ТЕПЛОВОЙ ИМИТАТОР ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ТЕПЛОВОЙ ИМИТАТОР ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Полезная модель относится к имитаторам инфракрасного излучения реальных объектов и может быть применена в качестве мишени на открытой трассе.
Известен тепловой имитатор инфракрасного излучения, выполненный в виде плоской излучающей пластины, имеющей глубокие концентрические канавки, с термостойким покрытием в сочетании с отражателем (блендой) в виде усеченного конуса с зеркальными внутренними стенками. Тепловой имитатор снабжен нагревательной системой термостатирования, включающей нагревательный элемент и блок управления. Для поддержания заданного уровня излучения контролируется только один параметр температура. (Макаров А.С., Омелаев А.И., Филиппов В.Л. Введение в технику разработки и оценки сканирующих тепловизионных систем. Казань, «Унипресс, 1998 г., с. 200-201).
Недостатком известного имитатора является его ограниченные возможности, не позволяющие воспроизводить различные температурные режимы внешней поверхности объектов во времени из-за трудности обеспечения изотермичности стенок излучателя при ветровых нагрузках.
Задачей полезной модели является разработка устройства теплового имитатора инфракрасного излучения, позволяющего имитировать уровень инфракрасного излучения внешних поверхностей объектов во времени за счет возможности контроля и оперативного управления уровнем инфракрасного излучения и температурой излучающей поверхности имитатора.
Поставленная задача достигается тем, что в тепловом имитаторе инфракрасного излучения, выполненном в виде излучающей пластины с термостойким покрытием и снабженном отражателем, нагревательным элементом и блоком управления, согласно полезной модели он дополнительно снабжен датчиком уровня излучения, перед которым
2002127388 r 7V Г
02 i г 7  а $
расположен оптический фильтр с заданными спектральными характеристиками и термодатчиками излучающей пластины и окружающей среды, при этом выходы каждого датчика соединены со входами блока управления, выход которого соединен с нагревательным элементом. Датчик уровня излучения с угловой апертурой, охватывающей площадь пластины, расположен перед излучающей пластиной. Датчики уровня излучения и температуры излучающей пластины снабжены защитными кожухами. Нагревательный элемент расположен за излучающей пластиной перед отражателем. Тепловой имитатор снабжен теплозащитным покрытием. При этом датчик температуры окружающей среды может быть установлен в термостате.
Полезная модель поясняется чертежом, где представлена его принципиальная схема.
Тепловой имитатор инфракрасного излучения представляет собой систему автоматического регулирования с отрицательной обратной связью, в состав которого входят следующие основные элементы: плоская излучающая пластина 1, покрытая термостойкой матовой эмалью, датчик 2 температуры излучающей поверхности, закрепленный на пластине 1, датчик 3 температуры окружающей среды и датчик 4 уровня излучения, который расположен перед излучающей пластиной 1. Поле зрения датчика 4 охватывает рабочую поверхность пластины 1. Датчик 4 снабжен оптическим фильтром 5. За излучающей пластиной 1 и перед отражателем 6 расположен нагревательный элемент 7, предназначенный для обеспечения заданной разности температуры (А Т) между рабочей пластиной 1 и окружающей средой. Отражательный элемент 6 осуществляет более равномерный нагрев пластины 1 и повышает коэффициент полезного действия имитатора. Тепловой имитатор окружен теплозащитным покрытием 8. Выходы датчиков 2, 3 и 4 соединены с входами блока 9 управления, который предназначен для обеспечения заданной разности температуры (А Т) между рабочей поверхностью пластины 1 окружающей средой, а также уровня ИК
излучения пластины 1, а выход блока 9 соединен с нагревательным элементом 7. Для защиты от осадков и ветровых нагрузок, датчик 4 уровня излучения снабжен защитным кожухом 10, а датчик температуры 2 кожухом И. Датчик температуры 3, в зависимости от задачи эксперимента, может быть установлен в термостате 12.
Термостойкое покрытие рабочей поверхности пластины 1 имеет высокий коэффициент излучения.
Тепловой имитатор инфракрасного излучения работает следующим образом.
Излучающая пластина 1, нагревается от нагревательного элемента 7 и создает заданное пространственное распределение инфракрасного излучения. Управление осуществляется одновременно или раздельно как по температуре, так и по уровню излучения, в зависимости от условий эксперимента. Электрический сигнал от термодатчиков 2 и 3, соответствующий разности между температурой поверхности пластины 1 и температурой окружающей среды, а также от датчика 4 поступает в электронный блок 9 управления. Электронный блок 9 управления обеспечивает поддержание заданной разности температур (А Т). Тепловой имитатор с помощью датчика 4 имеет возможность бесконтактного контроля уровня излучения. Меняя оптический фильтр 5 можно обеспечивать уровень излучения в заданном спектральном диапазоне длин волн АХ. Данное устройство позволяет контролировать уровень излучения, включая влияние переотражений от фоновых образований (солнца, небосвода и подстилающей поверхности). В силу малой тепловой инерции тепловой имитатор позволяет имитировать динамические характеристики тепловых портретов объектов во времени по заданной программе.
Тепловой имитатор инфракрасного излучения создан для испытаний инфракрасных оптико - электронных систем на открытой трассе.
ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
1.Тепловой имитатор инфракрасного излучения, выполненный в виде излучающей пластины, покрытой термостойкой матовой эмалью и снабженный отражателем, нагревательным элементом и блоком управления, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен датчиком уровня излучения перед которым расположен оптический фильтр с заданными спектральными характеристиками и термодатчиками излучающей пластины и окружающей среды, при этом выходы каждого датчика соединены со входами блока управления, выход которого соединен с нагревательным элементом.
2.Тепловой имитатор по п. 1, отличающийся тем, что датчик уровня излучения расположен перед излучающей пластиной с угловой апертурой, охватывающей площадь пластины.
3.Тепловой имитатор по п. 1, отличающийся тем, датчики уровня излучения и температуры излучающей пластины снабжены защитными кожухами.
4.Тепловой имитатор по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный элемент расположен за излучающей пластиной перед отражателем.
5.Тепловой имитатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен теплозащитным покрытием.
6.Тепловой имитатор по п. 1, отличающийся тем, что датчик температуры окружающей среды установлен в термостате.