
4.3 RS232接口通讯电路设计· 15
4.4 电源电路设计· 16
4.5 硬件电路板设计· 17
4.6 本章小结· 18
5 测试系统软件设计 19
5.1 软件总体设计分析· 19
5.2 单片机采集程序编写· 19
5.3 上位机采集程序编写· 20
5.4 本章小结· 22
6 综合测试实验与结果分析 23
6.1 标定实验· 23
6.2 综合测试实验· 26
6.3 本章小结· 28
结论··29
致谢··30
参考文献··31
附录 A 测试系统电路·· 33
附录 B 下位机 MCU 程序及部分注解 34
附录 C 上位机 LabVIEW程序 37
1 引言天空背景下的红外辐射，作为大气光学特性的一个参量，在对空间目标或是背景识别的应用与研究中，有着很重要的作用。因此对这一参量的测量与研究，已经成为了当今的一个热点。地球大气主要是通过长波辐射向宇宙空间释放能量，大气窗口在8-14μm这一波段。因此，在这个大气窗口波段下的大气传输特性和大气背景辐射特性，在大气辐射传输、大气红外遥感等研究领域中受到广泛的关注。在地基红外辐射测量中，大气的光谱背景辐射带中，含有大气温度和 H2O、O3等一些微量气体成分的信息，我们有可能通过所得到的测量光谱，反演得到这些大气参数的信息[1]。在地基红外测量中，大气状况是影响目标红外特性的一个重要因素，精确测量大气红外光谱背景辐射对于评估这些红外光学工程的性能具有重要的作用。 STC12C2052AD单片机红外热辐射探测系统设计+电路图+程序:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_42287.html