×
20.03.2015
216.013.346b

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для определения комплекса теплофизических параметров изотропных материалов. Заявленный способ включает тепловое воздействие от инфракрасного источника нагрева по всей поверхности исследуемого изотропного объекта. Измерение тепловизионным приемником радиационной температуры производят во всех точках пространственной сетки зондируемой поверхности исследуемого изотропного объекта. Располагают тепловизионный приемник на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого объекта и совершают тепловизионным приемником круговое движение с постоянной скоростью относительно геометрического центра объекта, либо тепловизионный приемник, размещают неподвижно на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого объекта, осуществляя вращения с постоянной скоростью исследуемого изотропного объекта и фона относительно оси поворотной конструкции, на которой они расположены. Формируют набор термограмм круговых разверток радиационных инфракрасных изображений объекта и фона, полученных в разные моменты времени. Применяют разностную модель с использованием неявных схем. Определяют из минимума невязки искомые оцененные значения для каждой точки пространственного распределения теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 5 ил.
Основные результаты: Способ оценки различия теплофизических параметров - видимой поверхности изотропного объекта с учетом фона, включающий тепловое воздействие от инфракрасного источника нагрева по всей поверхности исследуемого изотропного объекта, измерение тепловизионным приемником радиационную температуру во всех точках пространственной сетки зондируемой поверхности исследуемого изотропного объекта и расчет математической модели прямой задачи теплопроводности на основе метода конечных разностей, отличающийся тем, что размещают исследуемый изотропного объект на эталонном изотропном материале - фоне, осуществляют тепловое воздействие инфракрасным источником нагрева по всей видимой поверхности исследуемого изотропного объекта и фона, располагают тепловизионный приемник на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого объекта под малым углом наклона относительно фона и совершают тепловизионным приемником круговое движение с постоянной скоростью относительно геометрического центра исследуемого изотропного объекта либо тепловизионный приемник размещают неподвижно на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого изотропного объекта под малым углом наклона относительно фона, осуществляя вращения с постоянной скоростью исследуемого изотропного объекта и фона относительно оси поворотной конструкции, на которой они расположены, при этом перед началом проведения измерения радиационную температуру измеряют на поверхности эталонного материала с известными теплофизическими параметрами в одной точке, затем радиационные температуры с заданной периодичностью измеряют во всех точках пространственной сетки зондируемой поверхности исследуемого изотропного объекта и фона, формируют набор термограмм - круговых разверток радиационных инфракрасных изображений объекта и фона, полученных в разные моменты времени, применяют разностную модель с использованием неявных схем: получают на основании численного решения данной системы уравнений дискретную функцию зависимости температуры на поверхности исследуемого объекта и фона от времени ,решают оптимизационную параметрическую задачу для эталонного изотропного материала находят из минимума невязки численные оценки и ;решают оптимизационную параметрическую задачу для исследуемого изотропного объекта в каждой точке пространственной сетки круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона в соответствии с растром изображения: определяют из минимума невязки искомые оцененные значения для каждой точки пространственного распределения теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта и ,осуществляют автоматическую оценку различия теплофизических параметров видимой поверхности изотропного объекта с учетом фона путем сравнения теплофизических параметров этого объекта и фона и определения зоны необнаружения, исходя из вероятности нераспознавания объекта относительно фона при помощи выражения: . - температуропроводность исследуемого изотропного объекта;λ - теплопроводность исследуемого изотропного объекта; - температуропроводность эталонного изотропного материала;λ - теплопроводность эталонного изотропного материала; - оцененное значение температуропроводности исследуемого изотропного объекта; - оцененное значение теплопроводности исследуемого изотропного объекта;β - коэффициент релаксации; - сеточная функция;ε - коэффициент излучения;k - номер отсчета для сеточной функции по времени, где ;m - номер отсчета для сеточной функции по пространству, где ;Δτ - шаг сетки по времени;Δx, Δx, - шаг сетки по расстоянию;Е - плотность теплового потока от инфракрасного источника нагрева, отнесенная к единице площади пространственной сетки;α - коэффициент теплоотдачи, отнесенный к единице площади поперечного сечения пространственной сетки;J - функционал невязки; - значение разности радиационной температуры исследуемого изотропного объекта по отношению к температуре окружающей среды, полученное для каждой точки зондируемой поверхности круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона в соответствии с растром изображения;i, j - номера отсчетов пространственной сетки видимой поверхности изотропного объекта и фона, где , ;I×J - растр изображения; - значение разности температур, рассчитанное дискретной математической моделью, с учетом исследуемого изотропного объекта; - значение разности радиационной температуры фона (эталонный изотропный материал), измеренной тепловизионным приемником, по отношению к температуре окружающей среды; - оцененное значение коэффициента теплового потока; - оцененное значение коэффициента теплоотдачи;d - заданное расстояние между тепловизионным приемником и исследуемым объектом;ξ - предельное отклонение яркости объекта от яркости фона на изображение тепловой томограммы, при котором этот объект неразличим, .

Предлагаемое изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для определения комплекса теплофизических параметров изотропных материалов, в том числе с не плоской поверхностью, методом активного теплового неразрушающего контроля, заключающимся в измерении пространственного распределения теплофизических параметров по всей видимой поверхности исследуемого изотропного объекта и фона путем дистанционного измерения тепловизионным приемником радиационной температуры во всех точках пространственной сетки зондируемой поверхности круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона (плоского эталонного изотропного материала), равномерно нагретой путем воздействия источника инфракрасного излучения.

Известен способ определения температуропроводности материалов, заключающийся в том, что исследуемый образец нагревают точечным источником тепла постоянной мощности, измеряют температуру поверхности образца датчиком температуры при взаимном относительном перемещении по прямой линии образца и датчика, жестко связанного с источником тепла, измеряют амплитудное значение импульсного сигнала датчика, определяют скорость перемещения источника тепла и зависимости координат точки визирования датчика от времени (авторское свидетельство СССР №1695203, МПК5 G01N 25/18, 30.11.1991).

Недостатком этого способа является значительная методическая погрешность измерения теплофизических параметров, связанная с использованием в математической модели упрощенных тепловых моделей рассматриваемых физических процессов.

Известен наиболее близкий к данному техническому решению способ идентификации скрытых подповерхностных объектов в грунте (патент РФ №2395074 С2, МПК G01N 25/18 (2006.01), 20.07.2010), заключающийся в том, что осуществляют тепловое воздействие от инфракрасного источника нагрева на поверхность грунта, измеряют радиационную температуру на поверхности грунта, рассчитывают математическую модель прямой задачи теплопроводности на основе метода конечных разностей, при этом производят измерение радиационной температуры во всех точках пространственной сетки зондируемой (исследуемой) поверхности при нагреве грунта в течение 90 с и последующем остывании в течение 90 с и применяют для восстановления температурного поля по глубине прогрева одномерную промежуточную сеточную функцию источника нагрева на поверхности грунта.

Недостатком данного способа является низкая точность измерения теплофизических параметров (температуропроводности и теплопроводности), ограниченная площадь зондируемой поверхности грунта, определяемая растром изображения тепловизионного приемника, а также большие вычислительные затраты (длительное время вычисления искомых значений теплофизических параметров), связанные с применением в используемых математических моделях разностных аппроксимаций построенных на основе явных схем.

Задачей предлагаемого изобретения является получение оценки различия теплофизических параметров исследуемого объекта относительно фона в инфракрасном диапазоне длин волн в автоматическом режиме без использования традиционного метода экспертных оценок, уменьшение методической погрешности измерения пространственного распределения теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта на основе применения в качестве фона эталонного изотропного материала, получение круговой развертки1 исследуемого изотропного объекта и фона в спектре инфракрасного излучения, уменьшение вычислительных затрат путем использования неявных разностных схем.

Техническим результатом изобретения является получение оценки различия теплофизических параметров исследуемого объекта относительно фона в инфракрасном диапазоне длин волн в автоматическом режиме без использования традиционного метода экспертных оценок, повышение точности измерения пространственного распределения теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта (в том числе с не плоской поверхностью), сокращение времени вычисления искомых значений теплофизических параметров.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе оценки различия теплофизических параметров видимой поверхности изотропного объекта с учетом фона включает тепловое воздействие от инфракрасного источника нагрева по всей поверхности исследуемого изотропного объекта, измерение тепловизионным приемником радиационную температуру во всех точках пространственной сетки зондируемой поверхности исследуемого изотропного объекта и расчет математической модели прямой задачи теплопроводности на основе метода конечных разностей, при этом размещают исследуемый изотропного объект на эталонном изотропном материале - фоне, осуществляют тепловое воздействие инфракрасным источником нагрева по всей видимой поверхности исследуемого изотропного объекта и фона, располагают тепловизионный приемник на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого объекта под малым углом наклона относительно фона и совершают тепловизионным приемником круговое движение с постоянной скоростью относительно геометрического центра исследуемого изотропного объекта либо тепловизионный приемник, размещают неподвижно на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого изотропного объекта под малым углом наклона относительно фона, осуществляя вращения с постоянной скоростью исследуемого - изотропного объекта и фона относительно оси поворотной конструкции, на которой они расположены, при этом, перед началом проведения измерения радиационную температуру измеряют на поверхности эталонного материала с известными теплофизическими параметрами в одной точке, затем радиационные температуры с заданной периодичностью измеряют во всех точках пространственной сетки зондируемой поверхности исследуемого изотропного объекта и фона, формируют набор термограмм - круговых разверток радиационных инфракрасных изображений объекта и фона, полученных в разные моменты времени, применяют разностную модель с использованием неявных схем:

получают на основании численного решения данной системы уравнений дискретную функцию зависимости температуры на поверхности исследуемого объекта и фона от времени

,

решают оптимизационную параметрическую задачу для эталонного изотропного материала

находят из минимума невязки численные оценки и ; решают оптимизационную параметрическую задачу для исследуемого изотропного объекта в каждой точке пространственной сетки круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона в соответствии с растром изображения:

определяют из минимума невязки искомые оцененные значения для каждой точки пространственного распределения теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта и ,

осуществляют автоматическую оценку различия теплофизических параметров видимой поверхности изотропного объекта с учетом фона путем сравнения теплофизических параметров этого объекта и фона и определения зоны необнаружения, исходя из вероятности нераспознавания объекта относительно фона при помощи выражения:

.

a - температуропроводность исследуемого изотропного объекта;

λ - теплопроводность исследуемого изотропного объекта;

a Ф - температуропроводность эталонного изотропного материала;

λФ - теплопроводность эталонного изотропного материала;

- оцененное значение температуропроводности исследуемого изотропного объекта;

- оцененное значение теплопроводности исследуемого изотропного объекта;

β - коэффициент релаксации;

- сеточная функция;

ε - коэффициент излучения;

k - номер отсчета для сеточной функции по времени, где ;

m - номер отсчета для сеточной функции по пространству, где ;

Δτ - шаг сетки по времени;

Δx, Δx1 - шаг сетки по расстоянию;

Е - плотность теплового потока от инфракрасного источника нагрева, отнесенная к единице площади пространственной сетки;

α - коэффициент теплоотдачи, отнесенный к единице площади поперечного сечения пространственной сетки;

Ji,j - функционал невязки;

- значение разности радиационной температуры исследуемого изотропного объекта по отношению к температуре окружающей среды, полученное для каждой точки зондируемой поверхности круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона в соответствии с растром изображения;

i, j - номера отсчетов пространственной сетки видимой поверхности изотропного объекта и фона, где , ;

I×J-растр изображения;

- значение разности температур, рассчитанное дискретной математической моделью, с учетом исследуемого изотропного объекта;

- значение разности радиационной температуры фона (эталонный изотропный материал), измеренной тепловизионным приемником, по отношению к температуре окружающей среды;

- оцененное значение коэффициента теплового потока;

- оцененное значение коэффициента теплоотдачи;

d - заданное расстояние между тепловизионным приемником и исследуемым объектом;

ξ - предельное отклонение яркости объекта от яркости фона на изображение тепловой томограммы, при котором этот объект неразличим, .

Сущность изобретения заключается в следующем.

При помощи средств инфракрасной (ИК) термографии измеряют радиационные температуры по всей видимой поверхности объекта с заданной периодичностью. Получают круговую развертку объекта в спектре инфракрасного излучения, формируя кубоид ИК-изображений (фиг.3). Данный физический процесс в одномерном пространстве можно описать математической моделью нелинейной задачи теплопроводности (1) с учетом теплообмена исследуемого изотропного объекта с окружающей средой:

граничные условия на поверхности исследуемого изотропного объекта и фона (эталонный изотропный материал):

где Tn - температура поверхности исследуемого изотропного объекта и фона, h(τ) - ступенчатая функция, q(τ) - тепловой поток, а - коэффициент температуропроводности, λ(τ) - нелинейная функция теплопроводности. Нелинейную задачу теплопроводности (4) при граничных условиях (5) решают методом конечных разностей. Система уравнений, аппроксимирующая неоднородное дифференциальное уравнение (4) и граничные условия (5), на основе использования неявных разностных схем будет иметь вид (1). Граничные условия аппроксимируют на основании выражения полученного с помощью метода теплового баланса:

где λ - коэффициент теплопроводности, α - коэффициент теплоотдачи, а -коэффициент температуропроводности, h - ступенчатая функция, k - номер отсчета для сеточной функции по времени, Т - значение радиационной температуры исследуемого изотропного объекта и фона. При этом Е и α(формулы (1), (2)) отнесены к единице площади поперечного сечения пространственной сетки и выражены в Вт/м2 и Дж/(м2·K).

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена схема получения круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона, на которой тепловизионный приемник расположен на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого объекта Y под малым углом наклона φ относительно фона и при условии кругового движения тепловизионного приемника относительно оси геометрического центра исследуемого изотропного объекта Y;

На фиг.2 представлена схема получения круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона, на которой тепловизионный приемник расположен на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого изотропного объекта Y под малым углом наклона φ относительно фона и при условии кругового движения исследуемого изотропного объекта и фона относительно оси поворотной конструкции Y, на которой они расположены.

На фиг.1 и фиг.2 обозначено:

1 - поток ИК излучения;

2 - фон (эталонный изотропный материал);

3 - исследуемый изотропный объект;

4 - тепловизионный приемник;

5 - специальная поворотная конструкция (фиг.2);

d - расстояние между тепловизионным приемником и исследуемым изотропным объектом;

φ- угол наклона тепловизионного приемника относительно фона;

υ - скорость кругового движения тепловизионного приемника либо специальной поворотной конструкции.

На фиг.3 представлена блок-схема устройства реализующая способ измерения пространственного распределения теплофизических параметров по всей площади исследуемого изотропного объекта, где:

6 - запоминающее устройство;

7 - блок формирования развертки ИК-изображения;

8 - вычислительное устройство;

9 - блок формирования математической модели процесса остывания поверхности исследуемого изотропного объекта и фона (эталонного изотропного материала);

10 - блок вычислителя квадратичного отклонения;

11 - блок решения двухпараметрической оптимизационной задачи;

12 - блок вычисления коэффициента различия теплофизических параметров фона от теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта.

На фиг.4 представлена диаграмма вероятностей необнаружения исследуемого изотропного объекта относительно фона в соответствии с углом обзора.

На фиг.5 представлена диаграмма распределения отношений теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта и фона в зависимости от угла обзора с обозначенной зоной необнаружения этого объекта на заданном фоне.

Способ осуществляется следующим образом.

Размещают исследуемый изотропный объект 3 на эталонном изотропном материале (фоне) 2. Осуществляют тепловое воздействие от ИК источника нагрева 1 по всей видимой поверхности исследуемого изотропного объекта 3 и фона (эталонного изотропного материала) 2. Тепловизионный приемник 4 располагают на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого объекта Y под малым углом наклона φ относительно фона (фиг.1). Тепловизионным приемником 4 совершают круговое движение с постоянной скоростью υ относительно геометрического центра исследуемого изотропного объекта Y, тем самым получают круговую развертку объекта 3 и фона 2 в инфракрасном диапазоне длин волн. Либо тепловизионный приемник 4 располагают неподвижно (фиг.2) на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого изотропного объекта Y под малым углом наклона φ относительно фона 2. Специальной поворотной конструкцией 5, на которой расположены исследуемый изотропный объект 3 с эталонным изотропным материалом 2, совершают вращение с постоянной скоростью υ относительно геометрического центра исследуемого объекта Y, получая круговую развертку объекта 3 и фона 2 в инфракрасном диапазоне длин волн.

На выходе тепловизионного приемника 4 (фиг.3) формируется кубоид ИК-изображений, поступающий на вход запоминающего устройства 6. В устройстве 7 из кубоида ИК-изображений формируется развертка ИК-изображения путем построчной записи в файл и поступает на вычислительное устройство 8, где производится вычисление разности температур поверхности исследуемого изотропного объекта 3 относительно температуры окружающей среды. Блок 10 выполняет функцию вычисления квадратичного отклонения значений параметров математической модели, формируемых в блоке математической модели 9 от значений параметров, измеренных тепловизионным приемником 1. Блок 11 осуществляет решение двухпараметрической оптимизационной задачи с выводом матриц пространственного распределения оцененных значений теплофизических параметров и . Блок 12 предназначен для вычисления коэффициента различия теплофизических параметров фона 2 (эталонного материала) от теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта 3.

Перед началом проведения измерения, радиационную температуру измеряют на поверхности фона 2 - эталонного материала, с известными теплофизическими параметрами в одной точке, после чего определяют численные оценки значений коэффициента теплоотдачи и плотности теплового потока (2). После этого, в процессе проведения измерения, радиационные температуры измеряют на поверхности исследуемого изотропного объекта 3 и фона 2 во всех точках пространственного разрешения круговой развертки с заданной периодичностью. Численные оценки значений теплофизических параметров во всех точках пространственного разрешения круговой развертки объекта 3 и фона 2 в разные моменты времени получают путем решения коэффициентной обратной задачи теплопроводности на основе построенной разностной математической модели (1).

Оценку различия теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта относительно фона, на котором этот объект расположен, по изображениям тепловых томограмм осуществляют при помощи формулы:

где - вероятность нераспознавания объектов по изображению тепловой томограммы для у-го угла обзора (фиг.4), где ; pij- частная оценка распознавания объекта на изображении тепловой томограммы i экспертом для j-го угла обзора, ; N- количество экспертов.

Автоматическая оценка различия теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта относительно фона осуществляется путем сравнения теплофизических параметров этого объекта и фона (фиг.5) и определения зоны необнаружения исходя из вероятности нераспознавания объекта относительно фона (фиг.4) при помощи выражения:

где ξ - предельное отклонение яркости объекта от яркости фона на изображение тепловой томограммы, при котором этот объект неразличим, .

Таким образом, способ измерения пространственного распределения теплофизических параметров осуществляют в 2 этапа.

Первый этап заключается в оценке неизвестных параметров математической модели на основе использования эталонного изотропного материала.

Второй этап заключается в оценке теплофизических параметров во всех точках зондируемой поверхности круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона (эталонного изотропного материала), нагретых источником ИК излучения. Для этого формируют набор круговых разверток исследуемого изотропного объекта и фона в ИК диапазоне длин волн, полученных тепловизионным приемником с периодичностью, обеспечивающей максимальное качество получаемого изображения.

Решают оптимизационную параметрическую задачу (3) для исследуемого изотропного объекта и фона в каждой точке зондируемой поверхности круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона, в результате чего получают пространственное распределение оцененных значений теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта и фона:

температуропроводности

теплопроводности

Пример реализации способа.

При помощи вышеописанного устройства предложенный способ был апробирован для определения комплекса теплофизических параметров ряда изотропных материалов с известной теплопроводностью и температуропроводностью, заранее определенных стандартизированными методами. В качестве эталонного материала использовали кварцевый песок с теплопроводностью 0.9 Вт·м-1·K-1, температуропроводностью 9·10-7 м2·с-1. На поверхности кварцевого песка располагался испытуемый объект. В результате решения двухпараметрической оптимизационной задачи (2) были получены численные оценки коэффициента теплоотдачи α=10 Дж·м-2·K-1 и теплового потока Е=2700 Вт·м-2. При этом параметры математической модели составили следующие значения β1=0.001,β2=10, Δτ=60 с, Δx=0.003 м, Δx1=0,00001 м, m=150 отсчетов. Используя полученные численные оценки для решения оптимизационной задачи (3) получают матрицы распределения оцененных значений теплофизических параметров поверхности исследуемого изотропного объекта и фона. При этом среднее значение теплопроводности фона составило 0.699 Вт·м-1·K-1, а температуропроводности 9,72·10-7 м2·с-1.

Погрешность измерения теплофизических параметров предложенным способом меньше, чем у рассмотренного способа-прототипа, так как погрешность аппроксимации неоднородного дифференциального уравнения с использованием явных схем, применяемых в способе-прототипе имеет погрешность первого порядка O(x), а для неявных схем, применяемых в предлагаемом способе погрешность аппроксимации неоднородных дифференциальных уравнений имеет погрешность второго порядка O(x2) (см. Самарский А.А. Введение в численные методы - М: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. - 271 с.).

Получение круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона в спектре инфракрасного излучения осуществляется за счет использования подвижного датчика тепловизионного приемника (либо за счет вращения с постоянной скоростью исследуемого объекта и фона относительно оси поворотной конструкции, на которой они расположены, при неподвижном датчике тепловизионного приемника).

Неявные схемы требуют для решения неоднородных дифференциальных уравнений на один порядок меньше шагов вычисления по времени и соответственно вычислительных операций по сравнению с неявными схемами.

Оценка различия теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта относительно фона в инфракрасном диапазоне длин волн получена в виде распределения вероятности необнаружения (фиг.4), на основании которой можно судить о различной степени различия теплофизических параметров исследуемого объекта в зависимости от выбранного угла обзора на него в соответствии с заданной системой координат.

Способ оценки различия теплофизических параметров - видимой поверхности изотропного объекта с учетом фона, включающий тепловое воздействие от инфракрасного источника нагрева по всей поверхности исследуемого изотропного объекта, измерение тепловизионным приемником радиационную температуру во всех точках пространственной сетки зондируемой поверхности исследуемого изотропного объекта и расчет математической модели прямой задачи теплопроводности на основе метода конечных разностей, отличающийся тем, что размещают исследуемый изотропного объект на эталонном изотропном материале - фоне, осуществляют тепловое воздействие инфракрасным источником нагрева по всей видимой поверхности исследуемого изотропного объекта и фона, располагают тепловизионный приемник на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого объекта под малым углом наклона относительно фона и совершают тепловизионным приемником круговое движение с постоянной скоростью относительно геометрического центра исследуемого изотропного объекта либо тепловизионный приемник размещают неподвижно на заданном расстоянии d от оси геометрического центра исследуемого изотропного объекта под малым углом наклона относительно фона, осуществляя вращения с постоянной скоростью исследуемого изотропного объекта и фона относительно оси поворотной конструкции, на которой они расположены, при этом перед началом проведения измерения радиационную температуру измеряют на поверхности эталонного материала с известными теплофизическими параметрами в одной точке, затем радиационные температуры с заданной периодичностью измеряют во всех точках пространственной сетки зондируемой поверхности исследуемого изотропного объекта и фона, формируют набор термограмм - круговых разверток радиационных инфракрасных изображений объекта и фона, полученных в разные моменты времени, применяют разностную модель с использованием неявных схем: получают на основании численного решения данной системы уравнений дискретную функцию зависимости температуры на поверхности исследуемого объекта и фона от времени ,решают оптимизационную параметрическую задачу для эталонного изотропного материала находят из минимума невязки численные оценки и ;решают оптимизационную параметрическую задачу для исследуемого изотропного объекта в каждой точке пространственной сетки круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона в соответствии с растром изображения: определяют из минимума невязки искомые оцененные значения для каждой точки пространственного распределения теплофизических параметров исследуемого изотропного объекта и ,осуществляют автоматическую оценку различия теплофизических параметров видимой поверхности изотропного объекта с учетом фона путем сравнения теплофизических параметров этого объекта и фона и определения зоны необнаружения, исходя из вероятности нераспознавания объекта относительно фона при помощи выражения: . - температуропроводность исследуемого изотропного объекта;λ - теплопроводность исследуемого изотропного объекта; - температуропроводность эталонного изотропного материала;λ - теплопроводность эталонного изотропного материала; - оцененное значение температуропроводности исследуемого изотропного объекта; - оцененное значение теплопроводности исследуемого изотропного объекта;β - коэффициент релаксации; - сеточная функция;ε - коэффициент излучения;k - номер отсчета для сеточной функции по времени, где ;m - номер отсчета для сеточной функции по пространству, где ;Δτ - шаг сетки по времени;Δx, Δx, - шаг сетки по расстоянию;Е - плотность теплового потока от инфракрасного источника нагрева, отнесенная к единице площади пространственной сетки;α - коэффициент теплоотдачи, отнесенный к единице площади поперечного сечения пространственной сетки;J - функционал невязки; - значение разности радиационной температуры исследуемого изотропного объекта по отношению к температуре окружающей среды, полученное для каждой точки зондируемой поверхности круговой развертки исследуемого изотропного объекта и фона в соответствии с растром изображения;i, j - номера отсчетов пространственной сетки видимой поверхности изотропного объекта и фона, где , ;I×J - растр изображения; - значение разности температур, рассчитанное дискретной математической моделью, с учетом исследуемого изотропного объекта; - значение разности радиационной температуры фона (эталонный изотропный материал), измеренной тепловизионным приемником, по отношению к температуре окружающей среды; - оцененное значение коэффициента теплового потока; - оцененное значение коэффициента теплоотдачи;d - заданное расстояние между тепловизионным приемником и исследуемым объектом;ξ - предельное отклонение яркости объекта от яркости фона на изображение тепловой томограммы, при котором этот объект неразличим, .
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
СПОСОБ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИДИМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗОТРОПНОГО ОБЪЕКТА С УЧЕТОМ ФОНА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 51-60 из 374.
27.02.2014
№216.012.a708

Осевой вентилятор

Заявленный осевой вентилятор может быть использован в составе систем терморегулирования изделий космической техники. Осевой вентилятор содержит корпус, спрямляющий аппарат в виде втулки с лопатками, размещенную внутри втулки гильзу с закрепленным в ней электродвигателем и рабочим колесом, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508475
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.03.2014
№216.012.a9f9

Модель стационарного плазменного двигателя

Изобретение относится к области электроракетных двигателей. В модели стационарного плазменного двигателя (СПД), содержащей кольцевую диэлектрическую разрядную камеру, с расположенным внутри нее кольцевым анодом-газораспределителем, магнитную систему и катод, внутри его разрядной камеры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509228
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.03.2014
№216.012.a9fb

Диафрагменный насос

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования для космических летательных аппаратов. Насос включает мембранную головку с двумя полостями, образованными мембраной с корпусом и крышкой, между фланцами которых закреплен край мембраны, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509230
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.03.2014
№216.012.aa15

Термокомпрессионное устройство

Изобретение относится к холодильной технике. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенными к нему баллонами-компрессорами, параллельно включенными в объединенную магистраль заправки баллонов-компрессоров и подачи газа потребителю на входе в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509256
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.03.2014
№216.012.aa16

Термокомпрессионное устройство

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, источник холода и магистраль прокачки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509257
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.03.2014
№216.012.abcc

Способ заправки рабочим телом гидравлической магистрали замкнутого жидкостного контура, снабженной гидропневматическим компенсатором объемного расширения рабочего тела, и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к системам терморегулирования (СТР), преимущественно, космических аппаратов, может быть использована при их подготовке к летной эксплуатации, а также в других областях. В предлагаемом способе перед заполнением отвакуумированной гидравлической магистрали рабочим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509695
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.acf3

Способ измерения температуры

Изобретение относиться к термометрии и может быть использовано при измерении быстроменяющихся температур с централизованной обработкой информации на микропроцессорной технике. В предлагаемом способе измерения температуры путем подачи импульса положительной полярности на вход электрической цепи,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509990
Дата охранного документа: 20.03.2014
27.03.2014
№216.012.aee9

Цифровой термометр

Изобретение относится к термометрии и предназначено для работы с термопреобразователями с частотным выходным сигналом. Заявлен цифровой термометр, содержащий термопреобразователь с частотным выходом, генератор прямоугольных импульсов, реверсивный счетчик с прямыми динамическими входами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510492
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.04.2014
№216.012.b3f7

Дублированный электронасосный агрегат

Заявленный дублированный электронасосный агрегат относится к машиностроению и может быть использован в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники. Дублированный электронасосный агрегат содержит сборный корпус, установленные в корпусе с его противоположных концов два...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511788
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b44e

Жидкостно-газовый реактивный двигатель

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в качестве корректирующей двигательной установки космического аппарата. Жидкостно-газовый реактивный двигатель (ЖГРД) содержит бак, заполненный жидким рабочим телом - водой, с выходным отверстием в крышке, камеру и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511877
Дата охранного документа: 10.04.2014
Показаны записи 51-60 из 300.
20.01.2014
№216.012.993e

Плавильная печь установки для плазменно-дуговой плавки

Изобретение относится к области вакуумных установок для плазменной дуговой плавки металлов и сплавов в космосе и предназначено для проведения экспериментов преимущественно по плавке наиболее перспективных металлов (вольфрам, ниобий) и композитов на металлической основе в условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504929
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.01.2014
№216.012.9a8e

Механизм коленного шарнира

Изобретение относится к протезированию нижних конечностей. Механизм коленного шарнира содержит верхнюю опорную головку с креплением гильзы бедра, нижний опорный кронштейн с креплением трубки голени, переходное кинематическое звено, по меньшей мере две оси вращения, а также голенно-откидное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505272
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9b4d

Космическое зубило (варианты)

Изобретение относится к космической технике, в частности к ручным инструментам, используемым космонавтом, снаряженным в скафандр, в условиях невесомости при выполнении технологических операций в процессе внекорабельной деятельности. Зубило для обработки материала в условиях космического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505463
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.9f37

Узел крепления двух объектов

Изобретение относится к узлам крепления компонентов конструкции, преимущественно для крепления космических объектов при внекорабельной деятельности, и направлено на обеспечение исключения потерь крепежных элементов, а также обеспечение стопорения крепежного элемента при динамических нагрузках и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506467
Дата охранного документа: 10.02.2014
27.02.2014
№216.012.a6d0

Установка для электролиза воды под давлением и способ ее эксплуатации

Изобретение относится к установке для электролиза воды под давлением, состоящей из электролизера с линией подачи воды, подключенного к блоку питания, который электрически связан с блоком управления, подключенных к электролизеру по линиям водорода и кислорода ресиверов для накопления водорода и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508419
Дата охранного документа: 27.02.2014
27.02.2014
№216.012.a708

Осевой вентилятор

Заявленный осевой вентилятор может быть использован в составе систем терморегулирования изделий космической техники. Осевой вентилятор содержит корпус, спрямляющий аппарат в виде втулки с лопатками, размещенную внутри втулки гильзу с закрепленным в ней электродвигателем и рабочим колесом, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508475
Дата охранного документа: 27.02.2014
27.02.2014
№216.012.a71e

Термокомпрессионное устройство

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, выполненным в виде теплоизолированной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508497
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.03.2014
№216.012.a9f9

Модель стационарного плазменного двигателя

Изобретение относится к области электроракетных двигателей. В модели стационарного плазменного двигателя (СПД), содержащей кольцевую диэлектрическую разрядную камеру, с расположенным внутри нее кольцевым анодом-газораспределителем, магнитную систему и катод, внутри его разрядной камеры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509228
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.03.2014
№216.012.a9fb

Диафрагменный насос

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования для космических летательных аппаратов. Насос включает мембранную головку с двумя полостями, образованными мембраной с корпусом и крышкой, между фланцами которых закреплен край мембраны, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509230
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.03.2014
№216.012.aa15

Термокомпрессионное устройство

Изобретение относится к холодильной технике. Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенными к нему баллонами-компрессорами, параллельно включенными в объединенную магистраль заправки баллонов-компрессоров и подачи газа потребителю на входе в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509256
Дата охранного документа: 10.03.2014
+ добавить свой РИД