[發明專利]用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備

在審

• 申請號: 202010112790.8
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111366243A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 何峰;鄭循江;朱慶華;姜麗輝;肖東東;左樂;曹衛衛;葉志龍;黃浩;王峰
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/02;G01J5/52
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

本發明涉及用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備，屬于紅外相機探測能力測試技術領域；包括調整架、冷屏、目標黑體、背景黑體、加熱片、熱開關、第一制冷機、第二制冷機、分子泵機組、第一壓縮機、冷水機組、第二壓縮機、氦氣瓶、支撐架、溫控儀和線性電源；用于星載紅外相機動態范圍的地面測試，是火星探測的重要配套設備；本發明實現了控制背景黑體溫度控制小于40K，控制目標黑體的溫度范圍為40K～420K變化，控溫精度±0.1K，兩臺黑體溫度獨立可控；本發明模擬了超低溫目標的溫度變化，實現了檢測紅外相機對超低溫目標的探測能力。

技術領域

本發明屬于，涉及用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備，屬于紅外相機探測能力測試技術領域。

背景技術

光電成像及目標識別技術在航空航天領域應用較為廣泛，通常采用可見光實現，可見光圖像具有分辨率高、探測距離遠等優點，但受制于光照條件，無法在非光照區成像。紅外成像原理上是熱成像，探測的是目標的溫度變化，不受光照條件限制，可以做到全天時成像，具有較大的優勢，早期因為紅外探測器技術較為落后，分辨率不高、響應率較低，限制了其廣泛使用，近些年隨著紅外探測器技術的發展，紅外在空間領域的應用也開始受到重視。

紅外成像雖然不受光照影響，但受目標溫度的約束，目標溫度越低，其輻射功率越低，成像效果越差；在做目標識別時，還有背景的影響，目標和背景的溫差越大，成像對比度越高；在接近絕對零度的太空背景下進行紅外探測及目標識別時，通常只需要考慮目標的溫度，紅外對高溫目標的探測較容易測試，但對超低溫目標的探測，需要有特定的背景。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備，實現對目標和背景黑體同時成像，模擬了超低溫目標的溫度變化，實現了檢測紅外相機對超低溫目標的探測能力。

本發明解決技術的方案是：

用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備，包括調整架、冷屏、目標黑體、背景黑體、加熱片、熱開關、第一制冷機、第二制冷機、分子泵機組、第一壓縮機、冷水機組、第二壓縮機、氦氣瓶、支撐架、溫控儀和線性電源；其中，支撐架水平放置；調整架和冷屏均安裝在支撐架的上表面；冷屏為軸向水平放置的中空柱體結構；冷屏的軸向一端指向調整架；背景黑體固定安裝在冷屏軸向遠離調整架一端的內壁；目標黑體安裝在背景黑體指向調整架的一側；熱開關設置在目標黑體與背景黑體之間；加熱片設置在目標黑體的側壁上；第一制冷機、第二制冷機均設置在冷屏軸向遠離調整架一端的外壁；分子泵機組設置在冷屏軸向遠離調整架一端；第一制冷機依次與第一壓縮機、冷水機組連通；第二制冷機依次與第二壓縮機、冷水機組連通；氦氣瓶設置在支撐架底部；溫控儀安裝在支撐架的上表面；線性電源設置在溫控儀的頂端。

在上述的用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備，所述冷屏軸向指向調整架的一端設置有觀測窗口。

在上述的用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備，所述第一制冷機和第二制冷機均與目標黑體連通，實現對目標黑體的第一階段加熱。

在上述的用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備，氦氣瓶與熱開關連通，實現將氨氣充入熱開關中。

在上述的用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備，通過溫控儀實現觀測目標黑體和背景黑體的溫度。

在上述的用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備，所述加熱片與線性電源連通；通過線性電源控制加熱片實現對目標黑體的第二階段加熱。

在上述的用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備，所述分子泵機組與冷屏內腔連通，實現對冷屏內腔進行抽真空處理。

在上述的用于深空背景下測試紅外相機對低溫目標探測能力的設備，所述測試設備的工作過程為：