连续变焦的非制冷红外热成像仪

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》属于监控装置领域，具体涉及一种连续变焦的非制冷红外热成像仪。

在完全被动的监控领域，需要使用无照明光源的热成像仪。截至2008年4月，有两种热成像仪：1、制冷热成像仪，制冷热成像仪需要使用庞大的制冷设备，耗电量大，结构复杂。2、非制冷热成像仪，非制冷热成像仪需要使用大口径的镜头，设计困难。在国际上，以美国法国的非制冷热成像技术最为领先，英国、日本、荷兰等国家也在积极的发展非制冷热成像技术。与世界水平相比，中国在非制冷热成像技术方面与中国国外的差距仍然很大。

2008年4月之前的红外热成像仪均采用的定焦镜头，如实用新型02232857.2，使用是定焦镜头。采用定焦镜头不能对特定的景物进行光学的放大缩小。另外还有双视场的红外热像仪，只有两个焦距能成像清晰，而且在切换的过程中容易造成目标的丢失。

图1为《连续变焦的非制冷红外热成像仪》具体实施方式的连续变焦的结构示意图。

图2为《连续变焦的非制冷红外热成像仪》具体实施方式中变焦凸轮的结构示意图。

图3为《连续变焦的非制冷红外热成像仪》具体实施方式中聚焦凸轮的结构示意图。

图中，1、连续变焦红外成像镜头，2、热成像组件，3、壳体，4、控制电路板，5、聚焦传动组件，6、变焦传动组件，7、航空插头，8、弯月凸透镜片，9、凹弯月透镜片，10、凹透镜片，11、凸透镜片，12、凸弯月透镜片13、凸弯月透镜片，14、变焦凸轮机构，15、聚焦凸轮机构，16、上凸轮槽，17、凸轮槽，19、变焦凸轮，20、聚焦凸轮，21、下凸轮槽，22、镜架，23、导向杆，24、滑动杆，25、滑动杆，26、滑动杆，27、镜架，28、镜架。

2016年12月7日，《连续变焦的非制冷红外热成像仪》获得第十八届中国专利优秀奖。

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》为连续变焦的红外热成像仪，如图1、图2、图3所示，它包括壳体3，安装在壳体3内的红外成像镜头和热成像组件2，所述红外成像镜头为连续变焦红外成像镜头1，所述热成像组件2为非制冷焦平面阵列，成像波段为8～14微米。连续变焦红外成像镜头1的F数为1.0，它包括6个镜片，由前至后依次为：固定的弯月凸透镜片8、可移动的凹弯月透镜片9和凹透镜片10、可移动的凸透镜片11、固定的凸弯月透镜片12和可移动的凸弯月透镜片13，其中变焦凸轮组机构14带动凹弯月透镜片9和凹透镜片10沿着变焦凸轮19的下凸轮槽同步移动，同时带动凸透镜片11沿着变焦凸轮19中的上凸轮槽移动；聚焦凸轮机构15带动凸弯月透镜13片改变镜头的焦点位置。其中，凹透镜片10为硒化锌透镜，弯月凸透镜片8、凹弯月透镜片9、凸透镜片11、凸弯月透镜片12和凸弯月透镜片13为锗透镜。其中，变焦凸轮机14包括变焦凸轮19、与变焦凸轮19连接的变焦传动组件6，变焦凸轮19上设置有两条凸轮槽21，凹弯月透镜片8和凹透镜片10固定安装在同一镜架27上，镜架27滑动安装在导向杆23上，镜架27上固定有滑动杆24，滑动杆24滑动嵌装于变焦凸轮19的上凸轮槽16中；导向杆23上还滑动安装有固定安装凸透镜片11的镜架27，该镜架27上固定有滑动杆25，滑动杆25滑动安装在变焦凸轮19的下凸轮槽21中。聚焦凸轮机构15包括聚焦凸轮20、与聚焦凸轮20连接的聚焦传动组件5，聚焦凸轮20上设置有凸轮槽17，凸弯月透镜片13固定安装在镜架28上，镜架28上固定有滑动杆26，滑动杆26滑动安装在聚焦凸轮20的凸轮槽17中。连续变焦红外成像镜头1的聚焦和调焦由外部信号控制，电动连续调整，具体可以设计为能够接收485或232信号。

上述壳体3加固密封，内充氮气；成像组件2与控制电路板4连接，控制电路板4与设置在壳体3外部的航空插头7连接。

其中，连续变焦红外成像镜头的6个镜片的设计参数如下：

连续变焦的非制冷红外热成像仪专利目的

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》是针对2008年4月之前技术所存在的缺点，而提供了一种采用连续变焦镜头并结合非制冷热成像技术连续变焦的红外热成像仪的技术方案。

连续变焦的非制冷红外热成像仪技术方案

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》是通过如下技术措施实现的：它包括壳体，安装在壳体内的红外成像镜头和热成像组件，所述红外成像镜头为连续变焦红外成像镜头，所述热成像组件为非制冷焦平面阵列，成像波段为8～14微米。变焦镜头的使用，便于对同一物体进行光学的放大和缩小，使用同一个镜头既能大范围的搜索，又能进行目标放大识别，便于监控，同时非制冷成像组件的使用，减少了热成像仪的成本及体积大小，降低了其复杂性、耗电量。

上述的连续变焦红外成像镜头的F数为1.0，它包括6个镜片，由前至后依次为：固定的弯月凸透镜片、可移动的凹弯月透镜片和凹透镜片、可移动的凸透镜片、固定的凸弯月透镜片和可移动的凸弯月透镜片，其中变焦凸轮组机构带动凹弯月透镜片和凹透镜片沿着凸轮机构中的下凸轮槽同步移动，同时带动凸透镜片沿着凸轮机构中的上凸轮槽移动；聚焦凸轮机构带动凸弯月透镜片改变镜头的焦点位置。《连续变焦的非制冷红外热成像仪》通过少量的镜片实现F数达到1.0的大口径镜头，且能够实现连续变焦，其降低了成本。

上述的凹透镜片为硒化锌透镜，弯月凸透镜片、凹弯月透镜片、凸透镜片、凸弯月透镜片和凸弯月透镜片为锗透镜。《连续变焦的非制冷红外热成像仪》采用锗和硒化锌镜片，能够透过长波红外线，波段达到8～14微米，硒化锌材料的采用，减低了成像的色差，提高了成像质量。

上述变焦凸轮机构包括变焦凸轮、与变焦凸轮连接的变焦传动组件，变焦凸轮上设置有两条凸轮槽，凹弯月透镜片和凹透镜片固定安装在同一镜架上，镜架滑动安装在导向杆上，镜架上固定有滑动杆，滑动杆滑动嵌装于变焦凸轮的上凸轮槽中；导向杆上还滑动安装有固定安装凸透镜片的镜架，该镜架上固定有滑动杆，滑动杆滑动安装在变焦凸轮的下凸轮槽中。聚焦凸轮机构包括聚焦凸轮、与聚焦凸轮连接的聚焦传动组件，聚焦凸轮上设置有凸轮槽，凸弯月透镜片固定安装在镜架上，镜架上固定有滑动杆，滑动杆滑动安装在聚焦凸轮的凸轮槽中。凸轮机构的使用，提高了镜片的定位精度，减少了误差，提高了成像质量；通过凸轮及凸轮上的凸轮槽的趋向控制两组镜片相对移动，进行光学成像的机械补偿，使镜头在变焦的过程中，每一个焦距成像清晰。

上述的红外成像镜头的聚焦和调焦由外部信号控制，电动连续调整，便于控制对远近不同的物体清晰成像。

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》的进一步改进还有，壳体加固密封，内充氮气，其具有防雨防腐蚀，易于安装使用。

上述的成像组件与控制电路板连接，控制电路板与设置在壳体外部的航空插头连接。通过该机构将成像输出，实现监控。

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》中6个镜片的具体参数可以设计如下：

采用上述具体参数可以实现焦距在50～150毫米范围内的变化调整，实现3倍光学变焦。

连续变焦的非制冷红外热成像仪有益效果

《连续变焦的非制冷红外热成像仪》的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，整机结构紧凑，易于安装使用，可以进行昼夜连续完全被动的监控，能够在全黑的夜晚和恶劣天气条件下使用。

1、一种连续变焦的非制冷红外热成像仪，它包括壳体[3]，安装在壳体[3]内的红外成像镜头和热成像组件，其特征是，所述红外成像镜头为连续变焦红外成像镜头[1]，所述热成像组件[2]为非制冷焦平面阵列，成像波段为8～14微米。

2、根据权利要求1所述的连续变焦的非制冷红外热成像仪，其特征是，所述的连续变焦红外成像镜头[1]的F数为1.0，它包括6个镜片，由前至后依次为：固定的弯月凸透镜片[8]、可移动的凹弯月透镜片[9]和凹透镜片[10]、可移动的凸透镜片[11]、固定的凸弯月透镜片[12]和可移动的凸弯月透镜片[13]，其中变焦凸轮组机构[14]带动凹弯月透镜片[9]和凹透镜片[10]同步移动，同时带动凸透镜片[11]移动；聚焦凸轮机构[15]带动凸弯月透镜片[13]改变镜头的焦点位置。

3、根据权利要求2所述的连续变焦的非制冷红外热成像仪，其特征是，所述的凹透镜片[10]为硒化锌透镜，弯月凸透镜片[8]、凹弯月透镜片[9]、凸透镜片[11]、凸弯月透镜片[12]和凸弯月透镜片[13]为锗透镜。

4、根据权利要求2所述的连续变焦的非制冷红外热成像仪，其特征是，所述变焦凸轮机构[14]包括变焦凸轮[19]、与变焦凸轮[19]连接的变焦传动组件[6]，变焦凸轮[19]上设置有两条凸轮槽[21]，凹弯月透镜片[8]和凹透镜片[10]固定安装在同一镜架[27]上，镜架[27]滑动安装在导向杆[23]上，镜架[27]上固定有滑动杆[24]，滑动杆[24]滑动嵌装于变焦凸轮[19]的上凸轮槽[16]中；导向杆[23]上还滑动安装有固定安装凸透镜片[11]的镜架[27]，该镜架[27]上固定有滑动杆[25]，滑动杆[25]滑动安装在变焦凸轮[19]的下凸轮槽[21]中。

5、根据权利要求2所述的连续变焦的非制冷红外热成像仪，其特征是，所述的聚焦凸轮机构[15]包括聚焦凸轮[20]、与聚焦凸轮[20]连接的聚焦传动组件[5]，聚焦凸轮[20]上设置有凸轮槽[17]，凸弯月透镜片[13]固定安装在镜架[28]上，镜架[28]上固定有滑动杆[26]，滑动杆[26]滑动安装在聚焦凸轮[20]的凸轮槽[17]中。

6、根据权利要求1所述的连续变焦的非制冷红外热成像仪，其特征是，所述的连续变焦红外成像镜头[1]的聚焦和调焦由外部信号控制，电动连续调整。

7、根据权利要求1所述的连续变焦的非制冷红外热成像仪，其特征是，所述壳体[3]加固密封，内充氮气。

8、根据权利要求1所述的连续变焦的非制冷红外热成像仪，其特征是，所述的热成像组件[2]与控制电路板[4]连接，控制电路板[4]与设置在壳体[3]外部的航空插头[7]连接。

9、根据权利要求2所述的连续变焦的非制冷红外热成像仪，其特征是，所述连续变焦红外成像镜头的6个镜片的设计参数如下：

1 非连续基础概述

1.1基本原理、概念和定义

1.2非连续基础的分类与构造

1.3非连续基础的垫基砌块和墙壁砌块

1.4矩形柱下的实腹和格构式基础

2 非连续基础计算的理论基础

2.1非连续基础同地基共同承载的主要指标及

其确定方法

2.2依据弹性理论的非连续基础计算

2.3条形非连续基础垫基砌块之间的间距计算

2.4按塑性理论和坑道上方土压力理论的非连续

基础计算原理

2.5考虑拱效应的非连续基础与地基共同承载

的理论

2.6考虑拱效应时，非连续基础主要尺寸的

计算方法

2.7地基土与变纵断面条形非连续基础共同承载时

最主要指标的计算

2.8变纵断面且垫基块侧边倾斜的条形非连续基础

下地基土极限荷载和计算荷载的确定

2.9条形非连续基础下地基土极限应力―变形

区和极限压力的图解计算

2.10 确定条形非连续基础主要尺寸的诺谟图

2.11考虑拱效应时，非连续和连续基础格构

垫基块（板）主要尺寸计算

3 非连续基础设计和计算的试验依据

3.1试验装置、试验方法、模压器型式及砂的

物理－力学指标

3.2关于非连续和连续模压器－基础下砂地基极

限应力－变形状态的试验资料

3.3关于非连续模压器－基础下砂地基中产生拱

效应的试验资料

3.4关于多孔和无孔模压器－基础下砂地基极限

应力－变形状态的试验资料

3.5条形非连续和连续基础模型下粘土地基沉降

与压力的试验关系

3.6条形非连续基础垫基块间距改变时对砂

地基极限压力和计算压力的影响

3.7非连续－枕式基础设计的试验依据

3.8夯实基坑中非连续基础设计的试验依据

4 某些类型的非连续基础计算特点

4.1环形、非连续－环形以及考虑中空部分能同

地基共同承载的非连续－中空方形基础的计算

4.2各种非连续－混合基础的主要尺寸计算

5 非连续基础的设计方法

5.1非连续基础的设计

5.2考虑地基中发生拱效应的非连续基础设计

5.3非连续基础垫基块间距的修正方法

5.4非连续－枕式基础的设计

5.5夯实基坑中条形非连续基础的设计

5.6采用不同方法计算非连续基础的实例

5.7条形连续和非连续基础同地基土共同承载时

主要计算指标的技术－经济分析

6 非连续基础的工程试验

6.1按CHиП2.02.01―83方法所进行的非连续

基础工程试验

6.2考虑拱效应的非连续基础工程试验

6.3非连续－枕式基础的工程试验

6.4夯实基坑中非连续基础的工程试验

附录1 国际土力学协会、CHиП2.02.01―83

及本书采用的主要字母符号

附录2 确定土的性质时，本书用到的国家标准

附录3 砂土的标准单位粘聚力Cп，kPa

（kgf/cm2）；内摩擦角；变形模量E，

MPa（kgf/cm2）

附录4 第四纪沉积非黄土状粉砂质粘土的标准

单位粘聚力Cп， kPa（kgf/cm2）； 内摩

擦角和变形模量E，MPa（kgf/cm2）

参考文献目录

2100433B

在基础工程中，非连续基础的应用越来越多，根据苏联50年代以来的实践表明，这类基础在建筑工程中的经济效益是很明显的，本书全面系统地阐述了非连续基础的设计与施工及工程试验等，本书内容丰富，图文并茂。可供土建工程技术人员及大、中专院校有关专业师生参考使用。

射电望远镜因接收天体射电的天线孔径的构成方式不同，而有连续孔径和非连续孔径之分。连续孔径射电望远镜是射电望远镜的一种最简单的类型，其天线孔径为接收单元所布满，因而天线增益和分辨率全由天线孔径的实际尺寸和形状决定。这类望远镜天线孔径可以有各种形状，如通常的抛物面、球面、抛物柱面、抛物带形反射面等。某些由分立天线（如偶极子天线、裂缝波导等）组成的天线阵，当阵元间距不大于半波长时，由于电场强度方向图和连续面电流分布的场强方向图相似，也被认为是连续孔径射电望远镜。这种情况更常见于线孔径或米波、十米波段的偶极子阵。非连续孔径射电望远镜是天线结构只分布在孔径部分面积内的望远镜，通常由多个天线组成。栅式干涉仪、复合射电干涉仪、栅十字、 T形栅、圆阵、圆环以及综合孔径射电望远镜等都是。这种望远镜的分辨率由天线范围（设想的孔径）的外尺寸决定，而总的天线增益或灵敏度，则取决于全部天线单元面积的总和。图中a所示的连续孔径天线可认为由N个单元面积组成,经天线传至接收机的信号是各单元反射信号的迭加，连续孔径射电望远镜通过焦点处的馈源自动得到这种迭加。由于二单元A、B信号的迭加效果等效于处在A、B的相关干涉仪输出，非连续孔径射电望远镜正是基于这个原理，在省去孔径一部分的情况下,保留连续孔径各单元间的全部间距和取向，如图中b所示的“骨架式”射电望远镜，或者依观测需要对这些间距和取向进行有限的采样（各种干涉阵），甚至用不少于2的有限天线依次采样后进行处理；图中c是综合孔径望远镜。