温室智能装备系列之七十六 红外热成像检测技术用于农药变量喷洒监测

正背景由于大自然中黑体辐射现象,任何物体都依据温度的不同对外进行电磁波辐射。波长为2.0~1000μm的部分称为热红外线。热红外成像利用热红外敏感CCD对物体进行成像,能反映出物体表面的温度场。红外热成像的物理学原理就是一个自然的生物红外辐射源,不断向周围发射和吸收红外辐射。正常植株的温度分布具有一定的稳定性和特征性,叶片、茎杆各部位温度不同,形成了不同     

远红外辐射烘烤鲜烟的初步研究

红外辐射是波长较红光长而较微波短的一种电磁波,其波长为0.72-1000μ远红外辐射干燥技术是利用加热辐射元件所产生的红外辐射能来加热物体,使其中水分或溶剂快速消失而获得干燥的方法。热的传播有对流、传导和辐射三种方式。对流和传导需要通过中间媒质的热运动来传递热量,而辐射则不然,它本身是一种电磁波,能够直接被加热的物体所吸收,也就是当红外辐射的波长与物质分子的振波数相等,即辐射源的波长和被加热物体的吸收波长相等时,     

红外热成像技术在植物病害检测中的应用研究进展

当植物遭受病害胁迫时,会造成气孔异质性开闭,水分调节失衡,叶表温度异常改变。红外热成像技术是一种将目标物体的红外热辐射转化成与物体表面热分布相应的可视图像技术,叶温变化是其监测诊断植物病害的观测指标。本文介绍了红外热成像技术在植物病害检测上的应用研究现状,总结了红外热成像技术在植物病害检测领域存在的问题及改进方法的研究。     

作物温度及其监测技术研究进展

作物温度是作物与周围环境进行能量交换的结果,作物温度的变化是有效监测作物生长状态的观测指标,红外热成像技术能够将物体红外热辐射转化为物体表面温度图。综述了影响作物温度变化的因素,包括品种特性、生育时期、不同器官、光照、温度、水分、CO2浓度、湿度、风速、种植密度、施肥等,阐述了作物植株温度监测技术在作物生长状态监测上的应用,总结了红外热成像技术在作物监测领域存在的问题,并对未来进一步研究进行了展望,以期为开展作物温度及作物热红外监测研究提供参考。     

辐射板强化喷管换热与红外抑制效果试验研究

试验研究了在发动机喷管中加装金属辐射板前后,喷管壁面温度、热喷流温度与喷管红外辐射特征的变化。结果表明,加装金属辐射板后,热喷流与喷管壁面之间的热量传递显著增强,热喷流中心温度降低,壁面温度明显升高,在90°方向上,热喷流3～5μm波段的红外辐射强度降低了38.5%。文中从热喷流、喷管壁面以及金属辐射板等相关部件的温度变化情况对红外辐射强度的变化原因进行了解释。      

农产品内部异物检测方法研究进展

概述了可见光成像、近红外成像、热红外成像、高光谱成像、X射线成像、超声波成像、核磁共振成像、太赫兹成像等技术在农产品内部异物探测方面的应用情况,介绍了上述成像方法的检测原理和研究进展,并总结了各方法的优势和不足,最后对农产品内部异物检测方法的发展趋势进行了展望。     

非接触温度传感器的研究设计

利用各种物体辐射红外线和热电堆敏感热能变温度变化为电压变化的特性探讨了温度非接触传感的各种因子关系，提出了温度自动控制的一种新型传感器。     

红外测温原理及误差分析

从黑体辐射原理出发分析了红外测温的工作原理，推导了它的数学模型，描述了物体的辐射功率与波长、温度之间的关系，即红外测温必须根据实际测温范围，选择不同的工作波长．通过具体应用电路的实验数据，从环境、反射率、距离系数等几个方面，探讨和分析了测量精度的原因，得出了环境温度与被测目标温度之间的相互关系，验证了环境温度是红外测温产生误差的主要因素，并为消除测量误差提出了改进方法．     

基于 MATLAB热处理温度非接触式测量系统设计研究

在数字图像处理技术应用于温度非接触式测量原理研究的基础上,建立目标物辐射图像灰度值有关物体温度和辐射波长的函数关系式.基于MATLAB软件平台和热辐射原理和光学成像原理,运用GUI编程设计了一套碳钢热处理温度非接触式测量系统,实现对加热工件温度的非接触测量,该系统可实时完成对目标物图像采集存储和处理,并同时完成温度和误差计算,实验表明,该系统可实时测量高温工件温度,动态响应好,热惯性低,抗干扰性和精度较高.     

基于热红外辐射特征的土壤水分含量估算模型研究

利用便携式傅里叶变换红外光谱辐射仪(102F),通过室内条件下对不同含水量的土壤样本进行发射率光谱测量,阐释土壤水分含量的热红外辐射特征,通过对获取的发射率光谱数据进行微分、差分以及标准比值化变换,建立基于热红外辐射特征的土壤水分含量估算模型。结果表明,在8.0～9.5μm波段随土壤含水量的增加,土壤热红外发射率不同程度地增加,而且发射率光谱曲线在8.0～9.5μm波段变得平直,reststrahlen吸收特征相对减弱;在11.0～14.0μm波段随土壤含水量的增加,土壤热红外发射率不同程度地减小,而且在12.7μm附近存在一个吸收谷,其吸收的深度大致随土壤水分的增加而增加。通过对发射率光谱数据的微分、差分以及标准化比值处理变换,运用统计单相关分析方法确定了诊断土壤水分含量的敏感波段为8.237μm,对敏感范围8.194～8.279μm输出均值进行标准化比值处理作为自变量,提出水分诊断指数的概念,建立了土壤水分含量和水分诊断指数的对数统计模型。     

基于遥感技术下的水利工程建设

遥感技术是一种根据电磁波理论,运用在传感仪器中,能收集并处理远距离目标所辐射及反射出的电磁波信息,然后成像,并且能够对地面物体进行勘测和识别的一种综合性的技术。本文将基于遥感技术的内容及特点,探讨其在水利工程中的地质勘测运用。     

遥感在农业技术中的应用

遥感技术主要研究地球表面电磁波的辐射、反射和散射,使用各种传感器收其能量进行处理和显示,应用于资源勘察和生产管理。物体对太阳光的电磁波辐射会产生吸收、反射或透射现象,也就是说太阳辐射的能量一部分被物体吸收,一部分被反射,还有一部分透过物体。某种物体反射的辐射能量是一个连续的波谱,其能量随波长不同而变化,构成物体固有的反射(或吸收)波谱特性。不同的物体有不同的反射波谱特性;同一种物体处于不同的环境条件或自身的不同     

基于深度动态学习神经网络和辐射传输模型地表温度反演算法研究

【目的】地表温度反演是一个典型的病态反演问题,深度动态学习神经网络的出现提供了一条新的地表温度反演途径。文章以MODIS中红外和热红外波段作为参照模拟研究对象,利用深度动态学习神经网络和辐射传输模型(MODTRAN)进行地表温度反演研究,选择最适合于MODIS地表温度反演的波段组合,从而为国产卫星风云系列和高分数据红外波段反演地表温度提供参考算法。【方法】根据中红外波段受太阳的影响以及水汽波段的特征,将反演组合波段分成3组。第1组适合白天和晚上同时反演地表温度的组合(MODIS波段29、31、32和33);第2组适合白天的热红外波段和水汽波段组合(MODIS波段29、31、32、33和水汽波段);第3组是只适合晚上的中外波段(MODIS 20、22、23)与热红外波段(MODIS 29、31、32和33)的组合。【结果】利用辐射传输模型(MODTRAN)和深度动态神经网络(NN)反演分析表明,深度动态学习神经网络能够被用来精确地从单景MODIS数据中反演地表温度,克服了传统MODIS白天/黑夜产品算法的缺陷。3种类型的组合地表温度的平均反演误差都在1 K以下,最高精度为热红外波段与水汽波段的组合,平均最高精度为0.251 K,标准差是0.255 K,相关系数是1。【结论】利用深度动态学习神经网络和辐射传输模型彻底解决了地表温度和发射率病态反演难题,为风云系列卫星和高分数据地表温度反演算法提供参考算法模式,深度动态学习神经网络与辐射传输模型相结合反演地表温度和发射率在地表温度反演史上具有里程牌意义。     

凝视热成像系统仿真软件

现代高科技的发展离不开系统的理论指导及计算机模拟。通过研究热成像系统原理，用VC 语言编制了一个热成像系统仿真软件包。该软件包除了可以计算热成像系统包括MRTD，MTF，NETD，MDTD，视距等的静态性能参数外，还有一个非常创新的特点：它允许用户输入原始图像，在选定的热成像系统的作用下，用户可以得到被所选定的热成像系统任何模块（如大气、光学系统，探测器、电子学等）处理过的图像，真实直观地观察各个模块对图像的影响，这对热成像系统设计指导和分析有关更深的指导意义。     

凝视热成像系统仿真软件

现代高科技的发展离不开系统的理论指导及计算机模拟。通过研究热成像系统原理，用VC 语言编制了一个热成像系统仿真软件包。该软件包除了可以计算热成像系统包括MRTD，MTF，NETD，MDTD，视距等的静态性能参数外，还有一个非常创新的特点：它允许用户输入原始图像，在选定的热成像系统的作用下，用户可以得到被所选定的热成像系统任何模块（如大气、光学系统，探测器、电子学等）处理过的图像，真实直观地观察各个模块对图像的影响，这对热成像系统设计指导和分析有关更深的指导意义。     

远红外线辐射加热在谷物干燥上的应用

红外线是一种位于可见光与微波之间的电磁波(波长0.7～1000μm),其又分为近红外线和远红外线(远红外线波长4～400μm).红外线最显著的特点是热作用及衍射现象,很容易穿过云雾烟尘而不被空气中的悬浮粒子吸收,因此当用红外线辐射物体时,物体的温度升高而周围空气温度并不发生变化.     

微波处理种子对水稻性状的影响

用频率２４５０ＭＨｚ的微波辐射水稻种子，其红外光谱，种芽的生理生化指标、水稻生长期的性状都发生变化。适量的功率密度和辐射时间的微波辐射水稻种子，能够提高稻谷产量。     

热红外遥感在地热异常提取中的应用

热红外遥感技术对地热的研究是一项非常重要的手段,在对地热的研究中,利用Landsat8卫星数据源的热红外波段,采用辐射传输方程算法进行地表温度反演,结果发现受地形因素的影响,温度反演的热异常点分布在接收太阳辐射较多的区域.为了减弱这一影响,该研究进行了地形校正,并以抚松县地区为研究对象分析了地表温度的热异常状况.结果表明,经过地形校正,在一定程度上显现了真实的温度异常区域,抚松县内已知的2个地热资源也在反演结果中显示出来,并且该县的北部与西南部都有地表温度异常区,可以作为地热资源的预测.     

激光全息实验中半透明物体成像方案探讨

在激光全息成像实验中,透明物体和不透明物体都能成清晰的像,但半透明物体成像就不清晰,究其原因是参考光和物光光强比例不对,应用反射光路拍摄半透明物体的全息像,提出了3种改变参考光和物光光强比例的方法(改变分光镜的反射光和透射光比例、在参考光光路上增加挡光板和增加参考光方向上底片与扩束镜的距离),解决了在全息实验中半透明物体成像不清晰的问题。     

激光全息实验中半透明物体成像方案探讨

在激光全息成像实验中,透明物体和不透明物体都能成清晰的像,但半透明物体成像就不清晰,究其原因是参考光和物光光强比例不对.应用反射光路拍摄半透明物体的全息像,提出了3种改变参考光和物光光强比例的方法(改变分光镜的反射光和透射光比例、在参考光光路上增加挡光板和增加参考光方向上底片与扩束镜的距离),解决了在全息实验中半透明物体成像不清晰的问题。