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1、红外热像仪主要技术参数本讲稿第一页，共十六页红外热成像原理红外热成像原理 1.红外线原理红外线原理 自然界中的一切物体，只要其温度高于绝对零度（-273）的物体都能辐射电磁波，红外线辐射式自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生的自身的分子和原子无规则运动，并不停地辐射出热红外能量。2.红外线波段范围红外线波段范围 太阳发出的光波又叫电磁波。可见光是人眼能够感受的电磁波，经三棱镜折射后，能见到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光。电磁波光谱本讲稿第二页，共十六页 红外线与可见光、紫外线、X射线、射线和无线电波一起，构成了一个完整连续的电磁波谱，如下图所示：大气、烟
2、云等吸收可见光和近红外线，但是对35微米和814微米的红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，红外热像仪可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到前方的情况。红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第三页，共十六页3.红外热成像原理红外热成像原理 热成像系统的就是通过能够透过红外辐射的红外光学系统将景物的红外辐射聚焦到能够将红外辐射能转换为便于测量的物理量的器件 红外探测器上，红外探测器再将强弱不等的辐射信号转换成相应的电信号，然后经过放大和视频处理，形成可供人眼观察的视频图像。红外热成像系统将物体发射的红外辐射转变为人眼可见的热图像，从
3、而使人眼的视觉范围扩展到不可见的红外区，其基本原理方框图如下：红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第四页，共十六页 红外探测器输出的图像通常称为“热图像”，由于不同物体甚至同一物体不同部位辐射能力和它们对红外线的反射强弱不同。利用物体与背景环境的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异，热图像能够呈现景物各部分的辐射起伏，从而能显示出景物的特征。同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第五页，共十六页 4.
4、红外热像仪基本技术参数解释红外热像仪基本技术参数解释红外热像仪分类：按照工作温度分为制冷型和非制冷型按照功能分为测温型和非测温型红外探测器：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：探测器尺寸指探测器上单个探测元的大小，一般的规格有25m，35m等。探测元越小，则成像的质量越好。红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第六页，共十六页 制冷式热成像仪：其探测器中集成了一个低温制冷器，这种装置可以给探测器降温度，这样是为了使热噪声的信号低于成像信号，成像质量更好。非制冷式热成像仪：其探测器不需要低温制冷，采用的探测器通常是以微测辐射热计为基础，主要有多晶硅和氧化钒两种探测器
5、。制冷式红外热图像非制冷式红外热图像红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第七页，共十六页主动红外成像：主动红外摄像机需要借助于红外发射灯，一般由红外感应摄像机和红外发射灯组成，目成市场上大多是采用将摄像机和红外投射器分开的模式。被动红外成像：被动红外摄像机不需要借助红外灯，它主要是探测并吸收目标物体的红外辐射，通过光电转换和信号处理等手段转化为人眼可见的红外热图像。被动红外摄像机主动红外摄像机红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第八页，共十六页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160120，384288等
6、，此外还有320240，640480等。分辨率越高，成像效果也就越清晰。160120分辨率红外图384288分辨率红外图红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第九页，共十六页视场角（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称为视场角。红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第十页，共十六页焦距（镜头大小）：透镜中心到其焦点的距离，通常用f表示。焦距的单位通常用mm(毫米)来表示，一个镜头的焦距一般都标在镜头的前面，如f=50mm（这就是我们通常所说的“标准镜头”），28-70mm（我们最常用的镜
7、头）、70-210mm（长焦镜头）等。焦距越大，可清晰成像的距离就越远。红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第十一页，共十六页噪声等效温差（NETD）：热像仪对测度图案进行观察，当系统的基准电子滤波器输出的信号电压峰值和噪声电压的均方根之比为1时，黑体目标和黑体背景的温差称为噪声等效温差。NETD越小，表示成像画面质量越好。红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第十二页，共十六页 鬼影：其指红外图像中出现的不随目标变化的或明或暗的纹路，它是由于红外探测器的探测元对红外辐射的响应率不均匀造成的。坏点：坏点指在红外图像中坐标不随目标变化的明暗斑点，是由探测器的单个探测元对红外辐射的响应率过高或过低造
8、成的，也称无效像元。红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第十三页，共十六页 非均匀性校正：由于红外探测器制造工艺的局限，红外探测器每个探测元对红外辐射的响应率不同，成像面上会出现上述鬼影和坏点现象，影响热像仪的成像质量。非均匀性校正是指有效降低探测器的响应率不均匀性，提高热像仪成像质量的一种技术手段。经过非均匀性校正的热像仪成像画面均匀，鬼影和坏点现象消失，成像效果得到明显改善，可大大提高热像仪的观察能力。非均匀校正前 非均匀校正后红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第十四页，共十六页 补偿：补偿也成为校正，是为了获得非均匀性校正所需的原始数据，从而得到理想的红外图像，在图像出现不清晰的时候，可对热像仪进行补偿操作。补偿目标可以根据现场环境和目标特性选择不同的但温度均匀的物体，这个物体可以是干净无云的天空、热像仪的内置快门、或者关闭的镜头盖等。补偿前红外图像 补偿后红外图像红外热成像原理红外热成像原理 本讲稿第十五页，共十六页Guide InfraredSearchThank you！www.guide-单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式Guide InfraredSearch本讲稿第十六页，共十六页