發(fā)布時(shí)間：2018-09-17 12:35

【摘要】：為了獲取高信噪比的圖像,采用紫外敏感型科學(xué)級(jí)光電探測器CCD47-20,設(shè)計(jì)了可在特定紫外波段對(duì)燃料燃燒火焰進(jìn)行快速曝光成像的紫外成像系統(tǒng)。CCD47-20具有較深的勢阱,可以保證成像系統(tǒng)的信噪比。然而對(duì)于此類CCD,其曝光時(shí)間通常在200ms以上。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的快速曝光,在分析CCD47-20的性能及工作原理基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于兩次幀轉(zhuǎn)移、一次水平讀出的CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序方法,完成了成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì),將CCD的曝光時(shí)間縮短至10ms。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了輻照測試,結(jié)果表明,當(dāng)曝光時(shí)間改變時(shí),CCD響應(yīng)度為線性,驗(yàn)證了時(shí)序及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的正確性。信噪比測試結(jié)果表明系統(tǒng)信噪比達(dá)到46.8dB。在外場,對(duì)固體燃料火焰進(jìn)行了成像,獲取了火焰在特定紫外波段的圖像,捕捉到了劇烈燃燒的火焰形狀,驗(yàn)證了紫外成像系統(tǒng)快速曝光的性能。
[Abstract]:In order to obtain high signal-to-noise ratio (SNR) images, a UV imaging system, CCD47-20, which can be used for fast exposure imaging of fuel combustion flame in a specific ultraviolet band, is designed by using a science-grade ultraviolet photodetector (CCD47-20,), which has a deep potential well. It can guarantee the signal-to-noise ratio of the imaging system. However, for such CCD, the exposure time is usually above 200ms. In order to realize the fast exposure of the target, on the basis of analyzing the performance and working principle of CCD47-20, a method of driving CCD timing based on twice frame transfer and one horizontal readout is designed. The design of the imaging system is completed, and the exposure time of CCD is shortened to 10ms. The system was irradiated in laboratory. The results show that the CCD responsivity is linear when the exposure time is changed, which verifies the correctness of the timing and drive circuit design. The signal-to-noise ratio (SNR) test results show that the SNR of the system is 46.8 dB. In the field, the solid fuel flame is imaged, and the flame image in the specific ultraviolet band is obtained, and the flame shape of intense combustion is captured, which verifies the rapid exposure performance of the UV imaging system.
【作者單位】： 中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所環(huán)境光學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);
【基金】：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFC0200400) 國家自然科學(xué)基金(U1407135) 安徽省自然科學(xué)基金(1408085MKL49)
【分類號(hào)】：TN23;TN386.5

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本文編號(hào)：2245940