При этом выбор более узкого спектрального интервала 3,5-4 мкм или 4,5-5 мкм, позволяет избежать влияние полос поглощения Н2О и СО2 с центрами соответственно 3,2 и 4,3 мкм.
Необходимо отметить, что тепловое излучение при земной температуре состоит из собственного излучения, обусловленного переходами между колебательными и вращательными энергическими излучениями от других нагретых источников. Для обнаружения объекта необходима разница в температуре между фоном и объектом, которая регистрируется приемниками.
2.6.5
где СR - радиационный контраст, безразмерная величина;
- радиационный выход энергии объекта;
- радиационный выход энергии фона;
разница лишь в единицах измерения
рис. 2.6.1. Радиационный контраст в диапазоне 8-14 мкм
в зависимости от разности температуры объекта и фона.
Значения , вычисленные при значениях окружающей температуры 300К и разности температур объекта и фона , для двух используемых окон прозрачности атмосферы:
| Спектральный диапазон, мкм | ||||
| 3,5-5 8-14 | 5,56 х 10-4 1,72 х 10-2 | 7,87 х 10-4 1,99 х 10-2 | 2 х 10-5 2,62 х 10-4 | 0,172 0,074 |
рис. 2.6.2.Значение производной спектральной плотности потока излучения,
соответствующей закону Планка, по температуре фона, Тв.
Энергия ИК части спектра в сотни раз превышает энергию, излучаемую лесным пожаром в видимой части спектра. Так раскаленная поверхность древесины в видимом диапазоне спектра излучает всего 0,1%, а 99,9% приходится на инфракрасную часть. Остывающие угли излучают в видимом диапазоне около 0,002% энергии, а в ИК 99,998%, то есть практически всю энергию. Излучение дыма целиком расположена в ИК части спектра, поэтому для обнаружения, с искусственных спутников, лесных пожаров, используется инфракрасная аппаратура.
Оценка помехозащищенности космической Ик аппаратуры, предназначенной для обнаружения лесных пожаров, для простейшей амплитудной селекции приведена в статье Арцыбашева Е.С. и др. “Инфракрасная съемка лесных пожаров с высотных самолетов и искусственных спутников Земли”, результаты этой оценки приведены в таблице 2.6.1.
При расчетах степени черноты принимались равными: для кромки лесного пожара 0,3-0,4; внутри кольца 0,9-0,95; фона - 0,8. Внешний диаметр пожара 100м считался постоянным. Коэффициент запаса 4.
Таблица 2.6.1.
| Высота орбиты, км | Темпера-тура кромки пожара, оС | Темпера-тура внутри кольца, оС | Темпера-тура фона, оС | Ширина кромки,м | Линейное разреше-ние на Земле,м | Пороговая чувстви-тельность аппарату-ры, Вт х см х Гц-1/2 | Вероят-ность ложных тревог | Диаметр объектива,мм |
| 200 200 200 400 400 400 | 600 1200 1200 600 600 1200 | 80 120 120 80 80 120 | 40 10 10 40 40 10 | 2 2 1 2 1 1 | 400 400 400 800 800 800 | 10-9 10-9 10-9 10-12 10-12 10-12 | 10-5 10-5 10-5 10-4 10-4 10-4 | 300 300 300 300 300 300 |
Расчеты показали, что использование ИК аппаратуры с многоэлементными приемниками лучистой энергии с числом площадок 30, при пороговом потоке 10-11 Вт х см-1 х Гц-1/2, позволит обеспечит высокое значение вероятности правильного обнаружения слабых и интенсивных лесных пожаров с космических высот.
Многоканальная ИК аппаратура способна на основе анализа спектрального состава излучения не только обнаруживать сам факт лесного пожара, но и в какой-то мере распознавать его фазу (возгорание, развитие и угасание).
Целесообразность применения ИК аппаратуры, устанавливаемой на носителях космического или авиационного типа в том, что эта аппаратура способна обнаруживать лесные пожары и устанавливать степень пожарной опасности. Она может работать в светлое время суток, по отражаемому солнечному свету и в темное время суток, по излучению теплового поля подстилающей поверхности. Перейти на страницу: 1 2 3
Интересное по теме
Труд женщин В первые годы после Великой Октябрьской социалистической революции основное направление движения к равенству мужчин и женщин шло через экономическое освобождение женщин, установление юридического равноправия в семейных, трудовых отно ...
Твердые отходы Каждое утро мы встаём, завтракаем, делаем свои дела, но при этом абсолютно не замечаем, сколько мы производим мусора за один день. Особенно если потребляем какие-нибудь печения, завёрнутые на десять раз, и масса обвёртки превышает массу са ...