惯性空间TDI相机长弧段星源主动扫描设计

为了有效扩大惯性空间观测的幅宽范围和成像信噪比,提出了一种基于星等与光学多参量的映射函数的卫星与载荷姿频协同补偿的TDI相机长弧段星源主动扫描设计方法。首先,基于黑体辐射能量密度公式,构造TDI光学参量与极限探测星等之间的映射函数;然后,采用齐次坐标变换和欧拉轴最优路径规划方法,建立惯性空间卫星恒速机动和载荷动态实时补偿的长弧段星源扫描成像模型,完成动态星源无拖尾高信噪比成像。最后,基于平行实验理论,搭建由TDI相机和动态星源模拟器组成的实验系统,并完成了扫描成像实验和误差分析。实验结果表明,本体坐标系相对惯性坐标系的欧拉角速率为8.5(°)/s时,积分级数为96,TDI相机行频为1 kHz,成像时长10 s,TDI相机成像过程中星图成像信噪比最大值为7.325,扫描区域立体角为5.4232 rad。惯性空间TDI相机长弧段星源主动扫描可实现对星源高信噪比成像,并大幅拓展了成像观测范围。

TDI-Tei指数联合NT-proBNP对急性心肌梗死患者预后的预测价值

目的 探讨TDI-Tei指数(tissue doppler imaging-Tei index)联合血清N-端脑利钠肽前体(N-terminal pro-Btype brain natriuretic peptide,NT-proBNP)对经皮冠状动脉介入(percutaneous coronary intervention,PCI)治疗术后的急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)患者远期预后的预测价值。方法 选取2021年3月1日至2022年6月30日在济南市人民医院接受急诊PCI治疗术的201例AMI患者,术后随访12个月,根据是否发生不良心血管事件(major adverse cardiovascular events,MACEs)将其分为发生组(n=50)与未发生组(n=151)。收集患者临床资料,采用多因素logistic回归,分析术后72 h内的TDI-Tei指数、血清NT-proBNP水平与AMI患者PCI术后发生MACEs的关系,采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析两者分别以及联合对AMI患者PCI术后发生MACEs的预测价值。结果 发生组年龄、门-导丝时间、糖尿病、冠脉Gensini评分、术后心率、心肌钙蛋白I(cardiac troponin I,cTnI)、尿酸、TDI-Tei指数、NT-proBNP均高于未发生组,左室射血分数低于未发生组,差异均有统计学意义(P <0.001);多因素logistic回归分析显示,术后心率、TDI-Tei指数及NT-proBNP是AMI患者PCI术后12个月内发生MACEs的独立预测因素(P <0.001);ROC曲线分析显示,血清NT-proBNP的曲线下面积(area under curve, AUC)为0.86,敏感度为76%,特异度为82.8%。TDI-Tei指数的AUC为0.940,敏感度为80%,特异度为94.7%。两指标联合预测的AUC更高,为0.961,敏感度为86%,特异度为97.4%。结论 TDI-Tei指数及NT-proBNP是AMI患者PCI术后12个月内发生MACEs的独立预测因素,两者联合对AMI患者PCI术后12个月内发生MACEs的预测价值更具临床意义。

未来TDI行业将面临压力

甲苯二异氰酸酯(TDI)的2024年供应面存在利好,但需求不足,预计TDI行业或继续维持平稳走势。(1)厂家控货挺价,2024年1月,TDI部分工厂发货速度迟缓,现货紧张导致价格上涨,但终端或将逐步进入放假模式,采购意向不足交易冷清。

TDI配套装置变压吸附回收制氢解吸气节能技术改造

在光气法生产甲苯二异氰酸酯(TDI)工艺过程中,涉及到硝基加氢还原和光气合成反应,会分别用到H2和CO作为原料气参与反应。通过甲烷制合成气,合成气经过变压吸附分离、提纯出满足生产需求的H_(2)和CO。在不更换设备的条件下,换用较先进的CuCl/分子筛吸附剂,增加一条管线回收部分氢气解吸气,并对压缩机的进气量进行无级调节改造,以保证冲洗脱碳段气量的充足。在不影响TDI产量和质量的情况下,可直接降低甲烷投用量633 Nm^(3)/h,每年大约节省总费用约1700万元。此方法能达到节能减排的目的。

面向GEO目标探测的面阵TDI空间相机

为了提高远距离、暗弱目标探测灵敏度,通常需要增大可见光相机口径,这会显著增加相机的质量和体积,无法适应卫星轻小型化要求。针对低轨探测地球同步轨道(GEO)目标需求,利用低轨零倾角卫星与GEO目标相对速度恒定,设计了面阵相机时间延迟积分(面阵TDI)成像模式。与自然交会模式、面阵凝视模式相比,在不增加相机口径的前提下,大幅提高了相机探测灵敏度。阐述了面阵探测器TDI成像原理,推导了相机信噪比计算模型,对目标运动、积分时间、探测灵敏度和信噪比等主要成像参数进行了计算,分析对点目标探测成像的影响。研制了一台原理样机,在暗室条件下的实测结果表明,相机TDI级数为96级,可实现对GEO轨道目标探测能力优于15星等,信噪比大于5。

区域熔融法纯化TDI-80

TDI-80经过悬浮结晶法提纯后再采用区域熔融法制备TDI-100。对比了TDI-80三次悬浮结晶未洗涤和一次悬浮结晶后在经TDI-100洗涤滤饼对最终产品纯度的影响,并且考察了区域熔融实验区熔温差、区熔速率、熔区尺寸、区熔方向和区熔次数等因素对产品2,4-TDI纯度的影响,最终获得的TDI纯度大于98.5%,产品收率为60%。

偏流角误差对TDI CCD相机成像的影响与仿真

本文分析了TDI CCD相机的偏流角调整过程和偏流角误差匹配的影响因素,依据偏流角误差导致的姿态稳定度偏差对相机成像质量的影响,建立推扫相机像点与物点一一对应的数学模型,根据TDI CCD成像时超出对应像素的横向与纵向偏移量的累加计算,仿真卫星姿态稳定度改变时相机的成像;同时,利用单轴气浮转台和面阵CCD进行成像实验,将实验条件的像移速度与仿真条件的像移速度匹配,并对面阵CCD成像进行偏移量的累加,模拟推扫CCD成像,最后利用图像对比度和互相关相似性测度分析仿真成像与实验成像质量。仿真成像与实验成像在对比度和互相关相似性测度上相差为0.03左右,能较好满足地面卫星相机连调试验的图像仿真。

空间遥感相机TDI CCD积分级数和增益的优化设置

为了提高空间TDI CCD遥感相机的成像质量,研究了相机TDI CCD积分级数和增益的优化设置方法。分别讨论了信噪比(SNR)和调制传递函数(MTF)与积分级数的关系,指出增加积分级数能解决光能量不足问题并有效提高SNR,但同时会引起系统MTF下降;增加增益也可解决光能量不足问题,但不能改变系统的SNR和MTF,因此优化积分级数和增益可改善图像质量。采用SNR×MTF作为图像质量评价指标,对积分级数和增益设置进行了优化。数值计算结果表明:在给定的相机参数下,当卫星俯仰角速度为0.005(°)/s,曝光量为饱和值的1/66时,积分级数选为44级,增益设置为1.5可获得较好的图像质量。

降低聚氨酯固化剂中游离TDI含量的方法研究

采用工艺与装备一体化的思路进行了TDI-TMP聚氨酯固化剂的合成与分离研究。研究了适合在薄膜蒸发器中进行游离TDI分离的聚氨酯预聚物的合成工艺,讨论了TDI/TMP的配比、反应温度和加料方式对TDI-TMP预聚物合成工艺的影响。研究了高真空两级薄膜蒸发器分离预聚物中游离TDI的分离工艺,讨论了进料速率、二级蒸馏温度、二级绝对压力和二级刮板转速对分离效果的影响。研究表明:在TDI与TMP质量比在5:1,反应温度在50℃,反应时间5h的合成条件下,得到的预聚物分子量小、黏度低、流动所需温度低,适合在薄膜蒸发器中进行游离TDI的分离。优化的分离工艺条件是进料速率为1.6kg·min-1,二级蒸馏温度为170℃,二级蒸馏绝压为80Pa,二级刮板转速为180r·min-1。合成与分离后的聚氨酯固化剂色泽浅、游离TDI含量和-NCO含量符合设计要求。

推扫型TDI CCD光学遥感器动态成像研究

针对基于推扫技术的TDI CCD空间光学遥感器动态成像试验,研制了一套检测系统。在系统中,设计了模拟卫星推扫的双支承U型结构精密转台。搭载遥感器,以角速度0.555°/s在±5°的范围内转动时,转台稳速控制精度达到0.3%。设计了一种奈奎斯特频率靶标,在每组矩形垂直靶条间加入公差为a/n的等差级数间隔靶条,解决了遥感器推扫时CCD像元与垂直靶条像匹配不确定性问题,使配准简化,提高了测量结果的准确性。试验结果表明:遥感器获得了垂直、水平及45°方向的0视场,±0.86视场奈奎斯特频率靶条像,验证了采用推扫技术的TDI CCD遥感器所具有的高品质。

大视场TDI CCD相机静态传递函数实时检测与记录系统

为了解决大视场TDI CCD相机静态传递函数(下面简称传函)检测过程中传函图像受环境影响较大、检测准确度不高等问题,设计了一种静态传函实时检测与记录系统。首先,根据大视场TDICCD相机静态传函图像特征,建立一个实时检测与记录的硬件和软件平台,实时接收相机输出的图像数据。其次,分析清晰靶标图像和模糊靶标图像的特征,设置区分两者的静态传函阈值,从实时接收的靶标图像中选取清晰靶标图像作为检测样本。然后,对靶标图像样本中的所有TDI CCD像元处的静态传函进行计算并做均值处理,将靶标图像样本的图像数据和静态传函值进行记录以便于后期分析处理。最后,对大视场TDI CCD相机5个通道进行静态传函的实时检测,记录20帧靶标图像样本的平均静态传函值,分析每个通道静态传函的标准偏差。实验结果表明:系统在选取0.01作为静态传函阈值的情况下,大视场TDI CCD相机每个通道静态传函值的标准偏差均小于1%,有效去除了模糊靶标图像引起的检测误差,提高了静态传函检测的精度和效率。

卫星姿态精度对TDICCD相机的影响

正确的姿态控制精度是TDICCD卫星相机正常工作的基本前提 .通过分析、计算卫星姿态控制精度导致的像移量及其与调制传递函数的对应关系 ,给出了TDICCD相机对卫星姿态精度的要求 .实例计算结果表明 ,TDICCD相机对卫星姿态控制精度的要求比普通CCD相机的要求高 ,且随着TDI积分级数的增加 。

用作图法判定航空相机TDI CCD积分方向

由于Time Delay and Integration CCD(TDI CCD)是一种类似面阵结构的线阵输出CCD,其光电荷转移具有一定的方向性,所以TDI CCD图像传感器的积分方向与CCD成像运动方向必须保持一定的关系才能成像。本文以推扫成像相机和摆扫成像相机为例,介绍了一种基于高斯成像原理的作图法,用以确定TDI CCD积分方向与传感器成像运动方向的关系,分析和论证表明,TDI CCD的积分方向必须与地物在像面上的像移方向一致。实践证明这种方法可以清楚、简便、快速地确定TDI CCD的积分方向,从而确定TDI CCD的安装方向,适宜在实际的工程设计中采用。

航天TDI-CCD亚像元相机的MTF研究

讨论了不同步采集和偏流角带来的像移对航天TDI-CCD亚像元相机系统相机调制传递函数的影响.通过对成像工作方式中所产生的速度失配和方向失配的调制传递函数影响的分析,得出了提高相机采集同步精度和消除偏流角的方法.

HTPB与TDI固化的分子模拟研究

为了提供固化反应的微观信息,运用Materials Studio 4.2分子模拟软件,构建HTPB和TDI分子模型,对HTPB和TDI固化进行分子动力学(MD)和合成(Synthia)模拟。分析了固化体系的构型、键长、X-射线散射图谱和弹性模量,结果表明,氰酸酯基(—NCO)中的N C双键变单键和羟基O—H断开,形成新化学键(—HNCOO—)生成氨基甲酸酯;HT-PB与TDI是一个自发进行的固化反应;HTPB-TDI固化体系的力学性能得到了改善,为HTPB-TDI固化研究提供了一种切实可行的新方法。

8192像元TDI-CCD相机信噪比的深入分析

对TDI-CCD相机系统的各种噪声产生的机理进行了深入分析,根据各种噪声的特点,提出了相应的噪声处理技术。进而建立TDI-CCD的噪声数学模型,推导噪声与TDI级数的关系。分析不同光照条件下各类噪声的主次关系,得出信噪比与积分关系的新结论。即在亮背景图像时TDI-CCD的信噪比与TDI级数M的平方根成正比;而在暗背景图像时TDI-CCD的信噪比与TDI级数M成正比。

星载TDI CCD动态成像全物理仿真系统设计

基于高精度卫星姿态控制仿真三轴气浮台，研制了高精度卫星姿态控制仿真子系统，用于为地面TDICCD动态成像仿真系统提供真实的仿真环境。根据TDICCD实际成像原理，采用软件模拟替代实际线阵相机的TDI电荷转移迭加过程，研制了基于面阵CCD的星载TDICCD动态成像仿真系统。利用该系统，实现了最高指向控制精度为0．1°，姿态稳定度为0．01（°）／s的卫星姿态控制仿真实验，模拟了积分时间为0．1S的TDICCD相机4～16级动态成像过程。研究了卫星姿态对TDICCD相机拍照的影响，分析了实际航天高性能TDICCD相机成像建模理论。像移速度匹配误差为0，姿态稳定度大于0．01（°）／s的实验显示了物理仿真与数学仿真结果与理论分析基本一致，不仅验证了该平台物理仿真方案的正确性，也初步验证了航天CCD成像建模理论的正确性。

TDI CCD全景航空相机行转移信号产生方法

TDI CCD全景相机照相时需要给TDI CCD施加行转移信号,为了达到相机照相分辨率要求,需保证像速度与电荷转移速度匹配,一般采用固定频率行转移信号或者采用编码器随动产生行转移信号。分析了上述2种方法的不足,提出了以速率陀螺值为基准的行转移信号产生的方法,即根据速率陀螺数据计算分频倍率,依此对高频时钟分频产生行转移信号,并分析了行转移信号的频率偏差对像移的影响。在环境实验室对该方法进行了验证:利用长焦距精密平行光管模拟目标,把相机固定在振动平台上模拟载体的振动环境,相机对靶标成像,分辨率达到62 lp/mm。对比了振动平台静止、振动2种情况下相机拍照图像的分辨率,验证了该方法的可行性。

扫描镜稳定度对TDI CCD测量精度的影响

利用TDI CCD成像数值仿真模型,研究了TDI CCD测量系统的测角精度随扫描镜速度稳定度的变化规律。首先根据TDI CCD推扫成像的物理过程,建立了数值仿真模型,设计了从光学像和扫描镜稳定度到数字图像的仿真链路;然后利用图像重心计算方法求取图像中心坐标并得到目标点的角位置坐标;通过蒙特卡诺法进行海量打靶试验,对结果进行统计得到扫描镜各稳定度水平上的测量精度值;最后将某工程样机的扫描镜速度稳定度带入仿真模型,仿真结果表明:测试误差增大5.67μrad,达到了像元角分辨率的1/4。在光学测量系统的系统设计时,需要考虑像元分辨率及扫描镜稳定度的综合影响,选用合适的扫描镜稳定度要求,使测量角分辨率满足用户需求。

TDI-CCD相机的1.06μm激光饱和干扰实验研究

激光干扰是对抗成像观瞄设备和精确制导武器,保护己方目标的重要方式。目前,对图像传感器的干扰效果研究主要集中在CCD相机和CMOS相机,对TDI-CCD相机干扰效果的研究较少。为了研究激光对TDI-CCD图像传感器的干扰效果,利用1.06μm高重频激光开展了对TDI-CCD相机的饱和干扰实验研究。实验中测量并计算了TDI-CCD相机的图像饱和及过饱和激光功率密度阈值,分析计算了饱和干扰象元数与激光入射功率之间的关系,TDI-CCD相机工作行频与干扰效果的关系。解释了副光斑、过饱和现象及圆环状光斑的形成原因。实验结果表明,1.06μm激光对TDI-CCD相机饱和干扰阈值为7.9×10-4W/cm2,过饱和干扰阈值约为4.7 W/cm2,1.06μm激光可作为对抗TDI-CCD相机的有效干扰手段。