一种坑道工程出入口红外示假系统及其制作方法
【技术领域】
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[0002]本发明涉及坑道工程出入口红外伪装器材技术领域，具体涉及一种坑道工程出入口红外示假系统及其制作方法。
【背景技术】
[0003]坑道工程口部是整个工程最为明显的一处暴露区域，是敌人侦察发现并实施火力袭击的重点部位。口部防护是工程防护最为薄弱的环节，其生存能力直接关系到整个工程的综合防护效能。在高技术侦察分辨能力不断提高的情况下，实现目标的隐真变得越来越困难，而对目标采取示假伪装措施往往具有较高的效费比，军事价值显著。
[0004]随着红外探测技术的发展和完善，红外传感器系统不仅用于对空目标探测、威胁告警和战场态势感知，还可用于探测、识别和精确指示地面目标。坑道工程出入口热红外暴露特征明显，容易被红外探测设备发现和识别。
[0005]出入口是工程外部与内部的连接部位，温度变化不仅受工程内部环境的制约，也受外部环境的影响。坑道工程是深地下工程，其内部温度一年四季变化幅度较小，而外界环境一年四季温度变化幅度较大，所以造成工程出入口热红外暴露特征在不同时段特性不同。主要有三种情况:
一是无论白天还是夜晚出入口热红外图像均呈现暗色。这种情况主要出现在炎热的夏季，白天夜晚温度均比较高，当一天最低温度高于工程内部温度时，出入口无论白天还是晚上热红外图像均呈暗色。
[0006]二是无论白天还是夜晚出入口热红外图像均呈现亮色。这种情况主要出现在寒冷的冬季，白天夜晚温度都很低，当一天最高温度低于工程内部温度时，出入口无论白天还是晚上热红外图像均呈亮色。
[0007]三是白天出入口热红外图像呈暗色，夜晚出入口热红外图像呈亮色。除了上述两种情况外，全年大部分时间出入口热红外特征是这种情况。白天在太阳照射作用下出入口外部环境温度高于工程内部温度，出入口在红外热图上呈现暗色。夜晚随着气温下降，出入口外部环境温度降低，而工程内部温度变化幅度较小，此时内部温度高于外部温度，出入口部位在红外热图上呈现亮色。
[0008]依据出入口热红外特性，研宄符合出入口暴露特征的红外示假系统，逼真地模拟出入口红外特性，是坑道工程口部示假伪装成功的关键。
[0009]国内很多学者针对目标的热红外伪装问题进行了研宄，但在工程类目标全时域红外示假、精确控制、效费比等方面应用存在诸多限制。如半导体制冷温控技术用于示假，但存在制冷片最大降温幅度有限、制冷片散热器与周围介质热交换造成局部温度上升、单个制冷片温控面积较小和功耗较大等限制，大规模工程应用存在诸多不便。相变材料用于热红外示假，但相变材料达到相变点时才能发挥作用，而每种相变材料相变点一定，难以解决不同季节平均温度不同时热红外伪装的问题。
【发明内容】
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[0011]本发明的目的在于提供一种坑道工程出入口红外示假系统及其制作方法，这种示假系统能够准确模拟坑道工程口部白天热红外图像呈暗色，晚上热红外图像呈亮色这一典型红外特征，实现出入口热红外特征模拟的智能化、实时化。解决了单一使用低发射率涂料或加热原件不能模拟出入口一年四季、一天24小时变化的问题。同时，将太阳能供电系统引入示假系统，解决了野外不能供电的难题，实现了示假系统的无人值守。
[0012]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
一种坑道工程出入口红外示假系统，包括:红外示假门5、智能控制系统6和太阳能光伏供电系统7，所述红外示假门包括:低发射率涂层1、电热膜3、聚苯乙烯泡沫塑料板4以及薄铁皮2，薄铁皮2的槽框内置有聚苯乙烯泡沫塑料板4，聚苯乙烯泡沫塑料板4另面铺置有电热膜3，电热膜3另面铺置有薄铁皮2，薄铁皮2表面涂置有低发射率涂层；其中，电热膜3通过电缆与连接太阳能光伏供电系统7的智能控制系统6相连。
[0013]一种坑道工程出入口红外示假系统，所述的智能控制系统由电源、单片机系统、温度传感器以及固体继电器电连接组成，单片机系统输入端与温度传感器相连，单片机系统输出端与固体继电器相连。
[0014]一种坑道工程出入口红外示假系统，所述的太阳能光伏供电系统由光伏组件方阵、蓄电池、充电控制器以及逆变器电连接组成；光伏组件方阵通过充电控制器与蓄电池相连，逆变器第一输入端与蓄电池相连，逆变器第二输入端与光伏组件方阵相连，逆变器输出端通过电缆与红外示假门5内的电热膜3相连；
逆变器第一输入端与蓄电池间、逆变器第二输入端与光伏组件方阵间、光伏组件方阵与充电控制器间设置有智能控制系统6的固体继电器。
[0015]一种坑道工程出入口红外示假系统的制作方法，采用假目标中预设加热系统，同时在假目标表面喷涂低发射率涂料，其步骤如下:
I)、制作红外示假门5，根据坑道工程出入口门的宽度，对薄铁皮折角成槽型结构，将聚苯乙烯泡沫塑料板4放入薄铁皮2的槽型框内，将电热膜3铺到聚苯乙烯泡沫塑料板4上，并固定，再在电热膜上覆盖一层薄铁皮固定，形成由薄铁皮包裹电热膜3和聚苯乙烯泡沫塑料板的门形整体，最后在薄铁皮表面喷涂用于模拟真实工程口部热红外特征的低发射率涂料；
2 )、安装红外示假门5，将红外示假门5安装在坑道工程出入口，红外示假门5内的电热膜3通过电缆与智能控制系统6相连；智能控制系统6通过电缆与太阳能光伏供电系统7电连接，且智能控制系统6通过信号线与红外示假门处的坑道工程出入口安装的温度传感器相连；
3)、工作时，既能模拟坑道工程口部白天热红外图像呈暗色的情形，也能模拟晚上热红外图像呈亮色的情形；即有效模拟真实口部一天24小时及一年四季不断变化的非常复杂的热红外特征，实时监控周围环境及示假门表面温度变化，实现野外无人值守；
当需要模拟坑道工程口部晚上热红外图像呈亮色时，智能控制系统启动加热系统使假目标表面温度高于周围背景，假目标在红外图像上呈现亮色； 当需要模拟坑道工程口部白天热红外图像呈暗色时，智能控制系统关闭加热系统，野外条件下空气热交换使假目标温度趋近于背景温度，而假目标表面发射率低于周围背景，假目标辐射温度自然低于周围背景，假目标在红外图像上呈现暗色；即当坑道工程出入口部位红外辐射强度低于外界时，电热膜3停止工作，依靠低发射率涂料模拟该种情况。
[0016]一种坑道工程出入口红外示假系统的制作方法，所述低发射率涂料为红外发射率为0.7的涂料。
[0017]一种坑道工程出入口红外示假系统的制作方法，所述电热膜为柔软的碳墨远红外线电热膜，由性能稳定的导电油墨、银墨密闭在两层高分子聚酯薄膜之间而成，其产生的热量主要以波长控制在8~14微米的远红外线的方式均匀地辐射出来。
[0018]一种坑道工程出入口红外示假系统的制作方法，所述聚苯乙烯泡沫塑料板是一种缓冲材料，作为载体用于支撑柔软的电热膜。
[0019]一种坑道工程出入口红外示假系统的制作方法，所述供电系统，包括:采用的光伏组件方阵在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出；采用的蓄电池将太阳电池组件产生的电能储存起来，当光照不足或晚上以及负载需求大于太阳电池组件所发的电量时，将储存的电能释放以满足负载的能量需求；采用的充放电控制器对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出；采用的逆变器将太阳电池组件产生的直流电或者蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电。
[0020]由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性:
1、红外示假系统能够有效模拟坑道工程出入口白天热红外图像呈暗色，晚上热红外图像呈亮色这一典型复杂的红外特征。
[0021]2、将智能控制技术、信息实时采集技术用于热红外特征示假，实现了出入口热红外特征模拟的智能化、实时化。可以有效模拟真实口部一年四季、一天24小时不断变化的热红外特征。
[0022]3、引入了太阳能光伏供电系统，解决了野外不能供电的难题，实现了红外示假系统无人值守。
【附图说明】
[0023]图1为红外示假门的剖面结构示意图；
图2为红外示假门的薄铁皮框制作的剖面结构示意图；
图3为红外示假门的泡沫塑料板与薄铁皮框安装结构示意图；
图4为红外示假门的电热膜、泡沫塑料板、薄铁皮框的安装结构示意图；
图5为红外示假门安装成的结构示意图；
图6为红外示假门的系统连接示意图。
[0024]图中，1-低发射率涂层，2-薄铁皮框，3-碳素电热膜，4-聚苯乙烯泡沫塑料板，5-红外示假门，6-智能控制系统，7-太阳能光伏供电系统。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施案例对本发明作进一步的描述，当然下述实施例不应理解为对本发明的限制。
[0026]一种坑道工程出入口红外示假系统，包括:红外示假门5、智能控制系统6和太阳能光伏供电系统7，所述红外示假门包括:低发射率涂层1、电热膜3、聚苯乙烯泡沫塑料板4以及薄铁皮2，薄铁皮2的槽框内置有聚苯乙烯泡沫塑料板4，聚苯乙烯泡沫塑料板4另面铺置有电热膜3，电热膜3另面铺置有薄铁皮2，薄铁皮2表面涂置有低发射率涂层；其中，电热膜3通过电缆与连接太阳能光伏供电系统7的智能控制系统6相连。
[0027]所述的智能控制系统由电源、单片机系统、温度传感器以及固体继电器电连接组成，单片机系统输入端与温度传感器相连，单片机系统输出端与固体继电器相连。
[0028]所述的太阳能光伏供电系统由光伏组件方阵、蓄电池、充电控制器以及逆变器电连接组成；光伏组件方阵通过充电控制器与蓄电池相连，逆变器第一输入端与蓄电池相连，逆变器第二输入端与光伏组件方阵相连，逆变器输出端通过电缆与红外示假门5内的电热