转管火炮目标发射率双通道标定装置及方法

摘要

本发明公开了一种转管火炮目标发射率双通道标定装置及方法，用于解决现有转管火炮目标发射率单通道标定装置目标发射率标定稳定性差的技术问题。技术方案是装置包括手持红外测温仪，还包括粘贴式快速响应热电偶和手持温度校准器。将粘贴式快速响应热电偶的测量端粘贴于基准点，输出端连接于手持温度校准器的输入端，将手持红外测温仪的红外探测器瞄准于目标点。粘贴式快速响应热电偶、手持温度校准器构成接触式测试通道。针对待测截面上的基准点和目标点，采用双通道同步测试法，实现基准点温度信号的快速提取、测试、显示和记录；由于待测截面上基准点和目标点的温度同步测试，克服了背景技术交替测试的技术问题，提高了目标发射率标定的稳定性。

权利要求

1.一种转管火炮目标发射率双通道标定装置，包括手持红外测温仪，其特征在于：还包括粘贴式快速响应热电偶和手持温度校准器；任选并标记好某一身管测试截面上的两点为基准点A或目标点B，将粘贴式快速响应热电偶的测量端粘贴于基准点A，输出端连接于手持温度校准器的输入端，将手持红外测温仪的红外探测器瞄准于目标点B；粘贴式快速响应热电偶和手持温度校准器构成接触式测试通道，通过自粘式超薄扁平金箔安装实现粘贴式快速响应热电偶测量端与基准点A的良好热接触，实现基准点A温度参数的快速提取、测试、显示和记录；手持红外测温仪构成非接触测试通道，实现目标点B温度参数的快速测量和发射率持续标定。

2.一种采用权利要求1所述转管火炮目标发射率双通道标定装置进行转管火炮身管目标发射率标定的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、基准点、目标点的位置选取与标记；

任选转管火炮的某一根身管，选取距所述根身管炮口截面100mm处作为测试截面，选取所述测试截面外表面上的任意两点作为基准点A点或目标点B点，并对基准点A点和目标点B点进行位置标记；

步骤二、双通道标定装置的构建与指标选用；

建立由粘贴式快速响应热电偶和手持温度校准器组成的接触式测试通道；粘贴式快速响应热电偶分度号为K型，测量端金箔厚度0.013mm，热电偶线规0.25mm，量程上限1370℃，响应时间10ms，导线长度1m，输出方式K型热电偶插头，粘贴胶为测量端自带绝缘粘贴胶；

所选手持温度校准器，具有K型热电偶测量、模拟功能，以及电压、电阻测试和模拟功能，量程上限1370℃，测量精度0.8℃，分辨率0.1℃；

建立手持红外测温仪非接触测试通道，测温范围-30～900℃，测温精度±0.75％，重复性≤±0.5％，响应时间≤250ms，光谱响应8～14μm，距离系数50︰1，最小测量直径6mm，显示分辨率0.1℃，记录方式平均值方式，发射率范围0～1；

步骤三、射击前标定装置的安装、参数设置；

接触式通道安装包括粘贴式快速响应热电偶的测量端在基准点A的绝缘粘贴、平整及按压处理、导线及输出端缠绕处理与固定，非接触式通道安装包括手持红外测温仪的探测器对目标点B的瞄准性能检查、激光瞄准中心点是否被目标点B覆盖检查；

参数设置包括对手持温度校准器、手持红外测温仪的初始化处理、测温模式、测温分度号、测温显示、激光瞄准、初始发射率以及测试时间格式的设置；

步骤四、射击后标定装置的连接、双通道温度同步测试；

包括射击后接触式测量通道的输出端与手持温度校准器输入端的快速连接，非接触式测量通道手持红外测温仪对目标点B的快速瞄准，安装于基准点A、目标点B的双通道标定装置的温度同步测量和记录；

步骤五、目标发射率标定、标定值获取；

包括基准点A点温度与目标点B点温度的持续读取与比对，目标点B点温度高于基准点A点时的发射率持续增大调节，目标点B点温度低于基准点A点时的发射率持续减小调节，目标点B点与基准点A点温度误差±3℃以内的目标发射率值数据读取。

说明书

转管火炮目标发射率双通道标定装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种转管火炮目标发射率双通道标定装置，还涉及一种采用所述转管火炮目标发射率双通道标定装置进行转管火炮身管目标发射率标定的方法。

背景技术

[0002] 参照图2。现有技术转管火炮目标发射率标定方法为单通道红外标定纸法，包括红外标定纸、手持红外测温仪，红外标定纸提供基准点的已知发射率，手持红外测温仪用于交替测量身管特定测试截面上基准点A点、目标点B点的温度。先将手持红外测温仪瞄准基准点A点，进行已知发射率设置、温度测量、数据记录，再将手持红外测温仪瞄准目标点B点，进行温度测量、发射率持续调节，直至目标点B点温度与上一时刻基准点A点温度误差在±3℃内，方可进行目标点B点目标发射率值的读取记录。由于被测身管温度一直随时间在变化，因此，必须在基准点A、目标点B两点反复进行多次测量直至目标点B点目标发射率值处于稳定。

[0003] 现有技术的不足之处在于：所测目标发射率值波动不稳定。红外测温目标发射率标定，是在同一温度下用基准点的已知发射率去标定目标点的未知发射率。现有技术对同一温度下的基准点和目标点，不是采用两个通道同时进行测温，而是采用单台设备的单通道，交替进行测温，即先测出基准点A点的温度，再以此温度为基准持续改变目标点B点的发射率值直至基准点A、目标点B两点温度相等。由于火炮身管温度随时间在不断变化，后续目标点B点的实际温度已滞后、不同于先前基准点A点的温度，因此，由于温度滞后有变化、单通道交替测温时间不同步，造成所标定的目标发射率值波动不稳定，测温误差大。

发明内容

[0004] 为了克服现有转管火炮目标发射率单通道标定装置目标发射率标定稳定性差的不足，本发明提供一种转管火炮目标发射率双通道标定装置及方法。装置包括手持红外测温仪，还包括粘贴式快速响应热电偶和手持温度校准器。将粘贴式快速响应热电偶的测量端粘贴于基准点，输出端连接于手持温度校准器的输入端，将手持红外测温仪的红外探测器瞄准于目标点。粘贴式快速响应热电偶、手持温度校准器构成接触式测试通道。针对待测截面上的基准点和目标点，采用双通道同步测试法，实现基准点温度信号的快速提取、测试、显示和记录；同时采用手持红外测温仪构建非接触测试通道，实现目标点温度参数的快速测量和发射率值持续调整。由于采用双通道标定，待测截面上基准点和目标点的温度同步测试，克服了背景技术温度交替测试所带来的时间不同步，目标发射率波动不稳定的问题，提高了目标发射率标定的稳定性。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种转管火炮目标发射率双通道标定装置，包括手持红外测温仪，其特点是还包括粘贴式快速响应热电偶和手持温度校准器。任选并标记好某一身管测试截面上的两点为基准点A或目标点B，将粘贴式快速响应热电偶的测量端粘贴于基准点A，输出端连接于手持温度校准器的输入端，将手持红外测温仪的红外探测器瞄准于目标点B。粘贴式快速响应热电偶和手持温度校准器构成接触式测试通道，通过自粘式超薄扁平金箔安装实现粘贴式快速响应热电偶测量端与基准点A的良好热接触，实现基准点A温度参数的快速提取、测试、显示和记录；手持红外测温仪构成非接触测试通道，实现目标点B温度参数的快速测量和发射率持续标定。

[0006] 一种采用上述转管火炮目标发射率双通道标定装置进行转管火炮身管目标发射率标定的方法，其特点是包括以下步骤：

[0007] 步骤一、基准点、目标点的位置选取与标记。

[0008] 任选转管火炮的某一根身管，选取距所述根身管炮口截面100mm处作为测试截面，选取所述测试截面外表面上的任意两点作为基准点A点或目标点B点，并对基准点A点和目标点B点进行位置标记。

[0009] 步骤二、双通道标定装置的构建与指标选用。

[0010] 建立由粘贴式快速响应热电偶和手持温度校准器组成的接触式测试通道。粘贴式快速响应热电偶分度号为K型，测量端金箔厚度0.013mm，热电偶线规0.25mm，量程上限1370℃，响应时间10ms，导线长度1m，输出方式K型热电偶插头，粘贴胶为测量端自带绝缘粘贴胶。

[0011] 所选手持温度校准器，具有K型热电偶测量、模拟功能，以及电压、电阻测试和模拟功能，量程上限1370℃，测量精度0.8℃，分辨率0.1℃。

[0012] 建立手持红外测温仪非接触测试通道，测温范围-30～900℃，测温精度±0.75％，重复性≤±0.5％，响应时间≤250ms，光谱响应8～14μm，距离系数50︰1，最小测量直径6mm，显示分辨率0.1℃，记录方式平均值方式，发射率范围0～1。

[0013] 步骤三、射击前标定装置的安装、参数设置。

[0014] 接触式通道安装包括粘贴式快速响应热电偶的测量端在基准点A的绝缘粘贴、平整及按压处理、导线及输出端缠绕处理与固定，非接触式通道安装包括手持红外测温仪的探测器对目标点B的瞄准性能检查、激光瞄准中心点是否被目标点B覆盖检查。

[0015] 参数设置包括对手持温度校准器、手持红外测温仪的初始化处理、测温模式、测温分度号、测温显示、激光瞄准、初始发射率以及测试时间格式的设置。

[0016] 步骤四、射击后标定装置的连接、双通道温度同步测试。

[0017] 包括射击后接触式测量通道的输出端与手持温度校准器输入端的快速连接，非接触式测量通道手持红外测温仪对目标点B的快速瞄准，安装于基准点A、目标点B的双通道标定装置的温度同步测量和记录。

[0018] 步骤五、目标发射率标定、标定值获取。

[0019] 包括基准点A点温度与目标点B点温度的持续读取与比对，目标点B点温度高于基准点A点时的发射率持续增大调节，目标点B点温度低于基准点A点时的发射率持续减小调节，目标点B点与基准点A点温度误差±3℃以内的目标发射率值数据读取。

[0020] 本发明的有益效果是：装置包括手持红外测温仪，还包括粘贴式快速响应热电偶和手持温度校准器。将粘贴式快速响应热电偶的测量端粘贴于基准点，输出端连接于手持温度校准器的输入端，将手持红外测温仪的红外探测器瞄准于目标点。粘贴式快速响应热电偶、手持温度校准器构成接触式测试通道。针对待测截面上的基准点和目标点，采用双通道同步测试法，实现基准点温度信号的快速提取、测试、显示和记录；同时采用手持红外测温仪构建非接触测试通道，实现目标点温度参数的快速测量和发射率值持续调整。由于采用双通道标定，待测截面上基准点和目标点的温度同步测试，克服了背景技术温度交替测试所带来的时间不同步，目标发射率波动不稳定的问题，提高了目标发射率标定的稳定性。

[0021] 以下结合附图和实施例详细说明本发明。

附图说明

[0022] 图1是本发明转管火炮目标发射率双通道标定装置的框图。

[0023] 图2是背景技术转管火炮目标发射率单通道标定装置的框图。

具体实施方式

[0024] 参照图1。本发明转管火炮目标发射率双通道标定装置包括手持红外测温仪，还包括粘贴式快速响应热电偶和手持温度校准器。任选并标记好某一身管特定测试截面上的两点为基准点A、目标点B，粘贴式快速响应热电偶的测量端通过自粘胶粘贴于基准点A点、输出端连接至手持温度校准器的热电偶输入端，手持红外测温仪的探测器瞄准于目标点B点、并使激光瞄准中心点被目标点B点完全覆盖。粘贴式快速响应热电偶、手持温度校准器构成接触式测试通道，通过自粘式超薄扁平金箔安装结构实现测量端与基准点的良好热接触，实现基准点A点温度的快速提取、测试、显示、记录等；手持红外测温仪构成非接触测试通道，实现目标点B点温度的快速测量，并以基准点A点温度作为基准，通过持续增大、减小发射率调节使基准点A、目标点B两点温度误差在±3℃以内，最终读取出目标点B点的目标发射率值。

[0025] 一种采用上述转管火炮目标发射率双通道标定装置进行转管火炮身管目标发射率标定的方法，其具体步骤如下：

[0026] 步骤一，基准点、目标点的位置选取与标记。

[0027] 任选转管火炮的某一根身管，选取距该根身管炮口截面100mm处作为特定测试截面，选取该特定测试截面外表面上的任意两点作为基准点A点、目标点B点，并用刻度笔对基准点A点、目标点B点进行位置标记。

[0028] 步骤二，双通道标定装置的构建与指标选用。

[0029] 建立粘贴式快速响应热电偶、手持温度校准器组成的接触式测试通道，采用自粘式超薄扁平金箔结构实现测量端与基准点的良好热接触；选用手持红外测温仪构建为非接触测试通道，用于实现目标点温度参数的快速测量、发射率持续标定。

[0030] 所选粘贴式快速响应热电偶，分度号K型，测量端金箔厚度0.013mm，热电偶线规0.25mm，量程上限1370℃，响应时间10ms，导线长度1m，输出方式K型热电偶插头，粘贴胶为测量端自带绝缘粘贴胶。

[0031] 所选手持温度校准器，具有K型热电偶测量、模拟功能，以及电压、电阻测试和模拟功能，量程上限1370℃，测量精度0.8℃，分辨率0.1℃。

[0032] 所选手持红外测温仪，测温范围-30～900℃，测温精度±0.75％，重复性≤±0.5％，响应时间≤250ms，光谱响应8～14μm，距离系数50︰1，最小可测直径6mm，显示分辨率
0.1℃，记录方式平均值方式，发射率可调范围0～1。

[0033] 步骤三，射击前标定装置的安装、参数设置。

[0034] 接触式通道安装：转管火炮射击前，将粘贴式快速响应热电偶的测量端金箔通过自带绝缘胶快速粘贴于基准点A点，并采用绝缘胶木片进行平整、按压处理，使测量端金箔与基准点A点良好接触；将导线及输出端进行缠绕处理并固定于基准点A点所在的身管上。

[0035] 非接触式通道安装：将手持红外测温仪的探测器瞄准于目标点B点，选择激光瞄准方式，前后移动手持红外测温仪使激光瞄准中心点被目标点B点完全覆盖。

[0036] 手持温度校准器设置：进行初始化、测量模式、K型热电偶模式、温度单位的设置。

[0037] 手持红外测温仪设置：进行初始化、平均值测温方式、环形激光瞄准、初始发射率、测试时间格式的设置。

[0038] 步骤四、射击后标定装置的连接，双通道温度同步测试。

[0039] 使转管火炮进行1～3组连发状态射击，使身管外表面温度大于周围环境温度。

[0040] 射击结束后，将粘贴式快速响应热电偶输出端的热电偶插头连接至手持温度校准器的热电偶输入端；同时将手持红外测温仪近距离快速瞄准于目标点B点，并使环形激光瞄准中心点被目标点B点完全覆盖。

[0041] 同时读取、记录手持温度校准器的基准点A点温度、手持红外测温仪的目标点B点温度；其中手持温度校准器记录采用人工法，手持红外测温仪记录采用自动存储数据、自动存储位置序号的自动法。

[0042] 步骤五、目标发射率标定、标定值获取。

[0043] 持续进行基准点A点温度与目标点B点温度的读取与比对。

[0044] 如果目标点B点温度高于基准点A点温度，则持续增大目标点B点手持红外测温仪的发射率，直至基准点A点、目标点B点温度误差在±3℃以内且稳定，持续读取、记录上述标定过程中目标点B点的目标发射率值。

[0045] 如果目标点B点温度低于基准点A点温度，则持续减小目标点B点手持红外测温仪的发射率，直至基准点A点、目标点B点温度误差在±3℃以内且稳定，持续读取、记录上述标定过程中目标点B点的目标发射率值。

[0046] 如果目标点B点与基准点A点温度误差在±3℃以内，则直接读取、记录此时目标点B点的目标发射率值。

[0047] 表1是本发明与现有技术的测试结果对比表。

[0048] 表1本发明与现有技术测试及标定结果对比表

[0049]

[0050] 表1第1至6列表示现有技术测试及标定结果，其中第1列表示标定次数，第2列表示基准点A点发射率，第3列表示基准点A点基准温度，第4列表示目标点B点目标温度，第5列表示基准点A、目标点B两点温度误差，第6列表示目标点B点目标发射率；第7至11列表示本发明测试及标定结果，其中第7列表示数据存储位置序号，第8列表示基准点A点基准温度，第9列表示目标点B点目标温度，第10列表示基准点A、目标点B两点温度误差，第11列表示目标点B点目标发射率。

[0051] 从表1可以看出，现有技术中，基准点A点的已知发射率为0.95，采用单通道对基准点A点、目标点B点交替进行温度测试，共进行了10次，每一次只能测量一个温度值，每次测量完都要进行发射率值的切换；标定结果中，即使基准点A、目标点B两点温度误差在±3℃以内，所标定出的目标发射率值仍在0.82～0.90之间波动、处于不稳定状态。本发明标定中，采用双通道标定法，可以同时获取基准点A点、目标点B点的温度，还可以等时间间隔、等温度间隔进行温度数据的采集和存储，避免了单通道标定中两点温度交替测试、发射率反复切换、目标发射率波动不稳定的问题，当基准点A、目标点B两点温度误差在±3℃以内时，所标定出的目标发射率值为0.95～0.96，目标发射率标定稳定性高。

[0052] 本发明一是采用接触式、非接触式两通道测温，实现基准点、目标点两点温度的同时测量，为同一时刻、同一温度下的目标发射率标定提供方法途径，目标发射率值稳定性高。二是粘贴式快速响应热电偶采用0.013mm厚度超薄扁平金箔结构，实现与被测身管弯曲金属表面的良好接触，以及温度信号快速提取，提升接触式测温响应时间由500ms至10ms、粘贴层耐热上限由260℃至370℃。三是采用手持温度校准器，实现温度信号的快速、精确测量与显示，并实现K型热电偶测温精度由±2℃至±0.8℃。四是采用手持红外测温仪，实现手持非接触测温上限由600℃至900℃、测量精度由±1％读数至±0.75％读数。综上所述，该标定装置采用两通道同步测温，具有响应时间短、标定稳定度高的优点，有效克服了单通道标定目标发射率波动不稳定的难题，同时具有测温范围宽、测温精度高的综合能力。