CN110567321B - 一种动态红外隐身装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于隐身技术领域，并具体公开了一种动态红外隐身装置及方法，其包括数对隐身单元，该数对隐身单元形成一个能容纳待隐身目标的空间，每对隐身单元布置在待隐身目标两侧相对位置；每个隐身单元包括控制系统、测温器、探测器和执行器，控制系统与测温器、探测器和执行器均相连，测温器安装在执行器上，用于测量执行器的温度并传递给控制系统，探测器安装在其所属隐身单元的对应隐身单元执行器上，用于探测环境发射的红外辐射能量并传递给控制系统，控制系统根据执行器的温度和环境发射的红外辐射能量调整执行器发出的红外辐射能量，使其与环境发射的红外辐射能量一致，以此实现隐身；装置结构简单，伪装速度快，可用于不同的待隐身目标。

Description

一种动态红外隐身装置及方法
技术领域
本发明属于隐身技术领域，更具体地，涉及一种动态红外隐身装置及方法。
背景技术
在现代军事中，不管是人体还是各种武器，只要发热就无法避免辐射红外光，于是，红外探测设备已经成为了军用武器必不可少的配置，它能让作战部队摆脱夜晚工作的障碍，大大延长了工作时间，也扩展了其使用场合；但从另一方面来说，军用目标也面临着更严峻的被捕捉到的威胁。现有的热伪装技术大都是一些红外隐身涂料或者一体化的红外隐身材料，属于被动隐身技术，控温或者控发射率的范围有限，并且隐身速度慢，还有一些红外隐身装置结构固定，不适合外形不规则的隐身对象，存在一定的局限性。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种动态红外隐身装置及方法，其包括数对隐身单元，将待隐身目标置于隐身单元形成的空间中，通过使隐身单元中的执行器发出的红外辐射能量与环境发射的红外辐射能量一致，达到隐身目的，装置结构简单，动态伪装速度快，可用于多种不同的待隐身目标。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种动态红外隐身装置，包括数对隐身单元，该数对隐身单元形成一个能容纳待隐身目标的空间，且每对隐身单元中的两个隐身单元布置在待隐身目标两侧相对位置；每个隐身单元包括控制系统、测温器、探测器和执行器，其中，所述控制系统与所述测温器、探测器和执行器均相连；所述测温器安装在所述执行器上，用于测量所述执行器的温度并传递给所述控制系统；所述探测器安装在其所属隐身单元的对应隐身单元的执行器上，用于探测环境发射的红外辐射能量并传递给所述控制系统；所述执行器在所述控制系统的控制下发出红外辐射能量；
工作时，待隐身目标位于动态红外隐身装置内，测温器测得执行器的温度并传递给控制系统，探测器测得环境发射的红外辐射能量并传递给控制系统，进而控制系统根据执行器的温度和环境发射的红外辐射能量调整执行器发出的红外辐射能量，使执行器发出的红外辐射能量与环境发射的红外辐射能量一致，以此实现待隐身目标的隐身。
作为进一步优选的，所述执行器由热电材料或变表面发射率材料制成。
作为进一步优选的，所述执行器为刚性或柔性。
作为进一步优选的，所述执行器厚度优选为0.3mm～2mm，进一步优选为0.5mm。
作为进一步优选的，隐身装置的适用温度范围为-50℃～80℃。
按照本发明的另一方面，提供了一种动态红外隐身方法，包括如下步骤：将待隐身目标置于上述隐身装置内，对于任一隐身单元，测温器实时测得执行器的温度并传递给控制系统，探测器实时测得环境发射的红外辐射能量并传递给控制系统，进而控制系统根据执行器的温度和环境发射的红外辐射能量实时调整执行器发出的红外辐射能量，使执行器发出的红外辐射能量与环境发射的红外辐射能量一致，以此实现待隐身目标在正对该隐身单元方向的动态红外隐身；其他隐身单元同理完成隐身，以此实现待隐身目标在各方向的动态红外隐身。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本发明的隐身装置是主动实现隐身，且响应迅速，不论待隐身目标是否运动，都能实现快速隐身，并且能耗低、适用温度范围广，具备一定的循环使用寿命。
2.本发明结构简单，根据目标隐身对象的结构特点和需求确定隐身单元的数目，两个相对方向的隐身单元就可以实现一个方向的热伪装。
3.本发明的执行器可刚性可柔性，形状任意且厚度小，使得隐身装置不仅适用于武器设备，还可以用于人体穿戴等各种情况。
附图说明
图1是本发明实施例一个隐身单元的截面示意图；
图2是本发明实施例多个隐身单元构成的表面示意图；
图3是本发明实施例数对隐身单元布置情况示意图；
图4是本发明实施例动态红外隐身装置应用示意图；
图5是本发明实施例动态红外隐身装置工作流程图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-第一测温器，2-第一控制系统，3-第一执行器，4-第一探测器，5-第二测温器，6-第二控制系统，7-第二执行器，8-第二探测器，9-待隐身目标。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实施例提供的一种动态红外隐身装置，如图1和图3所示，其包括数对隐身单元，隐身单元的数量根据待隐身目标9的大小确定，使数对隐身单元形成一个能容纳待隐身目标9的空间；每对隐身单元包括隐身单元a和隐身单元b，隐身单元a和隐身单元b布置在待隐身目标9两侧相对位置，即可实现一个方向的热伪装，且隐身单元a和隐身单元b内部结构相同，均包括控制系统、测温器、探测器和执行器。
具体的，隐身单元a包括第一控制系统2、第一测温器1、第一探测器4和第一执行器3，隐身单元b包括第二控制系统6、第二测温器5、第二探测器8和第二执行器7，其中：
第一控制系统2与第一测温器1、第一探测器4和第一执行器3均相连；第一测温器1安装在第一执行器3与待隐身目标9接触一侧，用于测量第一执行器3的温度并传递给第一控制系统2；第一探测器4安装在第二执行器7与外部环境接触一侧，用于探测环境发射的红外辐射能量并传递给第一控制系统2；第一执行器3在第一控制系统2的控制下在预定方向发出红外辐射能量；
第二控制系统6与第二测温器5、第二探测器8和第一执行器3均相连；第二测温器5安装在第二执行器7与待隐身目标9接触一侧，用于测量第二执行器7的温度并传递给第二控制系统6；第二探测器8安装在第一执行器3与外部环境接触一侧，用于探测环境发射的红外辐射能量并传递给第二控制系统6；第二执行器7在第二控制系统6的控制下在预定方向发出红外辐射能量。
更具体的，第一执行器3和第二执行器7布置在待隐身目标9两侧相对位置，如图2和图4所示，所有执行器连接在一起共同作为隐身装置的外壳，待隐身目标9被包裹在该外壳中；进一步的，执行器由热电材料或变表面发射率材料制成，可刚性可柔性，且形状外观任意，厚度优选为0.3mm～2mm，进一步优选为0.5mm；其中，热电材料是通过直接改变执行器的温度来改变其发出的红外辐射能量，如热电片，变表面发射率材料是通过改变执行器的发射率来改变其发出的红外辐射能量，如电致变发射率器件；
测温器优选为接触式测温装置，将其直接贴附在执行器内侧即可测得执行器温度；安装探测器时，在其所在执行器的表面开孔以便探测器伸出探头，或者直接将探测器安装在执行器外侧；
控制系统包含一个电源和一个控制器，电源为其所在的隐身单元提供动力，控制器上布置有反馈调节电路，其根据接收到的执行器的温度和环境发射的红外辐射能量调整执行器发出的红外辐射能量，使执行器发出的红外辐射能量与环境发射的红外辐射能量一致，从而达到隐身目的。
进一步的，隐身装置适用的温度范围为-50℃～80℃。
如图5所示，动态红外隐身装置进行工作时，将待隐身目标置于动态红外隐身装置内，测温器测得执行器的温度并转化成电子信号，探测器测得环境发射的红外辐射能量并转化成电子信号，该两个电子信号传递给控制系统，控制系统对此电子信号进行对比处理，然后给执行器发送相应电子信号，使执行器发出的红外辐射能量与环境发射的红外辐射能量一致，从而达到隐身目的；具体的，测温器和探测器检测到的均为实时电子信号，并实时传递给控制系统，故当周围环境发生变化时，控制系统对比发现执行器发出的红外辐射能量与环境发射的红外辐射能量不一致，则实时对执行器发出的红外辐射能量进行调整，实现动态红外隐身。
为使装置工作过程更加清楚，以一具体实施例说明如下：
隐身单元a和隐身单元b为一对隐身单元，一红外热像仪在探测正对着隐身装置中隐身单元a方向的热场，安装在隐身单元b上的第一探测器4测得背景环境的红外辐射热量并转化为电子信号传递给第一控制系统2，贴附在第一执行器3表面内侧的第一测温器1测得第一执行器3的温度并转化为电子信号传递给第一控制系统2，第一控制系统2分析得到第一探测器4测得的电子信号强于第一测温器1测得的电子信号，进而第一控制系统2发出电子信号激发第一执行器3发射出更多的红外辐射能量，使其与环境发射的红外辐射能量一致，则在红外热像仪中位于隐身装置中的待隐身目标和背景环境融为一体，完成正对隐身单元a方向的红外隐身；红外热像仪探测其他方向时各隐身单元同理完成隐身。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动态红外隐身装置，其特征在于，包括数对隐身单元，该数对隐身单元形成一个能容纳待隐身目标的空间，且每对隐身单元中的两个隐身单元布置在待隐身目标两侧相对位置；每个隐身单元包括控制系统、测温器、探测器和执行器，其中，所述控制系统与所述测温器、探测器和执行器均相连；所述测温器安装在所述执行器上，用于测量所述执行器的温度并传递给所述控制系统；所述探测器安装在其所属隐身单元的对应隐身单元的执行器上，用于探测环境发射的红外辐射能量并传递给所述控制系统；所述执行器在所述控制系统的控制下发出红外辐射能量；
所述执行器由热电材料或变表面发射率材料制成；所述执行器厚度为0.3mm～2mm；
工作时，待隐身目标位于动态红外隐身装置内，测温器测得执行器的温度并传递给控制系统，探测器测得环境发射的红外辐射能量并传递给控制系统，进而控制系统根据执行器的温度和环境发射的红外辐射能量调整执行器发出的红外辐射能量，使执行器发出的红外辐射能量与环境发射的红外辐射能量一致，以此实现待隐身目标的隐身。
2.如权利要求1所述的动态红外隐身装置，其特征在于，所述执行器为刚性或柔性。
3.如权利要求1所述的动态红外隐身装置，其特征在于，所述执行器厚度为0.5mm。
4.如权利要求1所述的动态红外隐身装置，其特征在于，隐身装置的适用温度范围为-50℃～80℃。
5.一种动态红外隐身方法，其特征在于，包括如下步骤：将待隐身目标置于如权利要求1-4任一项所述的装置内，对于任一隐身单元，测温器实时测得执行器的温度并传递给控制系统，探测器实时测得环境发射的红外辐射能量并传递给控制系统，进而控制系统根据执行器的温度和环境发射的红外辐射能量实时调整执行器发出的红外辐射能量，使执行器发出的红外辐射能量与环境发射的红外辐射能量一致，以此实现待隐身目标在正对该隐身单元方向的动态红外隐身；其他隐身单元同理完成隐身，以此实现待隐身目标在各方向的动态红外隐身。
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