红外热像仪技术分享.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2015/1/30,#,红外热像仪技术分享,日期：,2015.1.30,机械部,-,郑岩,红外辐射的发现,1672,年，牛顿使用分光棱镜把太阳光（白光）分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光，证实了太阳光（白光）是由各种颜色的光复合而成。,1800,年，英国物理学家,F.W.,赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，偶然发现放在光带红光外的一支温度计，比其他色光温度的指示数值高。经过反复试验，这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。这种红外线，又称红外辐射，是指波长为,0.78,1000,m,的电磁波。其中波长为,0.78,1.5,m,的部分称为近红外，波长为,1.5,10,m,的部分称为中红外，波长为,10,1000,m,的部分称为远红外线。而波长为,2.0,1000,m,的部分，也称为热红外线。,红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。这种红外线辐射是，基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量。分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大,;,反之，辐射的能量愈小。,红外技术原理,红外线或热成像技术是一种通过使用红外成像测量仪“查看”或“测量”物体辐射热能的技术。热能或红外线能量因其波长过长，无法被人眼感知，属于不可见光。作为电磁频谱的一部分，我们可探测其热度。在红外世界中，它又区别于可见光，即只要物体的温度在绝对零度以上就会向外辐射热量。即使温度极低的物体，如冰块，也会向外辐射红外线。,红外热像仪工作原理,1,系统的工作原理是，由光学系统接受被测目标的红外辐射经光谱滤波将红外辐射能量分布图形反映到焦平面上的红外探测器阵列的各光敏元上，探测器将红外辐射能转换成电信号，由探测器偏置与前置放大的输入电路输出所需的放大信号，并注入到读出电路，以便进行多路传输。高密度、多功能的,CMOS,多路传输器的读出电路能够执行稠密的线阵和面阵红外焦平面阵列的信号积分、传输、处理和扫描输出，并进行,A/D,转换，以送入微机作视频图像处理。由于被测目标物体各部分的红外辐射的热像分布信号非常弱，缺少可见光图像那种层次和立体感，因而需进行一些图像亮度与对比度的控制、实际校正与伪彩色描绘等处理。经过处理的信号送入到视频信号形成部分进行,D/A,转换并形成标准的视频信号，最后通过电视屏或监视器显示被测目标的红外热像图。,红外热像仪工作原理,2,红外热成像技术是将红外图像转换成辐射图像，从而能够从图像中读出温度值。为此，红外热像仪中采用了复杂的算法。,总之，红外热像仪是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，或测量，使您不仅能够观察热图像，还能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。,为什么需要红外热像仪,也有其它技术协助您以非接触模式测量温度。例如，红外测温仪。,红外测温仪对单点温度测量非常有用，但若是扫描大的区域或部件，则非常容易漏掉存在故障且需要修理的关键部件。,红外热像仪可一次扫描整个电机、部件或面板，能够在漆黑夜幕下无需光源产生清晰的图像，即时显示诊断结果，全面呈现一切问题，从不漏掉任何过热风险。,红外热像仪有哪些优点红外热成像技术是一种被动式的非接触的检测与识别，隐蔽性好,红外热成像技术不受电磁干扰，能远距离精确跟踪热目标，精确制导,红外热成像技术能真正做到,24h,全天候监控,红外热成像技术的探测能力强，作用距离远,红外热成像技术可采用多种显示方式，把人类的感官由五种增加到六种,红外热成像技术能直观地显示物体表面的温度场，不受强光影响，应用广泛,隐蔽性好,由于红外热成像技术是一种对目标的被动式的非接触的检测与识别，因而隐蔽性好，不容易被发现，从而使红外热成像仪的操作者更安全、更有效。,精确制导,由于红外热成像技术利用的是热红外线，因而不受电磁干扰。采用先进热成像技术的红外搜索与跟踪系统，能远距离精确跟踪热目标，并可同时跟踪多个目标，使武器发挥最佳效能。红外热成像技术可精确制导，使制导武器具有较高的智能性和发射后不用管的能力，并可寻找最重要的目标予以摧毁，从而大幅度提高了弹药的命中精度，使其作战威力成几十倍地提高。,全天候监控,红外辐射是自然界中存在最为广泛的辐射，而大气、烟云等可吸收可见光和近红外线，但是对,3,5,m,和,8,14,m,的红外是透明的，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。因此，利用这两个窗口，可以在完全无光的夜晚，或是在雨、雪等烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到所需监控的目标。正是由于这个特点，红外热成像技术能真正做到,24h,全天候监控。,探测能力强，作用距离远,利用红外热成像技术进行探测的能力强，可在敌方防卫武器射程之外实施观察，其作用距离远。目前手持式及装于轻武器上的热成像仪可让使用者看清,800m,以上的人体且瞄准射击的作用距离为,2,3km;,在舰艇上观察水面可达,10km,在,1.5km,高的直升机上可发现地面单兵的活动在,20km,高的偵察机上可发现地面的人群和行驶的车辆，并可分析海水温度的变化而探测到水下潜艇等。,把人类的感官由五种增加到六种,只有当物体的温度高达,1000,以上时，才能够发出可见光被人眼看见。而所有温度在绝对零度（,-273,）以上的物体，都会不停地发出热红外线。如一个正常的人所发出的热红外线能量，大约为,100W,。这些都是人眼看不见的，但物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用红外热成像技术对物体进行无接触温度测量和热状态分析，并可采用多种显示方式显示出来。如对视频信号进行假彩色处理，便可由不同颜色显示不同温度的热图像,;,若反视频信号进行模数转换处理，即可用数字显示物体各点的温度值等，从而看清人眼原来看不见的东西。所以可以说，红外热成像技术把人类的感官由五种增加到六种。,不受强光影响，应用广泛,红外测温仪只能显示物体表面某一小区域或某一点的温度值，而红外热成像仪则可以同时测量物体表面各点温度的高低，直观地显示物体表面的温度场，并以图像形式显示出来。由于红外热成像仪是探测目标物体的红外热辐射能量的大小，从而不像微光像增强仪那样处于强光环境中时会出现光晕或关闭，因此不受强光影响。红外热成像技术除主要应用军事方面外，还可广泛应工业、农业、医疗、消防、考古、交通、地质、公安侦察等民用领域。并且，还可将这种技术大量地应用到安防监控领域中，以方便实现智能安防监控。,红外热成像技术有哪些缺点,图像对比度低，分辨细节能力较差,由于红外热成像仪靠温差成像，而一般目标温差都不大，因此红外热图像对比度低，使分辨细节能力变差。,不能透过透明的障碍物看清目标，如窗户玻璃,由于红外热成像仪靠温差成像，而一般目标温差都不大，因此红外热图像对比度低，使分辨细节能力变差。,成本高、价格贵目前红外热成像仪的成本仍是限制它广泛使用的最大因素，但肖特基势垒非致冷红外焦平面阵列的出現，提供了一种以低成本获得高分辨力、高可靠性器件的有效手段。随着科技的发展，关键技术的突破，并提高加工效率，今后的成本会大为降低的,红外热像仪技术参数解释,01,红外探测器尺寸：,红外探测器是红外热像仪的心脏，它可以将红外辐射转变为电信号。探测器尺寸指的是探测器上单个探测元的大小，一般规格有,25um,、,35um,等，探测元越小，成像的质量越好。,红外探测器的分辨率：,分辨率是衡量热像仪探测器优劣的一个重要参数，表示了探测器焦平面上有多少个单位探测元。目前市场主流分辨率为,160*120,、,384*288,等，此外还有,320*240,、,640*480,等。分辨率越高，成效效果也就越清晰。,红外热像仪技术参数解释,02,视场角（,FOV,）：,视场角是由镜头系统主平面与光轴交点看景物或看成像面的线长度时所张的角度，通俗的说，镜头有一个确定的视野，镜头对这个视野的高度和宽度的张角成为视场角,红外热像仪技术参数解释,03,红外热像仪技术参数解释,04,红外热像仪技术参数解释,05,红外热像仪技术参数解释,06,红外热像仪应用,01,工业领域,在工业环境中，热成像可用于寻找导致电气和机械装置故障的热区所在。定期使用热像仪扫描电气柜和电机控制中心。及早检测异常状况，可避免生产中断并节省开支。,建筑领域,专业建筑人员可利用热像仪查找隔热损失及其它相关的建筑缺陷。寻找并维修隔热损失意味着能够实现大幅节源。,红外热像仪应用,02,边防领域,边境安全专家的职责是制止发生在其国家边境的走私活动以及防止其他入侵者侵犯。借助热像仪，他们能够在一片漆黑的环境下洞悉,商业安防领域,热像仪将为我们的安防客户带来无穷收益，有效保护其设施安全，例如：港口、机场、核设施、仓库和工业设施等，不受入侵者侵犯。远在,20,公里之外的人员活动。,红外热像仪应用,03,研发领域,热成像还在应用和基础研发中发挥着关键作用。它可加速产品设计周期，以将其更快投入市场。,海事领域,在游艇和商船上，,FLIR,热像仪正应用于夜间航行、船舶安全、落海救护和打击海盗。,红外热像仪应用,04,交通领域,在车辆上安装热像仪，可增强驾驶员视野。它们能够帮助驾驶员看到前灯照射区域,4,倍的距离。它们还可以安装在特种车辆上，例如：消防车、采矿车和军用车辆。,执法领域,警察可利用热像仪所具有的强大功能，看清潜藏于暗夜之中的人员。他们能够在黑夜的掩护下隐匿在不暴露的位置，轻易发现形迹可疑的人员。,红外热像仪应用,05,消防领域,消防员能够透过烟雾看清状况。这有助于他们在烟雾弥漫的房间内发现受害者，而且还能辨清火势是否已被完全扑灭。热像仪是拯救生命的得力助手。,自动化领域,热像仪安装用于持续监测生产过程及避免火灾。,气体检测领域,热像仪可轻松检测气体泄漏。,户外应用,在热像仪的帮助下，户外运动爱好者可让夜晚变得亮如“白昼”。,