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Oberflächen grauer Strahler

Aus (3.11) ergab sich, da\3 der vom CCD-Chip empfangene, spektrale Strahlungsflu\3 tex2html_wrap_inline13318 proportional zur spektralen Strahlungsdichte tex2html_wrap_inline13320 des Objektes ist. Für einen grauen Strahler, d. h. für die Oberfläche der meisten Körper ergibt sich:
equation1385

Das Ausgangssignal tex2html_wrap_inline13322 der Kamera ist proportional zum absorbierten Strahlungsflu\3, gewichtet mit der spektralen Empfindlichkeit tex2html_wrap_inline13306 des CCD-Chips. Dies gilt für Strahlung beliebiger Wellenlänge, die den Detektor erreicht:
 equation1391

Das gesamte Signal S eines Pixels des Kamerabildes setzt sich aus dem Integral
equation1398
über alle Wellenlängen, gewichtet mit der Fensterfunktion tex2html_wrap_inline13244 des Kältefilters zusammen. Für die Radiance 1 Kamera kann tex2html_wrap_inline13244 durch eine Rechteckfunktion zwischen 3 und 5tex2html_wrap_inline11906m angenähert werden und man erhält:
 equation1404
mit der Proportionalitätskonstanten tex2html_wrap_inline13334 der Kamera. Sie enthält sowohl den Geometriefaktor der Optik, als auch den elektronischen Verstärkungsfaktor und mu\3 experimentell ermittelt werden.

Abbildung 3.9 zeigt den theoretischen Verlauf des Signals eines Sensorelementes (Pixel) der Infrarotkamera in Abhängigkeit von der Temperatur des Objektes. Die Kurve wurde durch numerische Integration von (3.21) ermittelt.

intensit

  figure1854
Abbildung: Theoretischer Verlauf des Kamerasignals in Abhängigkeit von der Temperatur des beobachteten Objektes. Die dünne Kurve zeigt einen quadratischen Fit durch die Werte.

Es ist zu erkennen, da\3 sich das Kamerasignal innerhalb des geplotteten Temperaturintervalls gut durch ein Polynom der Ordnung 2 nähern lä\3t. Zur Bestimmung einer Eichkurve für die tatsächliche Kameraintensität reichen daher 3 verschiedene Temperaturen. Dies wurde bei der Entwicklung einer Kalibriereinrichtung (Kapitel 3.3.1) ausgenutzt.



Horst Haussecker
Tue Jan 14 19:32:36 MET 1997