簡(jiǎn)介：本文是以十字元件為背景光源，經(jīng)過(guò)一個(gè)透鏡元件成像在探測(cè)器上，并顯示其熱成像圖。
成像示意圖
首先我們建立十字元件命名為T(mén)arget
創(chuàng)建方法：
面1 ：
面型：plane
材料：Air
孔徑：X=1.5, Y=6,Z=0.075,形狀選擇Box
輔助數(shù)據(jù)：
首先在第一行輸入temperature :300K，
emissivity:0.1;
面2 ：
面型：plane
材料：Air
孔徑：X=1.5, Y=6,Z=0.075,形狀選擇Box
位置坐標(biāo)：繞Z軸旋轉(zhuǎn)90度，
輔助數(shù)據(jù)：
首先在第一行輸入temperature :300K，emissivity: 0.1;
Target 元件距離坐標(biāo)原點(diǎn)-161mm;
單透鏡參數(shù)設(shè)定：F=100, bend=0, 位置位于坐標(biāo)原點(diǎn)
探測(cè)器參數(shù)設(shè)定：
在菜單欄中選擇Create/Element Primitive /plane
元件半徑為20mm*20,mm,距離坐標(biāo)原點(diǎn)200mm。
光源創(chuàng)建：
光源類(lèi)型選擇為任意平面，光源半角設(shè)定為15度。
我們將光源設(shè)定在探測(cè)器位置上，具體的原理解釋請(qǐng)見(jiàn)本章第二部分。
我們?cè)谖恢眠x項(xiàng)又設(shè)定一行的目的是通過(guò)腳本自動(dòng)控制光源在探測(cè)器平面不同劃分區(qū)域內(nèi)不同位置處追跡光線。
功率數(shù)值設(shè)定為：P=sin2（theta） theta為光源半角15度。我們?yōu)槭裁匆@么設(shè)定，在第二部分會(huì)給出詳細(xì)的公式推導(dǎo)。
創(chuàng)建分析面：
到這里元件參數(shù)設(shè)定完成，現(xiàn)在我們?cè)O(shè)定元件的光學(xué)屬性，在前面我們分別對(duì)第一和第二面設(shè)定的溫度和發(fā)射系數(shù)，散射屬性我們?cè)O(shè)定為黑朗伯，4%的散射。并分別賦予到面一和面二。
到此，所有的光學(xué)結(jié)構(gòu)和屬性設(shè)定完成，通過(guò)光線追跡我們可以查看光線是否可以穿過(guò)元件。
FRED在探測(cè)器上穿過(guò)多個(gè)像素點(diǎn)迭代來(lái)創(chuàng)建熱圖
FRED具有一個(gè)內(nèi)置的可編譯的Basic腳本語(yǔ)言。從Visual Basic腳本語(yǔ)言里，幾乎所有用戶(hù)圖形界面（GUI）命令是可用這里的。FRED同樣具有自動(dòng)的客戶(hù)端和服務(wù)器能力，它可以被調(diào)用和并調(diào)用其他可啟動(dòng)程序，如Excel。因此可以在探測(cè)器像素點(diǎn)上定義多個(gè)離軸光源，及在FRED Basic腳本語(yǔ)言里的For Next loops語(yǔ)句沿著探測(cè)器像素點(diǎn)向上和向下掃描來(lái)反向追跡光線,這樣可以使用三維圖表查看器(Tools/Open plot files in 3D chart)調(diào)用和查看數(shù)據(jù)。
將如下的代碼放置在樹(shù)形文件夾 Embedded Scripts，
打開(kāi)后清空里面的內(nèi)容，此腳本為通用腳本適用于一切可熱成像的應(yīng)用。
綠色字體為說(shuō)明文字，
'#Language "WWB-COM"
'script for calculating thermal image map
'edited rnp 4 november 2005
'declarations
Dim op As T_OPERATION
Dim trm As T_TRIMVOLUME
Dim irrad(32,32) As Double 'make consistent with sampling
Dim temp As Double
Dim emiss As Double
Dim fname As String, fullfilepath As String
'Option Explicit
Sub Main
'USER INPUTS
nx = 31
ny = 31
numRays = 1000
minWave = 7 'microns
maxWave = 11 'microns
sigma = 5.67e-14 'watts/mm^2/deg k^4
fname = "teapotimage.dat"
Print ""
Print "THERMAL IMAGE CALCULATION"
detnode = FindFullName( "Geometry.Detector.Surface" ) '找到探測(cè)器平面節(jié)點(diǎn)
Print "found detector array at node " & detnode
srcnode = FindFullName( "Optical Sources.Source 1" ) '找到光源節(jié)點(diǎn)
Print "found differential detector area at node " & srcnode
GetTrimVolume detnode, trm
detx = trm.xSemiApe
dety = trm.ySemiApe
area = 4 * detx * dety
Print "detector array semiaperture dimensions are " & detx & " by " & dety
Print "sampling is " & nx & " by " & ny
'reset differential detector area dimensions to be consistent with sampling
pixelx = 2 * detx / nx
pixely = 2 * dety / ny
SetSourcePosGridRandom srcnode, pixelx / 2, pixely / 2, numRays, False
Print "resetting source dimensions to " & pixelx / 2 & " by " & pixely / 2
'reset the source power
SetSourcePower( srcnode, Sin(DegToRad(15))^2 )
Print "resetting the source power to " & GetSourcePower( srcnode ) & " units"
'zero out irradiance array
For i = 0 To ny - 1
For j = 0 To nx - 1
irrad(i,j) = 0.0
Next j
Next i
'main loop
EnableTextPrinting( False )
ypos = dety + pixely / 2
For i = 0 To ny - 1
xpos = -detx - pixelx / 2
ypos = ypos - pixely
EnableTextPrinting( True )
Print i
EnableTextPrinting( False )
For j = 0 To nx - 1
xpos = xpos + pixelx
'shift source
LockOperationUpdates srcnode, True
GetOperation srcnode, 1, op
op.val1 = xpos
op.val2 = ypos
SetOperation srcnode, 1, op
LockOperationUpdates srcnode, False |
