根据红外辐射理论和热像仪测温原理,考虑被测物体附近高温物体温度、位置和被测物体对附近高温物体吸收率的影响,得出了上述因素对被测物体真实温度和测温误差影响的理论计算公式,分析了高温物体温度测量误差、高温物体位置测量误差、对高温物体辐射的吸收率测量误差和附近高温物体的温度对红外热像仪测温误差的影响程度,并给出了减小误差的对策,以提高热像仪的测温精度及降低辐射测温误差.

电力设备故障分类与特点 电力设备的故障有多种多样，但大多数部伴有发热的现象。从红外诊断的角度看，通常分为外部故障和内部故障。众所周知，电力系统运行中，载流导体会因为电流效应产生电阻损耗，而在电能输送的整个回路上存在数量繁多的连接件、接头或触头。

对内部通热流体的带有内壁缺陷的管道建立了瞬态传热模型,通过有限元法进行求解,研究管道的表面温度分布规律以及变化规律;根据共轭梯度法,提出了根据管道外表面红外测温定量地识别管道内部不规则边界的计算方法,并通过模拟实验研究了测温误差等对内壁边界识别的影响.研究证明了识别算法的有效性;初值对识别结果的影响不大; 基于温差的识别算法可以大大消除红外测温误差的影响.

对具有内部缺陷的平板试件的传热建立了三维物理和数学模型,提出了通过表面红外测温确定内部缺陷尺寸、方位的计算方法.同时,分析了测量误差和缺陷导热系数对计算结果的影响.通过计算分析可以得到结论:本方法可以精确地确定内部缺陷的尺寸和方位,测量误差对内部缺陷估计的影响较小;在试件的导热系数远大于缺陷的导热系数时,缺陷导热系数的微小变化对缺陷尺寸和位置的计算没有明显的影响;适用于任何尺寸、方位可用有限个参数描述的内部缺陷的检测.

提出了一种用于标定红外热像仪的黑体辐射源，黑体腔形状为球形，开孔直径与球腔直径之比为0.13。由恒温液体浴保证黑体腔温度分布均匀，采用水浴和酒精浴时，壁耐最大温差低于0．2℃，油浴时壁面最大温差低于0.3℃。该黑体辐射源升温快，控温稳定性好，工作温度范围可达-20～300℃，有效比辐射率大于0.998。

红外热像仪进行测温时,目标距离和视场角变化,会大大降低测温精度。根据几何光学和红外目标辐射理论,推导出温度测量误差与目标距离和视场角之间的关系式,并结合研制的一套红外热像仪系统参数,计算了温度测量误差。提出了提高测温精度的方法,采用此方法,对相同条件下的物体测温,测量误差仅为-0.22℃,在很大程度上减小了目标距离和视场角变化对红外热像仪测温精度的影响。

根据红外辐射理论和红外热像仪的测温原理，考虑环境，大气，太阳等多方面影响，得出最大测温误差的计算公式，通过分析各种因素对热像仪测温误差的影响程度，讨论了减小误差的对策。

最小可辨温差（MRTD）是评价红外热像仪的重要技术指标,传统的测量方法都是基于测量人员的主观判读得到的,结果重复性差。为了解决这一问题,提出基于人工神经网络的客观评测方法,提出两种特征量——杆均值与背景极值对比度和相邻极值差与均值对比度,使用数字CCD摄像机代替人眼,采集大量图像数据输入人工神经网络,使用BP网络的LM算法进行训练。训练好的神经网络具有类似人的视觉系统的判读能力,可以由计算机代替人工对不同频率、不同温差下的4杆靶图像进行判读。通过Matlab模型和软件验证了系统的可用性,大量测试结果表明：测量结果准确,具有很好的重复性,与相同测量环境条件下由人眼主观测量的MRTD结果相吻合。采用该技术研制的测试设备已成功地应用于某试验单位的检测中,大大提高了测量效率和测量结果的准确性。

针对目前亟待解决的在恶劣气候条件下各种型号飞机进行空投瞄准,尤其是在夜间无法自主空投瞄准的问题,提出了将加载红外热像仪的光电吊舱与水平空投原理相结合的理论,该理论不仅能够很好地解决以上问题,还可以使飞机驾驶员以及领航员通过使用监视器从而摆脱目视光学系统带来的不便。建立了基于红外测量系统的空投空降的数学模型;并对该数学模型进行了误差分析,通过理论计算该系统的空投瞄准精度较以往的空投系统的瞄准精度更高,可以满足目前空投的要求,为提升夜间空投、空降的能力提供了理论依据,具有很强的实用价值和应用前景。

为了实现测温红外热像仪的外场精确测温，研究了大气透过率的二次标定。建立了红外热像仪的外场远距离测温标定模型，采用一个标准面源黑体和红外热像仪对大气透过率进行了二次标定。首先，用标准面源黑体的设置温度标定大气透过率的二次修正系数；然后，在已知目标感兴趣区域发射率的情况下，用二次修正系数对未知辐射源测量值进行修正，实现未知辐射源目标辐射温度的准确测量。实验显示，随黑体设置温度从50℃不断升高（二次大气透过率近似为1），大气二次透过率修正系数在50～100℃内迅速下降，在100～200℃内下降趋势减缓，逐渐接近于约为0．7的常数。实验结果为测温红外热像仪外场精确测温提供了保证。