發(fā)布時間：2021-11-26 18:07

　　隨著集成制造業(yè)的發(fā)展,人們對紅外鏡頭提出了更高的設計要求。機械被動式消熱差紅外鏡頭在設計時,要綜合考慮光學元件的折射率、鏡片間隔和鏡片中心厚度隨溫度變化而產(chǎn)生的影響,傳統(tǒng)的設計方法很難在結構設計階段兼顧其光學性能,也無法檢驗設計完成后的鏡頭是否滿足使用要求。因此,為了保證機械被動式消熱差紅外鏡頭設計的合理性以及得到鏡頭相關光學性能指標,需要對其進行光機熱集成設計。本文在機械被動式消熱差紅外鏡頭結構設計理論的基礎上,利用ANSYS的結構分析模塊,分析了三種熱補償材料的熱變形位移。選擇熱膨脹過程相對穩(wěn)定,光機熱集成分析仿真性更好得POM（聚甲醛）作為熱補償材料,并運用Pro-e的結構設計模塊,對機械被動式消熱差紅外鏡頭進行了結構設計。為了在設計階段判斷機械被動式消熱差紅外鏡頭是否滿足使用要求,需要對其進行光機熱集成分析。在ANSYS中,建立該紅外鏡頭的有限元模型。以紅外鏡頭正常使用溫度區(qū)間內的最高和最低溫度,作為載荷施加在紅外鏡頭上,進行熱應力分析,得到各個節(jié)點的等效位移數(shù)據(jù)和相關熱應力數(shù)據(jù)。根據(jù)有限元分析結果判斷在高低溫時,鏡頭的理論補償量是否滿足要求以及鏡片的自身變形情況。分離剛體位移... 

【文章來源】：昆明理工大學云南省

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?“哈勃”望遠鏡?圖１．３?ＪＷＳＴ空間光學遙感器??

射及反射等現(xiàn)象，輻射強度會發(fā)生衰減。然而，并非所有波段的紅外線都有明顯??的強度減弱現(xiàn)象，研究表明３￣５＾ｍ的短波和８？１２ｐｍ的長波具有很好的穿透性，??我們通常稱之為“大氣窗口（如圖２．１），目前市面上大部分的紅外熱像儀，主??要是針對兩個波段的“大氣窗口”進行檢測，最后通過計算機軟件計算并顯示出目??標的表面溫度場，形成紅外熱圖。??１００??輸??〇?１?２?３?４?￥?６?７?８?９?１０?１１?１２?１３?１４?１５??波長（ｐｕｎ?＞??ｉ?ｉｆｌ?Ｍ?；?＊?Ｉ?＼?ｉ?ｉｉ?ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｏｉ?ＩｈＯ０?ＣＯ＾Ｈ，０?００，０，?曼收分子?Ｃ０，０，?Ｈｘ〇?Ｃ〇２?Ｃ〇ｉ??圖２．１大氣紅外透射曲線⑷??Ｆｉｇ．?２．１?Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ??自然界的任何物質都處在在不斷的運動的過程中，當物質從高能狀態(tài)轉向低??９??

外輻射差轉變?yōu)槲锢砹浚郏常福荨Ｍㄟ^測量分析及綜合處理，就可以成功的將溫度信息??轉換為圖像信息，呈現(xiàn)出目標不同部位的輻射差異，從而顯示出目標的熱分布特??征圖（如圖２．２），這就是紅外成像技術的基本原理。??－?＾?ｉ??Ａｔ?Ｉ?電路處理??■?ｊ外輻射國?：—＾?］??體又?』（??１１?紅外熱圖??＼胃—＞?麵器??％紅外鏡頭??圖２．２紅外熱成像原理圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｉｍａｇｉｎｇ??２．１．２紅外成像技術的發(fā)展概況及其優(yōu)勢??１８００年，“紅外線之父”一一Ｈｅｒｓｃｈｅｌ，利用水銀在不同溫度下的熱脹冷縮的??程度不同這一特性，發(fā)明了世界上第一只水銀溫度計，可謂是最早的“紅外探測??器”。此后，紅外探測技術的研究正式拉開了帷幕。１９３４年，德國的Ｈｏｌｓｔ等人研??制出世界上第一只紅外變像管，將紅外輻射圖像轉換為可見圖像，實現(xiàn)了紅外輻??射的光譜的可視性，紅外夜視系統(tǒng)正式走上了歷史的舞臺，并在第二次世界大戰(zhàn)??和隨后的朝鮮戰(zhàn)爭中得到了廣泛的運用。之后，美國德州儀器公司研制出了世界??１０??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]紅外鏡頭的光機熱集成分析方法的研究[D]. 姬文晨.昆明理工大學 2016
[2]128×128 InSb制冷型紅外成像系統(tǒng)研究[D]. 黃以亮.南京理工大學 2015
[3]基于分形理論的光學表面誤差評價方法研究[D]. 董之然.廈門大學 2014
[4]基于硫系玻璃的溫度自適應車載夜視光學系統(tǒng)[D]. 蘆雅靜.寧波大學 2014
[5]紅外成像系統(tǒng)的光機熱集成分析及散熱設計[D]. 朱承希.中國科學院研究生院（上海技術物理研究所） 2014
[6]機械被動式溫度自適應紅外鏡頭熱補償分析[D]. 王子威.昆明理工大學 2014
[7]溫度自適應紅外光學系統(tǒng)設計及測試方法研究[D]. 王遠方舟.長春理工大學 2013
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[9]三維六面體網(wǎng)格劃分技術研究與實現(xiàn)[D]. 劉秀萍.東北大學 2010
[10]折/衍混合紅外物鏡的超寬溫消熱差研究[D]. 鄒百英.哈爾濱工業(yè)大學 2008



本文編號：3520668