《红外系统概述》课件.pptVIP

***********红外探测器的工作原理光子激发红外辐射进入探测器,会激发检测材料中的电子,产生电荷载流子。电荷收集电荷载流子在偏压的作用下被收集,产生电信号输出。信号放大微弱的电信号需要经过放大电路,以提高探测器的灵敏度。图像输出经过信号处理,探测器输出的电信号被转换成图像形式呈现。红外探测器的种类和特性热电耦探测器利用热电效应产生电信号，对温度变化敏感，响应时间短。光电探测器利用光电效应产生电信号，对光强变化敏感，响应快捷。波兰计探测器利用材料电阻随温度变化的特性产生电信号，对辐射功率敏感。压电探测器利用压电材料对温度变化的响应产生电信号，具有快速响应。红外光学系统的构成光学镜头红外光学系统的核心部件是用于聚焦、成像的光学镜头。镜头由多个镜片组成，可以根据不同红外波段进行优化设计。滤波器滤波器用于选择特定波长范围的红外辐射,有助于降低背景噪声,提高成像质量。常见的滤波器包括窄带滤光片和热辐射滤光片。光圈光圈控制进入红外探测器的光通量,影响探测器的灵敏度和动态范围。可调节光圈可以适应不同的红外辐射环境。遮光罩遮光罩用于遮挡不需要的光线,减少散射光对成像质量的影响,提高红外系统的对比度和分辨率。红外光学系统的设计要求1高分辨率红外光学系统需要具有高分辨率,以捕捉细节清晰的红外图像。这需要使用先进的光学元件和精密的制造工艺。2高灵敏度红外光学系统应具有高灵敏度,能够检测微弱的红外辐射。这需要使用高性能的感应器件和优化的光路设计。3宽动态范围红外光学系统需要广泛的动态范围,以涵盖从暗处到明亮环境的各种亮度条件。这需要采用先进的曝光控制技术。4抗干扰性红外光学系统需要抗环境干扰,如振动、温度变化等,以确保稳定可靠的工作性能。这需要采用结构设计和温控技术。红外光学系统的主要部件红外透镜红外透镜是红外光学系统的核心部件之一,用于聚焦和引导红外光线。它们通常由具有高透过率的特殊材料制成,如碲镓、硫化锌等。红外镜筒红外镜筒用于支撑和对齐红外透镜,确保光线能够沿着预期的光路传播。它还可以起到隔热和防尘的作用。红外探测器红外探测器是将入射的红外辐射转换为电信号的关键部件,如热电探测器和光电探测器等。它们决定了整个系统的灵敏度和分辨率。冷却装置为了提高探测器的性能,常需要配备制冷装置,如液氮冷却或热电制冷等。它们可以降低探测器的噪声,提高探测灵敏度。红外信号处理电路的功能1信号放大将来自探测器的微弱红外信号进行放大以提高信号强度。2噪声抑制利用滤波技术降低信号中的噪声,提高信号质量。3信号调理对信号进行包括滤波、整形等一系列调理操作,使之符合后续电路的输入要求。4模拟数字转换将模拟红外信号转换为数字信号,以便后续的数字处理和信息输出。红外信号处理电路的类型模拟信号处理电路采用模拟电子电路对红外探测器输出的模拟信号进行放大、滤波和处理。数字信号处理电路将模拟信号转换为数字信号后,采用数字电路进行信号处理和图像重建。混合信号处理电路结合模拟和数字电路,实现对红外信号的采集、放大、滤波、数字化及图像处理。专用集成电路采用集成电路芯片实现红外信号的高度集成和优化处理。红外成像系统的图像形成过程1热辐射物体表面会发出红外热辐射2光学成像红外光学系统捕捉热辐射并形成图像3热探测红外探测器将热辐射转换为电信号4信号处理电信号经过放大和滤波处理红外成像系统通过捕捉物体表面的热辐射,利用红外光学系统形成热图像,经过探测器转换为电信号,经过信号处理后显示为可视化的热图像。这一过程涉及热辐射、光学成像、热探测和信号处理等关键步骤。红外成像系统的主要性能指标空间分辨率系统可以分辨的最小目标大小像质系统成像的清晰度和细节程度灵敏度系统对微弱热量辐射的响应能力噪声当量温差(NETD)系统可检测的最小温差视场角(FOV)系统可覆盖的视野范围帧率系统每秒钟可更新的图像帧数红外成像系统的分类和应用军事应用红外成像系统在夜间目标检测、导弹制导等军事领域广泛应用。安防监控利用红外成像实现24小时全天候的安全监控和入侵检测。医疗诊断红外热成像技术可以应用于肿瘤筛查、皮肤检查等医疗诊断。工业检测红外热成像能够快速检测设备工作状态,提高生产效率。热成像仪的工作原理1红外辐射检测热成像仪通过探测目标物体发出的红外辐射来获取热量信息。这种红外辐射是由物体表面温度引起的。2红外成像传感器热成像仪使用红外成像传感器将探测到的红外辐射转换为电信号,形成热量图像。3信号处理与显示热量图像信号经过处理放大后,最终被显示在热成像仪的屏幕上,呈现