红外成像及应用.ppt

四、红外焦平面和红外热像仪分类根据焦平面阵列是否需要制冷分类制冷型IRFPA 基于光子探测原理。较高工作温度下，探测器材料固有的热激发迅速增强，暗电流和噪声的增大将严重降低探测器的性能，甚至无法正常工作。这类探测器通常工作在200K温度下，一般用液氮制冷。非制冷型UFPA4.1红外焦平面分类第32页,共60页，星期六，2024年，5月四、红外焦平面和红外热像仪分类根据焦平面阵列是否需要制冷分类非制冷型UFPA 按传感器材料，目前的UFPA分为热释电和微测辐射热计两种，工作时不需要制冷器。 目前，UFPA的灵敏度比制冷型的要低2~3个数量级。但对许多应用，特别是监视与夜视已经足够。 在相同的阵列单元数和观察条件下，UFPA摄像机的像质与制冷型的所得像质基本一致。4.1红外焦平面分类第33页,共60页，星期六，2024年，5月四、红外焦平面和红外热像仪分类光机扫描型 采用单元或多元的光电导或光伏红外探测器，借助光机扫描器使单一探测器依次扫过景物的各部分，形成景物的二维图像。 探测器把接收到的辐射信号转换成电信号，通过隔直电路把背景辐射从目标信号中消除，从而获得对比度良好的热图象。 这种类型的热成像系统存着结构复杂、成本高等缺点，是早期产品，主要应用在军事领域中。4.2红外热像仪分类第34页,共60页，星期六，2024年，5月四、红外焦平面和红外热像仪分类非光机扫描型性能上优于光机扫描型，有逐步取代它的趋势。探测器由单片集成电路组成，是包含多个探测单元的面阵，每个单元与景物的一个微面元对应，因此可取消光机扫描。高密度、低成本、高可靠性和高使用寿命的非致冷凝视焦平面阵列技术是红外热像技术发展经历的第三次变革。不仅甩掉了机械扫描机构、而且无需致冷，使红外热像系统进一步小型化、精细化，系统成本降低差不多一个数量级。4.2红外热像仪分类第35页,共60页，星期六，2024年，5月五、红外热像仪的应用应用领域：公安执法安全防犯车辆、飞行器和船只夜视停车场和飞机场的夜间监视公安消防环境污染监测发电厂和输电线的检测医学方面对早期癌肿瘤诊断第36页,共60页，星期六，2024年，5月五、红外热像仪的应用公安执法现代毒品交易已遍及全球，执法人员获取现场毒品交易实况的难度愈来愈大，瞬时成像和非致冷红外焦平面阵列摄像机使执法人员的这种能力大为提高。美国前视红外系统（FLIR）公司生产的Seek-IR摄像机即为其中典范。第37页,共60页，星期六，2024年，5月五、红外热像仪的应用车辆、飞行器和船只夜视致冷型前视红外（FLIR）系统，由于成本高仅限于军用飞行器、舰船、装甲车和坦克等应用。目前，非致冷红外凝视焦平面阵列技术正在转向民用，民用汽车、飞机和船只的夜视市场，是这一技术新进步的结果。第38页,共60页，星期六，2024年，5月五、红外热像仪的应用美国能源部OakRjdge国家实验室正在发展三种低成本的汽车夜视技术，这种夜视装置能使驾驶员看清楚迎面而来的汽车前灯强光后面的情况。德克萨斯仪器公司的汽车夜间驾驶员迎头显示器把实时红外热图像投影在车辆挡风玻璃上，便于随时观看。汽车驾驶员夜间视频增强系统的夜间观察距离达1500英尺、正前方灯光距离30英尺以上，公路上的障碍、停车斜面与进出车辆均可识别出来。日本和法国也都在发展这种用于汽车、飞机、船只和火车的交通运输安全技术。第39页,共60页，星期六，2024年，5月五、红外热像仪的应用安全防范金融机构和公共设施的安全防犯日益引起全社会的严重关注，罪犯袭击的目标往往是金融机构。红外热像仪几乎在任意条件下（含白天、黑夜）都可使用，对潜伏在光照区域外的入侵罪犯，也能判明其位置，记录下犯罪的实况。因此安全防范是非致冷红外热成像焦平面技术的又一个大型应用市场。第40页,共60页，星期六，2024年，5月五、红外热像仪的应用环境污染监测石油勘探生产和工厂排污必须受到严格的监控。墨西哥湾海底是美国石油和天然气的主要来源，有3800多口油井在日夜运行。政府严格规定：“禁止把含油量超过百分之几的废水排入海湾”。这一禁令由光电子系统负责执行，废水含油量用红外光谱仪测定。红外光谱仪还可用于分析汽油添加剂、监测纺织品成品、测量铝板上涂层厚度、监测土壤中的污染物和分析润滑油的质量等，其应用范围正在不断扩大。第41页,共60页，星期六，2024年，5月五、红外热像仪的应用