RU1804781C - Способ мгновенной регистрации распределени интенсивности инфракрасного излучени биообъекта по пространственным координатам вокруг него - Google Patents

Abstract

Способ мгновенной регистрации распределени  интенсивности инфракрасного излучени  биологического объекта по пространственным координатам вокруг него, состо щий в регистрации распределени  температуры, преобразовании его в телевизионное изображение с последующим его анализом, С целью повышени  точности регистрации дополнительно регистрируют распределение температуры за пределами объекта, преобразуют его в телевизионное изображение распределени  по объекту и в пространстве вокруг него, выдел ют в полученном изображении строку телевизионного растра, на которой получают зависимость интенсивности сигнала изображени  от пространственной координаты вдоль строки. 2 ил.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к области измерительной техники.

: Целью насто щего изобретени   вл етс  повышение точности регистрации распределени  интенсивности ИК-излучени  биологического объекта по пространственной коррдинате вокруг него.

На фиг.1а представлена блок-схема ус-, тановки, реализующей предложенный способ . ИК-излучение от объекта 1 а, а также ИК-излучение от точек пространства вокруг объекта фокусируютс  широкоугольной оптикой 2, прозрачной в ИК-диапазоне, в плоскость чувствительных элементов приемника ИК-изображени  3, откуда сигнал поступает на вход видеоконтрольного устройства (ВКУ) 4, где ИК-изображени  объекта и пространства вокруг него преобразуютс  в телевизионное изображение.

Сигнал с ВКУ поступает на вход специального телевизионного осциллографа 5 типа С9-1 с блоком выделени  строки. Поскольку осциллограф С9-1 выдел ет любую выбранную строку телевизионного растра ВКУ, на экране С9-1 наблюдаетс  распределение ИК-излучени  по объекту и вне его (в окру- жающем пространстве) на выбранной строке растра. Таким образом, имеем квазимгновенное (за врем , равное посто нной времени приемника изображени  и электронной схемы считывани , пор дка несколько микросекунд) распределение энергии ИК-излучени  по объекту и вне его, т.е. точное распределение интенсивности ИК-излучени  по полю объекта и в пространстве вокруг него (фиг. 1 б).

Способ был опробован при определении распределени  интенсивности ИК-излучени  от точечного . объекта

00

о

4 vj

СО

небиологического вида. В качестве объекта использовалс  металлический полый шарик диаметром 5 мм, подогреваемый изнутри молибденовой спиралью. К внешней (излучающей ) поверхности шарика прикреплена термопара дл  контрол  температуры объекта . Дл  создани  условий, близких к реальным приi регистрации распределени  интенсивности ПК-излучени  по полю биологического объекта и в пространстве вокруг него, шарик нагревалс  до температуры 37°С, Изображени  собственного нагретого объекта и нагретого пространства вокруг него проецировались при помощи германиевого объектива, просветленного на спектральную область 8-14 мкм, в плоскость чувствительной мишени пироэлектрического видикона ЛИ-476, Между объективом и пироэлектрическим видиконом помещалс  диск модул тора, модулирующий попадающее на вход видикона излучение с частотой 10 гц. На экране ВКУ поступающее.на вход ЛИ-476 ПК-изображение преобразовывалось в телевизионное, при этом осциллограмма на экране С9-1, подключенного к ВКУ, представл ла собой зависимость интенсивности сигнала телевизионного изображени  от пространственной координаты вдоль выбранной строки растра . Таким образом, на. участках, соответствующих пространству вне объекта, .указанна  осциллограмма представл ла собой мгновенное распределение интенсивности ИК-излучени  объе.кта по пространственным координатам вокруг него ,. .

При определении закона по способу- прототипу погрешность составл ет пор дка 20-25% при условии медленно мен ющихс  полей за врем  анализа изображени  (пор дка 2 мин), В том же случае, если за врем  анализа изображени  ИК-поле объекта будет часто мен тьс , способ-прототип вообще малопригоден, поскольку он выдаст усредненную характеристику за врем  измерени  и не отобразит динамику распределени  излучени .

Экспериментально полученна  осциллограмма на участках, соответствующих пространству вне объекта с погрешностью 5% была отождествлена с законом, при котором интенсивность излучени  обратно пропорциональна квадрату рассто ни  от объекта, что соответствует теоретическому закону распространени  излучени  точечных объектов и подтверждает правильность предложенного способа определени  мгновенного распределени  интенсивности ИК- излучени  биологического объекта по пространственным координатам.

(1)

0

5

0

5

0

5

0

5

Облученность чувствительной мишени пировидикона по полю мишени описываетс  законом (Козелкин В.В., Усольцев И.О. Основы инфракрасной техники. М.: 1985, Машиностроение, с,17):

с egSo(T4-To)

с - ---- ----t,

ЯГ

где е - коэффициент теплового излучени  объекта,

So - площадь объекта,

а- посто нна  Стефана-Больцмана,

Т - температура объекта,

То - температура окружающей среды,

г- радиус-вектор чувствительной мишени пировидикона.

При преобразовании инфракрасного изображени  объекта в тепловизионное с выделением строки растра на экране ВКУ выдел етс  разрешаема  строка изображени , т.е. в этом изображении анализируетс  элемент с площадью, равной площади разрешаемого элемента пировидикона. Тогда  ркость свечени  экрана вдоль выдел емой строки, соответствующа  теоретической зависимости (1) и определ ема  экспериментально по осциллографу С9-1 будет описыватьс  выражением:

(2)

п

где АО - амплитуда сигнала осциллограммы На краю изображени  объекта,

AI - амплитуда сигнала осциллограммы вне изображени  объекта на рассто нии I от кра  изображени ,

Зэ - площадь разрешаемого элемента пиров.идикона, S3 0,06 мм2.

На фиг.2 представлена осциллограмма сигнала тепловизионного изображени  на выделенной строке растра, проход щей через геометрический центр, там же крестиками обозначено теоретическое распределение (2). Максимальное расхождение значений экспериментальных и теоретических не превышает 5% от значений теоретического распределени .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ мгновенной регистрации распределени  интенсивности инфракрасного излучени  биообъекта по пространственным координатам вокруг него, заключающийс  в регистрации распределени  температуры, преобразовании его в телевизнойное изображение с последующим его анализом, отличающийс  тем, что. с целью повышени  точности регистрации, дополнительно регистрируют распределение температуры за пределами объекта, преобразуют в телевизионное изображение

   распределени  по объекту и в пространствекоторой получают зависимость интенсивно- вокруг него, выдел ют в полученном изо-сти сигнала изображени  от пространствен- бражении строку телевизионного растра, наной координаты вдоль строки.

   ЭКРАН ОСЦЮ ЛОГ РАФА С 9 - I

   распределение энергии Ж-излучени  по объекту

   Фиг.1

   PUBЈ