[發明專利]基于傅里葉變換紅外光譜儀的生物氣溶膠透過率測試裝置

有效

• 申請號: 201210396060.0
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN102967577A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 胡以華;顧有林;鄭之明;雷武虎;孫杜娟;李樂;李曉霞;王鵬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍電子工程學院
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 吳娜

技術領域

本發明涉及紅外波段光學測試領域，尤其是一種基于傅里葉變換紅外光譜儀的生物氣溶膠透過率測試裝置。

背景技術

為了測試紅外波段煙幕的光學透過率，在現有測試裝置中，有一種基于紅外成像儀的光學透過率測試裝置，見圖1所示，該裝置由黑體靶標a、大型煙幕箱b、攪拌風扇c、采樣頭d、發煙劑試樣e、紅外成像儀f、計算機g組成。其測試過程為，第一步在沒有煙幕的情況下，來自黑體靶標a輻射的紅外熱能經煙幕箱b被紅外熱像儀f接收后，在計算機g顯示器上出現清晰的靶標紅外熱像圖，通過軟件記錄此時的紅外視頻圖像；第二步為通過發煙劑試樣e施放煙幕后，攪拌風扇c開始運轉，使煙幕箱內煙幕達到分布均勻的狀態，采樣頭d采集煙幕箱的濃度，由于煙幕對黑體靶標a紅外輻射能量的吸收和散射作用，使得紅外成像儀f接收到的黑體靶標熱圖發生變化，圖像由清晰變模糊，通過軟件記錄相應的紅外視頻圖像。

編制程序對上述實驗過程中所記錄的紅外視頻圖像進行處理，計算過程中，黑體靶標a各部分的溫度相同，其輻射亮度也相同，由于輻射亮度與灰度成正比，因此煙幕施放前，黑體靶標a各部分的灰度應該是相同的。在沒有施放煙幕情況下，處理得到黑體靶標a的平均灰度值????????????????????????????????????????????????以及黑體靶標a周圍背景一定區域的平均灰度值。施放煙幕后，處理得到黑體靶標a的平均灰度值以及黑體靶標a周圍背景一定區域的平均灰度值。煙幕紅外波段的透過率由下式可得：

由于現有測試裝置采用大型煙幕箱，如圖1中的煙幕箱b，導致測試裝置體積龐大。此外，通過對紅外熱像儀f所得到的灰度圖像進行煙幕透過率的計算，測試精度較低。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠提高熱紅外波段生物氣溶膠透過率的測試精度、減小測試裝置體積的基于傅里葉變換紅外光譜儀的生物氣溶膠透過率測試裝置。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種基于傅里葉變換紅外光譜儀的生物氣溶膠透過率測試裝置，包括煙幕箱，其上開設進口和出口，黑體靶標位于與煙幕箱的進口處，紅外光譜儀位于煙幕箱的出口處，黑體靶標和紅外光譜儀光學同軸，紅外光譜儀的輸出端與計算機相連，煙幕箱上還設置用于向箱內拋灑生物顆粒的拋灑裝置，粉塵采樣器和風扇位于煙幕箱內。

由上述技術方案可知，本發明通過拋撒裝置向煙幕箱內拋撒生物顆粒，以形成生物氣溶膠；采用紅外光譜儀取代紅外成像儀，可直接測試光譜透過率，從而提高測試精度。同時，本發明采用自制的小型煙幕箱取代大型煙幕箱，減小了測試裝置的體積。

附圖說明

圖1為現有技術的結構示意圖，

圖2為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

一種基于傅里葉變換紅外光譜儀的生物氣溶膠透過率測試裝置，包括煙幕箱2，其上開設進口2a和出口2b，黑體靶標1位于與煙幕箱2的進口2a處，紅外光譜儀6位于煙幕箱2的出口2b處，黑體靶標1和紅外光譜儀6光學同軸，紅外光譜儀6的輸出端與計算機7相連，煙幕箱2上還設置用于向箱內拋灑生物顆粒的拋灑裝置3，粉塵采樣器4和風扇5位于煙幕箱2內。如圖2所示。

如圖2所示，所述的煙幕箱2為一空腔的箱體，所述的進、出口2a、2b對稱開設在煙幕箱2的左、右兩側箱體上。所述的拋灑裝置3由鼓風機3a和送料導管3b組成，鼓風機3a的出風口與送料導管3b的一端連接，送料導管3b的另一端深入煙幕箱2的空腔內，送料導管3b內置有待拋灑的生物顆粒。鼓風機3a與送料導管3b連接是可拆卸的，實驗時，首先將待拋灑的生物顆粒放置于送料導管3b內，然后連接鼓風機3a與送料導管3b，打開鼓風機3a的開關，通過鼓風機3a送風將生物顆粒拋灑至煙幕箱2內。所述的粉塵采樣器4位于煙幕箱2箱體內的中心位置，黑體靶標1、粉塵采樣器4和紅外光譜儀6位于同一條水平中心軸線上。所述的攪拌風扇5位于煙幕箱2箱體的底部。

以下結合圖2對本發明作進一步的說明。本發明的測試過程為：

第一，在沒有生物氣溶膠的情況下，來自黑體靶標1輻射的紅外熱能經自制小型的煙幕箱2被傅里葉變換的紅外光譜儀6接收后，在計算機7上記錄下此時測量值；

第二，通過拋撒裝置3向煙幕箱2內拋撒生物顆粒，以形成生物氣溶膠，用于攪拌的風扇5開始運轉，使煙幕箱2內生物氣溶膠達到分布均勻的狀態，粉塵采樣器4采集煙幕箱2內的生物氣溶膠的濃度，由于生物氣溶膠對黑體靶標1紅外輻射能量的吸收和散射作用，使得紅外光譜儀6接收到的黑體靶標1數據發生變化，記錄下此時的測量值。生物氣溶膠的光譜透過率由下式可得：