Радиационный видеометр Советский патент 1980 года по МПК G01J5/52 

1

Изобретение относится к техническим средствам для специальной аэросъемки и измерения интенсивности излучения (отражения) различных при- с родных объектов и фонов в полосе обзора.

Известно устройство для измерения интенсивности излучения, состоящее из сканера-отражателя, встроенных Q излучателей и оптической системы ij

Прибор обладает рядом недостатков: пассивное время сканирования в несколько раз больше полезного, при уменьшении мгновенного угла зрения 15 должнб быть уменьшено отношение между, скоростью и высотой полета носителя, единственным способом проверки чувст-. . витёльности всего оптико-электронного канаата при измерениях является .калиб-20

POBI.

Большим полезным временем сканирования обладает устройство, содержащее оптико-механическую систему по схеме Кеннеди, приемники излучения, 25 блоки обработки и регистрации сигналов 2} .

Однако это устройство не содержит элементов автоматической поверки оптико-электронного тракта как по. ,30

чувствительности, так и по линейности отображения при регистрации изображений с электроннолучевой трубки, требующей электрической синхронизации перемещений сканера и развертки. Прототип не может быть использован в качестве измерительной системы, так как не содержит калибровочных излучателей, а имеющиеся два спектральных канала пространственно разнесены, что исключает возможность автоматической цифровой, обработки и корреляционного анализа, требующего пространственного и временного совпадения событий, т.е. синхронизации.

Цель изобретения - увеличение точности измерений за счет автоматической поверки и калибровки всего оптико-электронного тракта при увеличении разрешающей способности устройства и синхронной аэросъемки не менее чем в двух интервалах спектрального диапазона.

Это достигается тем, что в устройстве вращающаяся отражательная призма сканера выполнена четырехгранной, дополнительно установлены.симметрично два поворотных экрана-отражателя для введения в поле зрения системы

трех калибровочных эталонных излучателей, размещенных вне основного оптического канала, а в центре среднего Ксшибровочного эталонного излуча теля встроен точечный источник излучения, на оптической оси объектива помещена дихроичная фильтр-линза.

Такое выполнение устройства обеспечивает автоматическую поверку всего оптико-механического тракта.

Функциональная схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

Радиационный видеометр содержит вращающуюся отражающую четырехгранную призму-сканер 1, два разнесен,ных 2 и два соприкасающихся 3 непод-i вижных плоских отражателя, для фокусировки потока излучения предназначен зеркальный объектив 4 и дихроичная фильтр-линза 5. Длинноволновые приемники излучения 6 с охлаждающим устройством и коротковолновые неохлаждаемые приемники излучения 7 уста новлены в фокальных плоскостях. Калибровка обеспечивается двумя поворотными плоскими экранами-отражателями 8, калибровочными эталонными излучателями 9, 10, боковыми и средним 11,-в центре которого встроен поверочный точечный источник излучения 12. Приемники излучения имеют предварительные усилители 13 и 14, подключенные к блокам 15 обработки и регистрации сигналов. Один из предусилителей, например, содержит после приемника излучения импульс 16 автрколлимадионного переотражения, изменения строки в полосе обзора 17, уровни 18, 19 и 20 сигналов от трех калибровочных эталонньш излучателей, всплеск 21 сигнала, соответствующий включению поверочного точечного источника излучения.

Предлагаемый радиационный видеометр работает следующим образом.

При аэросъемке излучение в мгновенном угле зрения от участков местности полосы обзора поступает на вращающуюся отражательную четырехгранную призму-сканер 1, на соседних гранях которого происходит раздвоение потока излучения. Обе части потоков проходят идентичньми оптическими каналами, состоящими из двух разнесенных 2 и соприкасающихся 3 неподвижных плоских отражателей. Излучение соединяется в общий поток на зеркальном Объективе 4, с помощью которого и Д54х5)оичной фильтр-линзы 5 длинноволновая часть излучения фокусируется на чувствительных площадках многослойной структуры охлаждаемых приемников излучения б, а коротковолновая част фокусируется на чувствительных площадках многослойной структуры неохлаждаемых приемников излучения 7. Поверка чувствительности происходит после каждого скана в полосе обзора,

когда грани сканера 1 оказываются в перпендикулярно-параллельных плоскостях (положение пунктиром) по отношению к плоскости расположения чувствительной площадки приемника излучения б,например. В результате автоколлимационного переотражения чувствительной площадки охлаждаемого приемника излучения 6 создается- импульс 16 полярности, противоположной полярности изменений 17 строки в полосе обзора. Амплитуда автоколлимационного импульса 16 практически зависит от глубины охлаждения приемников излучения 6 и 7, а вЦо длительность от угловой разрешающей способности оптической системы ( мгновенного угла зрения). При сохранении чувствительности всего оптико-электронного тракта параметры импульса 16 остаются неизменными и после прохождения предварительных усилителей 13 и 14 контролируются в блоках 15 обработки и регистрации сигналов.

Для калибровки всего оптико-электронного тракта основной оптический измерительный канал перекрывается поворотными экранами-отражателями 8 положение пунктиром). В этом случае происходит последовательное поочередное сканирование бокового 9, среднего 11 и бокового 10 калибровочных эталонных излучателей с регулируемой и -контролируемой в блоках 15 интенсивностью излучения (для коротковолнового излучения по току накала, длинноволнового - по собственной температуре излучателя). При калибровке сигнал имеет три уровня 18, 19 и 20, соответствующих трем известным интенсивностям калибровочных эталонных излучателей 9, 11 и 10. Для амплитудной интерпретации интенсивности излучения объектов аэросъемки промежуточные количественные значения изменений 17 строки в полосе обзора определяются интерполяцией между уровнями 18, 19 и 20.от калибровочных эталонных излучателей 9, 11 и 10. На регистрируемом инфракрасном аэроснимке полосы обзора земной поверхности по маршруту полета самолета могут быть получены три градации плотности почернения фотографического изображения для определения фотометрированием лучистости исс-ледуемых объектов и фонов аэроландшафта. Поверка линейности развертки строки на аэроснимке проверяется включением поверочного точечного источника излу чения 12, которому на сигнале соответствует всплеск 21, а на аэроснимке прямая линия строго в центре кадра

Устройство позволяет при увеличении разрешающей способности получать не только качественную картину лучистости объектов и фонов аэроландшафта синхронно в нескольких диапазонах, но иметь также количественные