I. Tổng quan về đo vận tốc nguồn nhiệt bằng bức xạ hồng ngoại
Chương này tập trung vào bài toán đo vận tốc nguồn nhiệt sử dụng bức xạ hồng ngoại. Các nghiên cứu liên quan đã được tổng hợp, phân tích để xác định những kết quả đạt được và những khoảng trống cần nghiên cứu thêm. Công nghệ đo lường hiện tại chủ yếu tập trung vào phát hiện sự xuất hiện và hướng di chuyển của nguồn nhiệt, trong khi việc nâng cao độ chính xác đo vận tốc vẫn còn hạn chế. Các hệ thống sử dụng cảm biến hồng ngoại được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực giao thông, y tế và an ninh, nhưng cần cải tiến để đạt độ chính xác cao hơn.
1.1. Bài toán đo vận tốc nguồn nhiệt
Bài toán đo vận tốc nguồn nhiệt đặt ra yêu cầu về việc xác định chính xác tốc độ di chuyển của các đối tượng như phương tiện giao thông, con người hoặc động vật. Bức xạ hồng ngoại được sử dụng để thu nhận tín hiệu từ các nguồn nhiệt này. Tuy nhiên, các nghiên cứu hiện tại chưa tập trung vào việc nâng cao độ chính xác của phép đo, đặc biệt là trong điều kiện thực tế.
1.2. Các nghiên cứu liên quan
Các nghiên cứu trước đây đã đề xuất nhiều giải pháp sử dụng cảm biến hồng ngoại để phát hiện và theo dõi nguồn nhiệt. Tuy nhiên, việc nghiên cứu vận tốc và độ chính xác của phép đo vẫn còn hạn chế. Các hệ thống hiện tại chủ yếu tập trung vào việc phát hiện sự xuất hiện và hướng di chuyển, trong khi việc xác định tốc độ chưa được chú trọng.
II. Cơ sở lý thuyết xây dựng hệ thống đo vận tốc
Chương này trình bày các lý thuyết liên quan đến bức xạ hồng ngoại và hệ thống đo lường sử dụng cảm biến hồng ngoại. Các đơn vị bức xạ, đặc điểm không gian của nguồn nhiệt và nền hồng ngoại được phân tích chi tiết. Hệ thống đo lường được đề xuất bao gồm các mô-đun cảm biến PIR, thấu kính Fresnel và các lý thuyết tín hiệu ngẫu nhiên để xác định thời gian trễ.
2.1. Lý thuyết về bức xạ hồng ngoại
Các lý thuyết liên quan đến bức xạ hồng ngoại bao gồm các đơn vị bức xạ, đặc điểm không gian của nguồn nhiệt và nền hồng ngoại. Bức xạ hồng ngoại được sử dụng để thu nhận tín hiệu từ các nguồn nhiệt, và các đặc điểm này ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của phép đo.
2.2. Hệ thống đo lường sử dụng cảm biến PIR
Hệ thống đo lường được đề xuất bao gồm các mô-đun cảm biến PIR, thấu kính Fresnel và các lý thuyết tín hiệu ngẫu nhiên. Cảm biến hồng ngoại được sử dụng để thu nhận tín hiệu từ nguồn nhiệt, và các lý thuyết tín hiệu ngẫu nhiên được áp dụng để xác định thời gian trễ giữa các tín hiệu.
III. Giải pháp nâng cao độ chính xác đo vận tốc
Chương này đề xuất các giải pháp nâng cao độ chính xác trong phép đo vận tốc nguồn nhiệt bằng bức xạ hồng ngoại. Các sai số và độ không đảm bảo đo được phân tích, cùng với các giải pháp hiệu chỉnh độ song song giữa hai quang trục của hai mô-đun cảm biến PIR. Các phương pháp xác định độ trễ giữa hai tín hiệu đầu ra cũng được đề cập.
3.1. Phân tích sai số và độ không đảm bảo đo
Các sai số và độ không đảm bảo đo trong hệ thống đo vận tốc nguồn nhiệt được phân tích chi tiết. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo bao gồm độ song song giữa hai quang trục của hai mô-đun cảm biến PIR và độ trễ giữa hai tín hiệu đầu ra.
3.2. Giải pháp hiệu chỉnh độ song song
Các giải pháp hiệu chỉnh độ song song giữa hai quang trục của hai mô-đun cảm biến PIR được đề xuất. Các thí nghiệm được thiết lập để xác định và hiệu chỉnh vị trí quang trục của mô-đun cảm biến, nhằm đảm bảo độ chính xác của phép đo.
IV. Kết quả phân tích và thực nghiệm
Chương này trình bày các kết quả phân tích và thực nghiệm của hệ thống đo vận tốc nguồn nhiệt bằng bức xạ hồng ngoại. Các thí nghiệm được thực hiện để xác định vị trí quang trục của mô-đun cảm biến PIR và đo giá trị vận tốc. Các phương pháp số khác nhau được áp dụng để phân tích độ không đảm bảo đo và đánh giá độ chính xác của phép đo.
4.1. Thí nghiệm xác định vị trí quang trục
Các thí nghiệm xác định vị trí quang trục của mô-đun cảm biến PIR được thực hiện để đảm bảo độ chính xác của phép đo. Các kết quả thực nghiệm cho thấy độ phân giải của phép đo có thể đạt đến 0,02 độ khi sử dụng các thiết bị được xây dựng trong thực tế.
4.2. Thực nghiệm đo giá trị vận tốc
Các thực nghiệm đo giá trị vận tốc được thực hiện với các đối tượng thực tế. Các phương pháp số khác nhau được áp dụng để phân tích độ không đảm bảo đo và đánh giá độ chính xác của phép đo. Kết quả cho thấy sai lệch đạt tới 3,5% so với phương pháp đo tham chiếu.
