Présentation

Article

1 - CARACTÉRISATION DES PERFORMANCES DU SYSTÈME DE MESURE

2 - GRANDEURS CARACTÉRISTIQUES DES DÉTECTEURS INFRAROUGES

3 - CALCULS DES GRANDEURS CARACTÉRISTIQUES DES SYSTÈMES INFRAROUGES

4 - MESURES DES CARACTÉRISTIQUES DES SYSTÈMES INFRAROUGES

Article de référence | Réf : E4080 v1

Calculs des grandeurs caractéristiques des systèmes infrarouges
Caractérisation des systèmes infrarouges

Auteur(s) : Gilbert GAUSSORGUES

Relu et validé le 30 août 2021

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Auteur(s)

  • Gilbert GAUSSORGUES : Ingénieur de l’École supérieure d’optique - Président-directeur général de HGH Ingénierie Systèmes Infrarouges - Ancien directeur du Laboratoire d’optronique de la Marine

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

INTRODUCTION

Les systèmes récepteurs de rayonnement infrarouge sont généralement utilisés pour la télédétection des phénomènes thermiques.

Ces systèmes, produisant le plus souvent une image mono ou bidimensionnelle, doivent satisfaire à un certain nombre de critères plus ou moins sévères selon les modes d’utilisation.

Certains équipements sont destinés à une analyse purement qualitative des phénomènes thermiques.

Il s’agit généralement d’une simple visualisation de la distribution thermique des objets non perceptible directement par l’œil. Dans ce cas, le système fournit une image dont le contraste de luminance visible est proportionnel au contraste thermique de l’objet observé. Il est bien évident que l’observation est d’autant plus intéressante que le système est capable de discriminer des écarts de températures faibles. Nous voyons apparaître la notion de résolution thermique.

Il faut ajouter encore deux critères très importants : la résolution spatiale qui définit la dimension des détails de l’objet à la limite de perception et l’éclairement équivalent au bruit qui représente l’énergie minimale à fournir au système pour qu’il délivre un signal au moins égal à son bruit propre.

Ainsi, un objet de dimension angulaire supérieure à celle correspondant à la résolution spatiale du système émettant une énergie infrarouge, telle que l’éclairement est supérieur au bruit du système, a toutes les chances d’être restitué correctement si la différence de température apparente entre lui-même et son environnement est supérieure à la résolution thermique.

(La température apparente est celle qu’aurait un corps noir placé dans le vide au même endroit que l’objet et produisant le même effet sur le capteur de rayonnement).

Lorsqu’il s’agit de mettre en œuvre une mesure quantitative, le système utilisé doit de plus satisfaire à toutes les propriétés des instruments de mesure : proportionnalité, fidélité, fiabilité...

Il existe alors une correspondance unique entre le signal électrique délivré et la température apparente de l’objet (le bruit du système est une cause d’écart à la linéarité car il ajoute au signal une tension aléatoire, une même cause pouvant ainsi produire des effets différents).

Bien sûr, il existe d’autres critères utilisables dans la caractérisation radiométrique des systèmes infrarouges, tels que la réponse spectrale qui définit les longueurs d’onde de fonctionnement mais il apparaît très vite une relation étroite entre chaque nouveau critère choisi, et ceux mentionnés précédemment.

Ainsi, la fonction de transfert optique est directement liée à la résolution spatiale, et à son tour la résolution thermique dépend de la fonction de transfert optique.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e4080


Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(218 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

3. Calculs des grandeurs caractéristiques des systèmes infrarouges

Il est possible, à partir des paramètres du système, de calculer certaines de ces grandeurs. C’est le cas de la puissance équivalente au bruit et de l’écart de température équivalent au bruit.

3.1 Calcul de l’éclairement équivalent au bruit (NEI)

L’éclairement spectral au niveau de la pupille d’entrée du système produit par une source d’intensité spectrale dI / dλ située à la distance d et contenue dans le champ élémentaire d’analyse (IFOV Instantaneous Field of View ), est donné par la loi de Bouguer, corrigée par la transmission spectrale de l’atmosphère sur le trajet  :

Le flux spectral recueilli par l’optique d’entrée de surface S p est alors :

Le détecteur reçoit ce même flux, atténué par la transmission optique du système  :

Le signal électrique délivré par le détecteur de sensibilité spectrale S v (λ) est :

Le signal correspondant à la mesure du rayonnement dans une bande spectrale Δ λ = λb – λa est alors :

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(218 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Calculs des grandeurs caractéristiques des systèmes infrarouges
Sommaire
Sommaire

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(218 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS