mireabulletinRussian Technological JournalRussian Technological Journal2782-32102500-316XRTU MIREA10.32362/2500-316X-2018-6-6-55-65mireabulletin-133Research ArticleАНАЛИТИЧЕСКОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИИANALYTICAL INSTRUMENT ENGINEERING AND TECHNOLOGYОСОБЕННОСТИ КАЛИБРОВКИ ИК-РАДИОМЕТРОВ, РАБОТАЮЩИХ В ОКНЕ ПРОЗРАЧНОСТИ АТМОСФЕРЫ 8-14 МКМFEATURES OF CALIBRATION OF INFRARED RADIOMETERS WORKING IN WINDOW OF TRANSPARENCY OF THE ATMOSPHERE 8-14 MICRONSВеличкоА. П.VelichkoA. P.velap57@yandex.ruМИРЭА - Российский технологический университетРоссияMIREA - Russian Technological UniversityRussian Federation201828122018665565Copyright © Величко А.П., 20182018Величко А.П.Velichko A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rtj-mirea.ru/jour/article/view/133

В статье рассмотрена возможность применения в инфракрасной радиометрии дополнительных компенсаторов, «прозрачных» в рабочем спектральном диапазоне 8-14 мкм. Они обладают контролируемыми, с высокой точностью излучающими параметрами, которые позволят более простым способом осуществлять регистрацию радиационных потоков атмосферы под различными зенитными углами без учета аппаратной функции радиометра. Постоянный контроль указанной функции представляет достаточно сложную техническую задачу. В качестве компенсатора предлагается использовать полиэтиленовую пленку толщиной 10 мкм. В зависимости от величины радиационного потока в измерительный канал перед радиометром вводится определенное количество слоев такой пленки с постоянно контролируемыми параметрами, которая будет своеобразным «опорным излучателем». Выполнены расчеты, основанные на законах распространения инфракрасного излучения в земной атмосфере, а также приведены экспериментальные данные, подтверждающие целесообразность применения предлагаемой методики при дистанционном зондировании атмосферы в «окне прозрачности». Разработанная методика позволит расширить динамический диапазон радиометра в области низких (ниже 223 К) температур, что у большинства радиометров составляет порог чувствительности, а температура «чистой» атмосферы в зените бывает значительно ниже.

This article considers the possibility of using additional infrared radiometry compensators "transparent" in the operating spectral range of 8-14 μm and having radiating parameters controlled with high accuracy. This will allow a simpler way to register the radiation fluxes of the atmosphere at different zenithal angles without taking into account the hardware function of the radiometer. The constant monitoring of this function is quite a difficult technical task. It is proposed to use a polyethylene film with a thickness of 10 μm as a compensator. Depending on the value of the radiation flow, a certain number of layers of such a film with constantly controlled parameters, which will be a kind of a "reference radiator", are introduced into the measuring channel in front of the radiometer. The article presents theoretical calculations based on the laws of infrared radiation propagation in the Earth's atmosphere, as well as experimental data confirming the expediency of this technique in remote sensing of the atmosphere in the "transparency window". This technique extends the dynamic range of the radiometer in the low temperature range (below 223 K), which is the sensitivity threshold of most radiometers.The temperature of the "clean" atmosphere at the zenith is much lower.

атмосфераокно прозрачностиИК-радиометраэрозольводяной пардлина волныatmospheretransparency windowIR radiometeraerosolwater vaporwavelengthReferencesВеличко А.П. Разработка наземных средств дистанционного контроля атмосферы // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 5. С. 116-123.Velichko A.P. Development of ground-based means of remote monitoring of the atmosphere. Vestnik Moskovskogo aviatsionnogo instituta (Aerospace MAI Journal). 2014; 5: 116-123. (in Russ.)Величко А.П., Пчелкина Н.В., Шишков П.О. Дистанционные исследования основных характеристик облаков различных типов в ИК и видимом диапазонах спектра // Вестник МГУПИ. Cерия: Приборостроение и информационные технологии. 2009. № 21. С. 3-12.Velichko A.P., Pchelkina N.V., Shishkov P.O. Remote researches of main clouds characteristics in IR and visible regions of spectrum. Vestnik MGUPI. Seriya: Priborostroyeniye i informatsionnyye tekhnologii (Bulletin of MGUPI. Series: Instrumentation and Information Technology). 2009; 21: 3-12. (in Russ.)Ходунков В.П. Термометрия и инфракрасная радиометрия многофазных и многообъектных систем. СПб.: Политехника, 2013. 258 с.Khodunkov V.P. Thermometry and infrared radiometry of multiphase and multi-object systems. Saint-Petersburg: Politekhnika Publ., 2013. 258 p. (in Russ.)Новокрещенова А.С., Щукин Г.Г. К методике определения содержания водяного пара в атмосфере по совместным ИК и СВЧ радиометрическим измерениям // Труды ГГО (Главной геофизической обсерватории). 1982. Вып. 451. С. 40-49.Novokreschenova A.S., Shchukin G.G. To the method for determining the content of water vapor in the atmosphere by combined IR and microwave radiometric measurements. Trudy GGO (Proceed. of the Main Geophysical Observatory). 1982; 451: 40-49. (in Russ.)Михеев С.В. Основы инфракрасной техники. СПб.: Университет ИТМО, 2017. 127 с.Mikheev S.V. Fundamentals of infrared technology. Saint-Petersburg: Universitet ITMO Publ. (Saint Petersburg State University of Information Technologies, Mechanics and Optics), 2017. 127 p. (in Russ.)Пономаренко В., Филачев А. Инфракрасная техника и электронная оптика. Становление научных направлений. 1946-2016. М.: Физматкнига, 2016. 448 с.Ponomarenko V., Filachev A. Infrared technology and electronic optics. Formation of scientific directions. 1946–2016. Moscow: Fizmatkniga Publ., 2016. 448 p. (in Russ.)Вавилов В.П. Инфракрасная термография и тепловой контроль: 2-е изд., доп. М.: Издательский дом «Спектр», 2013. 544 с.Vavilov V.P. Infrared thermography and thermal control. Moscow: Publishing House "Spektr", 2013. 544 p. (in Russ.)Волф У., Цисис Г. (ред.) Справочник по инфракрасной технике в 4-х томах. Т. 4. Проектирование инфракрасных систем: Пер. с англ. М.: Мир, 1999. 472 с.Volf U., Tsisis G. (ed.) Handbook of infrared technology in 4 volumes. V. 4. Design of infrared systems: transl. from Engl. Moscow: Mir Publ., 1999. 472 p. (in Russ.)Величко А.П., Гарипов В.К., Слепцов В.В., Шишков П.О. Системы дистанционного контроля параметров окружающей среды (атмосферы) на основе ИК-радиометрии. Концепция проектирования. М.: Машиностроение-1, 2007.Velichko A.P., Garipov V.K., Sleptsov V.V., Shishkov P.O. Remote monitoring systems for environmental parameters (atmosphere) based on IR-radiometry. The concept of design. Moscow: Mashinostroenie-1 Publ., 2007. (in Russ.)Скворцов Л.А. Основы фототермической радиометрии и лазерной термографии. М.: Техносфера, 2017. 218 с.Skvortsov L.A. Fundamentals of photothermal radiometry and laser thermography. Moscow: Tekhnosfera Publ., 2017. 218 p. (in Russ.)Шрайбер Г. Инфракрасное излучение в электронике: Пер. с франц. М.: ДМК Пресс, 2009. 240 с.Schreiber G. Infrared radiation in electronics: transl. from French. Moscow: DMK Press Publ., 2009. 240 p. (in Russ.)Коротаев В.В., Мельников Г.С., Михеев С.В., Самков В.М., Солдатов Ю.И. Основы тепловидения. СПб.: НИУ ИТМО, 2012. 122 с.Korotaev V.V., Melnikov G.S., Mikheev S.V., Samkov V.M., Soldatov J.I. Fundamentals of thermal imaging. Saint-Petersburg: NIU ITMO Publ., 2012. 122 p. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.