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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。在线品质分析监控的研究-目录目录1第一章概述2第二章原理介绍4一红外光区的划分4二近红外光谱分析技术41、定性分析42、定量分析4三分析方法51、透射光谱法52、反射光谱法53、吸收的选折5四近红外光谱检测主要仪器类型6第三章近红外分析技术发展方向6一近红外在线品质分析技术发展方向61、高稳定性62、高精确度73、高适应性74、快速测量75、智能方向发展76、高寿命7二近红外便携式仪器技术发展方向81体积小，便于携带82高性能、低功耗，适应野外作业8三核心技术及关键部件81、核心技术82、关键部件8第四
2、章红外成像的研究9一红外成像简介9二红外热成像的特点9-第一章概述现代近红外光谱（NIR）分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，越来越引起国内外分析专家的注目，在分析化学领域被誉为分析“巨人”，它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。近红外区域按ASTM定义是指波长在7802526nm范围内的电磁波，是人们最早发现的非可见光区域。由于物质在该谱区的倍频和合频吸收信号弱，谱带重叠，解析复杂，受当时的技术水平限制，近红外光谱“沉睡”了近一个半世纪。直到20世纪50年代，随着商品化仪器的出现及Norris等人所做的大量工作，使得近红外光谱技术曾经在农副产品分析中得到广泛应用。到60年
3、代中后期，随着各种新的分析技术的出现，加之经典近红外光谱分析技术暴露出的灵敏度低、抗干扰性差的弱点，使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用，从此，近红外光谱进入了一个沉默的时期。80年代后期，随着计算机技术的迅速发展，带动了分析仪器的数字化和化学计量学的发展，通过化学计量学方法在解决光谱信息提取和背景干扰方面取得的良好效果，加之近红外光谱在测样技术上所独有的特点，使人们重新认识了近红外光谱的价值，近红外光谱在各领域中的应用研究陆续展开。进入90年代，近红外光谱在工业领域中的应用全面展开，有关近红外光谱的研究及应用文献几乎呈指数增长，成为发展最快、最引人注目的一门独立的分析技术。我国对近红外光谱技
4、术的研究及应用起步较晚，除一些专业分析工作人员以外，近红外光谱分析技术还鲜为人知。但1995年以来已受到了多方面的关注，并在仪器的研制、软件开发、基础研究和应用等方面取得了较为可喜的成果。但是目前国内能够提供整套近红外光谱分析技术（近红外光谱分析仪器、化学计量学软件、应用模型）的公司仍是寥寥无几。随着中国加入WTO及经济全球化的浪潮，国外许多大型分析仪器生产商纷纷登陆中国，想在第一时间占领中国的近红外光谱分析仪器市场。由此也可以看出近红外光谱分析技术在分析界炙手可热的发展趋势。在不久的未来，近红外光谱分析技术在分析界必将为更多的人所认识和接受。现代近红外光谱分析是将光谱测量技术、计算机技术、化
5、学计量学技术与基础测试技术的有机结合。是将近红外光谱所反映的样品基团、组成或物态信息与用标准或认可的参比方法测得的组成或性质数据采用化学计量学技术建立校正模型，然后通过对未知样品光谱的测定和建立的校正模型来快速预测其组成或性质的一种分析方法。与常规分析技术不同，近红外光谱是一种间接分析技术，必须通过建立校正模型（标定模型）来实现对未知样品的定性或定量分析。具体的分析过程主要包括以下几个步骤：一是选择有代表性的样品并测量其近红外光谱；二是采用标准或认可的参考方法测定所关心的组分或性质数据；三是将测量的光谱和基础数据，用适当的化学计量方法建立校正模型；四是未知样品组分或性质的测定。由近红外光谱分析
6、技术的工作过程可见，现代近红外光谱分析技术包括了近红外光谱仪、化学计量学软件和应用模型三部分。三者的有机结合才能满足快速分析的技术要求，是缺一不可的。与传统分析技术相比，近红外光谱分析技术具有诸多优点，它能在几分钟内，仅通过对被测样品完成一次近红外光谱的采集测量，即可完成其多项性能指标的测定（最多可达十余项指标）。光谱测量时不需要对分析样品进行前处理；分析过程中不消耗其它材料或破坏样品；分析重现性好、成本低。对于经常的质量监控是十分经济且快速的，但对于偶然做一两次的分析或分散性样品的分析则不太适用。因为建立近红外光谱方法之前必须投入一定的人力、物力和财力才能得到一个准确的校正模型。近红外光谱主
7、要是反映C-H、O-H、N-H、S-H等化学键的信息，因此分析范围几乎可覆盖所有的有机化合物和混合物。加之其独有的诸多优点，决定了它应用领域的广阔，使其在国民经济发展的许多行业中都能发挥积极作用，并逐渐扮演着不可或缺的角色。主要的应用领域包括：石油及石油化工、基本有机化工、精细化工、冶金、生命科学、制药、医学临床、农业、食品、饮料、烟草、纺织、造纸、化妆品、质量监督、环境保护、高校及科研院所等。在石化领域可测定油品的辛烷值、族组成、十六烷值、闪点、冰点、凝固点、馏程、MTBE含量等；在农业领域可以测定谷物的蛋白质、糖、脂肪、纤维、水分含量等；在医药领域可以测定药品中有效成分，组成和含量；亦可进
8、行样品的种类鉴别，如酒类和香水的真假辨别，环保废弃物的分检等。相信随着科学技术的不断发展，近红外光谱分析技术这一先进的技术必将得到广泛的认同和应用。第二章原理介绍一红外光区的划分红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为0.751000m，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个区：近红外光区（0.752.5m），中红外光区（2.525m），远红外光区（251000m）。近红外光区的吸收带（0.752.5m）主要是由低能电子跃迁、含氢原子团（如O-H、N-H、C-H）伸缩振动的倍频吸收产生。近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含
9、氢基团X-H（X=C、N、O）振动的倍频和合频吸收。不同基团（如甲基、亚甲基、苯环等）或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，NIR光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成与性质的测量。二近红外光谱分析技术1、定性分析定性分析的主要任务是确定物质（化合物）的组分，只有确定物质的组成后，才能选择适当的分析方法进行定量分析，如果只是为了检测某种离子或元素是否存在，为分别分析；如果需要经过一系列反应去除其他干扰离子、元素或要求了解有哪些其他离子、元素存在，为系统分析。2、定量分析定量分析是依据统计数据，建立数学模型，并用数学模型计算出分析对象的各项指标及其数
10、值的一种方法。事实上，现代定性分析方法同样要采用数学工具进行计算，而定量分析则必须建立在定性预测基础上，二者相辅相成，定性是定量的依据，定量是定性的具体化，二者结合起来灵活运用才能取得最佳效果。不同的分析方法各有其不同的特点与性能，但是都具有一个共同之处，即它们一般都是通过比较对照来分析问题和说明问题的。正是通过对各种指标的比较或不同时期同一指标的对照才反映出数量的多少、质量的优劣、效率的高低、消耗的大小、发展速度的快慢等等，才能为作鉴别、下判断提供确凿有据的信息。三分析方法近红外光谱的分析方法与可见光类似，常规分析方法主要有两种：1、透射光谱法透射是入射光经过折射穿过物体后的出射现象，通常在
11、测量透射样品的光谱透射率时，还应以与样品相同厚度的空气层或参比液作为标准进行比较测量，用此方法所得的光谱并作定量分析的方法称为透射光谱法。2、反射光谱法物体对光的反射有三种形式，理想镜面的全反射，粗糙表面的漫反射，及半光泽表面的吸收反射。理想的镜面能够反射全部的入射光，但以镜面反射角的方向定向反射。完全漫反射体朝各个方向反射光的亮度是相等的。实际生活中绝大多数彩色物体表面，既不是理想镜面，也不是完全漫反射体,而是居二者之中，称为半光泽表面。这种反射面随角度的变化，反射的光强是改变的。3、吸收的选折物体对光的吸收有两种形式：如果物体对入射白光中所有波长的光都等量吸收，称为非选择性吸收。例如白光通
12、过灰色滤色片时，一部分白光被等量吸收，使白光能量减弱而变暗。如果物体对入射光中某些色光比其它波长的色光吸收程度大，或者对某些色光根本不吸收，这种不等量地吸收入射光称为选择性吸收。例如白光通过黄色滤色片时，蓝光被吸收，其余色光均可透过。物体表面的物质之所以能吸收一定波长的光，这是由物质的化学结构所决定的。不同物体由于其分子和原子结构不同，就具有不同的本征频率，因此，当入射光照射在物体上，某一光波的频率与物体的本征频率相匹配时，物体就吸收这一波长（频率）光的辐射能，使粒子的能级跃迁到高能级的轨道上，这就是光吸收。在光的照射下，光粒子与物质的微粒作用，这些物质吸收某些波长的光粒子，而不吸收另外一些波
13、长的光粒子，使得不同物质具有不同的颜色特性。根据被测物质的厚度及吸光强度选折适当的测量方式可以满足定性及定量分析的要求。四近红外光谱检测主要仪器类型从技术的角度出发，近红外光谱仪器的分类有多种形式。从样品光谱信息的获得看，有简单的在一个或儿个波长下测定的专用型滤光片型仪器，也有在近红外波长范围内测定全谱信息的研究型仪器。从光谱测定的波长范围看，由于采用不同的检测器和分光器件，有的专用于短波近红外区域，有的则适合用于长波近红外区域。从仪器的分光器件看，可分为4种主要类型:滤光片、光栅分光、傅立叶变换和声光调制滤光器。从检测器对分析光的响应看，有单通道和多通道两种类型，多通道型又有采用电荷祸合器件
14、和二极管阵列器件作检测器的近红外光谱仪。从使用的光源看，既有发出宽谱带卤钨光源的仪器，也有采用多个产生窄谱宽发光二极管组合作光源构成的仪器。第三章近红外分析技术发展方向一近红外在线品质分析技术发展方向1、高稳定性发展近红外光谱分析仪器的目的是解决工业现场检测问题，故必须是减少移动部件，快速、稳定才是唯一追求；故很多仪器选用光栅加阵列式检测器，还有人认为声光可调（AOTF）才是全面解决NIR技术的最佳选择。国外很多近红外在线分析仪器都选折光栅加阵列式检测器。伴随工业微加工技术的提高，阵列式检测器集成度大幅度提高，使在线测量的精度能够满足工艺控制的需要。2、高精确度近红外在线检测光学仪器不仅要求定
15、性分析，还要求准确的定量分析。目前国外已有公司开发出在线光谱扫面系统，用于在线产品的品质分析。3、高适应性近红外在线检测光学仪器不同于实验室产品，往往工作于环境恶劣的工业现场，必须克服粉尘及蒸汽的干扰，同时要求探测器在常温或电制冷状态工作时仍然要保持较高的信噪比。国外不仅成功开发出此等产品，并且占领国内很多市场，以昂贵的价格自居。4、快速测量现代化的智能式流水线控制不仅对检测仪表的测量精度有较高要求，也对其测量速度有了更高要求。一些国外在线检测仪表的反应时间只有几秒。甚至更短，只有几百毫秒。5、智能方向发展国外很多检测仪表都是针对某一检测对象有一种或多种算法，并且针对不同故障现象有智能提示，许
16、多功能都采取模块式，易于操作，但对用户并不透明。这使商业上竞争对手很难掌握其核心技术。6、高寿命国外很多仪表及智能控制系统平均维护时间间隔都在一年以上，使用寿命达五年以上。核心器件使用的各种保护较多，有效减少意外损害情况的发生。二近红外便携式仪器技术发展方向近红外便携式仪器除了与在线式仪器有相似的技术要求外，还有以下要求;1体积小，便于携带体积小、重量轻，可以做到光谱仪器的小型化，这是近红外便携式仪器发展的必然要求。现在国外已开发出手持式光谱分析仪，并可以与笔记本电脑联机工作。2高性能、低功耗，适应野外作业便携式仪器需要经常在户外工作，很多时候外界无法提供电源，这就需要其自身电力系统来工作，这
17、就要求其本身功耗低。另外便携式仪器本身的实时性又要求其有较快的数据处理能力。目前国外已有此类产品用于户外农产品检测。三核心技术及关键部件1、核心技术（1）数据处理技术国外一些检测仪表大多有自己的算法库，根据实际情况调用相应算法，而这些算法很难破解。国内仪表大多直接运用经典公式，算法相对简单。（2）结构设计国外仪表整体空间结构设计较好，充分考虑到各个方面因素，总体结构设计优势明显。（3）电子技术国外电路设计技术比较成熟，电路布局及其紧凑而又科学合理。2、关键部件（1）光电转换器件目前较为先进的光电转换器件多为半导体器件，主要在于其体积小，反应快，功耗低，探测效率高等特点。但是此种性能优异的常常为
18、国外限制销售，因为此种产品与军工敏感。（2）电路元器件高要求的设计也必然对每一种元器件提出了苛刻的要求，甚至一些器件不对华销售，因此设计时用到的某些重要电路元器件可能存在购买困难问题第四章红外成像的研究一红外成像简介光线就是可见光，是人眼能够感受的电磁波。可见光的波长为：0.380.78微米。比0.38微米短的电磁波和比0.78微米长的电磁波，人眼都无法感受。比0.38微米短的电磁波位于可见光光谱紫色以外，称为紫外线，比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外，称为红外线。红外线，又称红外辐射，是指波长为0.781000微米的电磁波。其中波长为0.782.5微米的部分称为近红外，波长为2.
19、51000微米的部分称为热红外线。照相机成像得到照片，电视摄像机成像得到电视图像，都是可见光成像。自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像称为热图。目标的热图像和目标的可见光图像不同，它不是人眼所能看到的目标可见光图像，而是目标表面温度分布图像，换一句话说，红外热成像使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。二红外热成像的特点我们周围的物体只有当它们的温度高达1000以上时，才能够发出可见光。相比之下，我们周围所有温度在绝对零度（-273）以上的物体，都会不停地发
20、出热红外线。例如，我们可以计算出，一个正常的人所发出的热红外线能量，大约为100瓦。所以，热红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。热辐射除存在的普遍性之外，还有另外两个重要的特性。1大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对35微米和814微米的热红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，可以使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点，热红外成像技术军事上提供了先进的夜视装备并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在海湾战争中发挥了非常重要的作用。2物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度
21、相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触温度测量和热状态分析，从而为工业生产，节约能源，保护环境等等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。红外热成像仪红外热成像仪大致分为致冷型和非致冷型两大类目前，世界上最先进的红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪），其温度灵敏度可达0.03。红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）的应用范围愈来愈广泛，在科研领域的主要应用包括：汽车研究发展射出成型、模温控制、刹车盘、引擎活塞、电子电路设计、烤漆；电机、电子业印制电路板热分布设计、产品可靠性测试、电子零组件温度测试、笔记本电脑散热测试、微小零组件测试；引擎燃烧试验风洞实验；目标物特征分析；复合材料
22、检测；建筑物隔热、受潮检测；热传导研究；动植物生态研究；模具铸造温度测量；金属熔焊研究；地表/海洋热分布研究等。红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）可以十分快捷准确探测电气设备的不良接触，以及过热的机械部件，以免引起严重短路和火灾。对于所有可以直接看见的设备，红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）能够确定所有连接点的热隐患。那些由于遮蔽而无法直接看到的部分，则可以根据其热量传导到外面的部件上的情况，来发现隐患。这种情况对传统的方法来说，除解体检查和清洁接头外，没有其它的办法。断路器、导体、母线及其它部件的运行测试，红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）是无法取代的。红外热像仪（热成像仪或红外热成像
23、仪）可以很容易地探测到回路过载或三相负载的不平衡。在美国有几十家公司提供红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）检查服务，为客户的所有电气设备、配电系统，包括高压接触器、熔断器盘、主电源断路器盘、接触器、以及所有的配电线、电动机、变压器等等，进行红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）检查，以保证客户的所有运行的电气设备不存在潜伏性的热隐患，有效防止火灾事故发生。下面是需要采用红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）进行检查的部分设施：1、电气装置：可发现接头松动或接触不良，不平衡负荷，过载，过热等隐患。这些隐患可能造成的潜在影响是产生电弧、短路、烧毁、起火。2、变压器：可以发现的隐患有接头松动，套管过热
24、，接触不良（抽头变换器），过载，三相负载不平衡，冷却管堵塞不畅。其影响为产生电弧、短路、烧毁、起火。3、电动机、发电机：可以发现的隐患是轴承温度过高，不平衡负载，绕组短路或开路，碳刷、滑环和集流环发热，过载过热，冷却管路堵塞。其影响为有问题的轴承可以引起铁芯或绕组线圈的损坏；有毛病的碳刷可以损坏滑环和集流环，进而损坏绕组线圈。还可能引起驱动目标的损坏。4、电气设备维修检查，屋顶查漏，节能检测，环保检查，安全防盗，森林防火，无损探伤，质量控制，医疗检查等等也很有效益。5：诊断人体疾病，运用经络学,在人脑的研究工作及在研究疾病治疗方法中的应用;特别是在诊断哮喘病,痹症,腰椎间盘突出症,运动病,恶性
25、肿瘤等病症具有无放射性,一次多脏器全身扫描的非接触测量的优点.是综合确诊人体某种疾病的一种有用手段。6：建筑物外墙的监测。通过表面温度可以为我们提供有关楼宇结构、管道系统、供暖通风及空调系统以及电气系统的许多信息。在透过红外镜头观察时，平日肉眼看不到的问题会突现眼前。使用红外热像仪，可以检测到空气泄漏、水分积累、管道堵塞、墙壁后面的结构特征以及过热的电气线路等，并对数据进行可视化记录归档。通过用这种工具对表面进行扫描，您可以快速发现通常代表潜在问题的温度变化，并以详细的图形报告的形式对数据进行记录。7：红外热成像仪在自然环境方面的就用。监控自然环境，如果山体滑坡、火山爆发吧顾名思义，红外热像仪
26、就是把物体的红外辐射转变成可见光，供人们观察。红外热像仪与微光仪器虽同属于夜视仪器，但是它们的工作原理是不同的，微光仪器的工作原理是把物体被微弱的光照到的光反射，通过微光仪器加以放大，也就是把弱光信号增强，以使人们能够用眼观察。而红外热像仪则是接收物体的热辐射。自然界中的所有物体都有热辐射，温度不同，热辐射量也不同，红外热像仪也就是利用探测器接收不同的热辐射形成图像。红外热像仪一般工作在35um，812um这两个波段。因为，在这两个波段中，大气的透过率高，对红外来说是”透明”的。红外热像仪由光学、机械、电子和计算机等几部分组成，属于复杂的光机电产品。光学部分将热辐射进行收集汇聚到探测器上，探测
27、器将热辐射转变成电信号，电信号被电路进行放大，然后变成数字信号，由计算机对这些数字量进行处理，最后在显示器上显示出来。这个过程是很复杂的，其中热像仪中的光学透镜多数为铝材料制成，并且还是非球面的。红外热像仪非常容易使用，热成像垂手可得,操作和直观的屏显指南，不需专业培训就可进行准确的测量，只需指向目标，对准焦仪器，它就会自动调整温度范围来显示清晰鲜明的图像和需要的温度最高点，一旦用户扣动储存按钮，便会存储图像及相关的测量数据。通过随附的软件分析，用户可以随心更改主要图像参数，从而优化图像和抽取最多的细节，检测报告根据软件程序操作既可。红外热像仪是50年代以后才逐渐发展起来的产品。随着电子技术的
28、迅速发展，红外热像仪至今已发展到了第三代。第一代产品由于探测器元数少，所形成的信号不能在阴极射线管上形成图像，所以在光学系统中加一个机械扫描器，使探测器能接收视场中的景物，并形成图像。而第三代产品已不需扫描器，探测器也比第一代更复杂，性能提高许多，体积也缩小了。红外热像仪正在走向成熟，而且其价格正在降低。红外热像仪在当今属于高科技产品，其应用领域广泛，如:军事上用的瞄准镜。什么是红外热成像？光线是大家熟悉的。光线是什么？光线就是可见光，是人眼能够感受的电磁波。可见光的波长为：0.38?0.78微米。比0.38微米短的电磁波和比0.78微米长的电磁波，人眼都无法感受。比0.38微米短的电磁波位于
29、可见光光谱紫色以外，称为紫外线，比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外，称为红外线。红外线，又称红外辐射，是指波长为0.781000微米的电磁波。其中波长为0.782.0微米的部分称为近红外，波长为2.01000微米的部分称为热红外线。照相机成像得到照片，电视摄像机成像得到电视图像，都是可见光成像。自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像称为热图。目标的热图像和目标的可见光图像不同，它不是人眼所能看到的目标可见光图像，而是目标表面温度分布图像，换一句话说，红外热成像使人眼不能直接看到目标的表面温度分
30、布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。二、红外热成像的特点是什么？有位著名的美国红外学者指出：“人类的发展可分为三个阶段。第一个阶段是人类通过制造工具，扩展体力活动的能力，第二阶段通过提高判断能力，寻求更清晰和更广泛的理解与判断事物的标准，而人类近年来致力的增强获得输入信息的能力，扩大感觉范围或增添新的感官，使我们的大脑能接受更多的信息，正是人类发展的第三阶段。在这个阶段中，红外技术的发展已经把人类的感官由五种增加到六种”。这一席话，我认为恰如其分的道出了红外成像技术在当代的重要性。因为，我们周围的物体只有当它们的温度高达1000以上时，才能够发出可见光。相比之下，我们周围所有温
31、度在绝对零度（-273）以上的物体，都会不停地发出热红外线。例如，我们可以计算出，一个正常的人所发出的热红外线能量，大约为100瓦。所以，热红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。热辐射除存在的普遍性之外，还有另外两个重要的特性。1大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对35微米和814微米的热红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，可以使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点，热红外成像技术军事上提供了先进的夜视装备并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在海湾战争中发挥了非常重要的作用
32、。2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它来对物体进行无接触温度测量和热状态分析，从而为工业生产，节约能源，保护环境等等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具红外影像（InfraredImagIng）技术是目前对各军兵种都非常有用的新型高科技，具有极强抗干扰能力，而且在作战中不会产生各种辐射，隐蔽性好且生存能力强。红外影像探测器可探测0.1至005度的温差，长波红外影像可穿透烟雾，分辨率高，空间分辨能力更可达0.1毫弧度。另外，红外影像不受低空工作时地面和海面的多路径效应影响，低空导引精度很高，可直接攻击目标要害，具有多目标全景观察、追踪及目标识别能
33、力，可整合微处埋器实现对目标的热影像智慧型化导引；具有良好的抗目标隐形能力，现有的电磁隐形、点源非影像红外隐形技术对红外影像导引均无效。中国的红外线技术起步于1985年，现与西方相比有10年左右差距，红外影像技术更有15年左右的差距，70年代上海第11和211技术物理研究所首先对这方面进行研究。中国在近红外和中红外技术的研究应用已有较高水准，其中单元及多元近红外和中红外光敏元件的生产技术比较成熟，用于武器系统的目标点源探测、追踪和导引，已广泛在中国三军中推广应用。1980年代初以来中国在长波红外元件的研制和生产技术有很大进展，目前自制长波单元碲镉汞（HgCdTe）元件的生产工艺较成熟，元件黑体
34、探测度D可达（2至5）/1010公分H1/2/W响应度达104V/W，能稳定量产，成品率相当高，可用于医疗。用于导引的红外影像设备需有足够空间和温度分辨率，对高速运动目标能实时成像，故需要研制高性能的多元线列元件或凝视焦平面阵列器件，以简化成像扫瞄机构，适应武器系统恶劣工作条件及实时成像的要求。中国科研部门在80年代后期终于突破了长波蹄镉汞材料关键技术及元件生产工艺难关。1989年研制出高性能60元线列元件，平均黑体D达21010公分H1/2W以上，响应度达10V4/W。1990年春运用该元件研制了与电视兼容的实时红外影像样机，灵敏度、空间和温度分辨率都达到很高的水准，它为中国红外影像导引技术
35、奠定了基础。另外，大陆自80年代中期开始研究双色红外亚成像导引挂术，单项技术获得重大突破，己完成原理样机研制进入实际试验阶段。在红外影像对目标的智慧型识别及追踪方面，中国己将自制全数字化红外线影像智慧型识别追踪电子组合与红外热像仪整合，构成自动目标捕获与追踪系统。87年11月在各种气象条件下进行试验，在复杂背景下完成了对不同型号战机捕获和稳定追踪的功能；1989年4月又进行了夜间对飞机的自动截获和追踪，以及目标在低空飞行中被遮挡情况下记忆追踪的试验。这项技术成果将陆续应用于自制的红外影像空对空近距缠斗飞弹和陆军野战防空探测系统。进入90年代以来，中国在红外影像设备上使用的低噪音宽频带前置放大器
36、、微型致冷器等关键技术方面已有了很大的进步。1990年代以来，进展有加速的迹象，并走出实验室运用于试验性的武器装备上，部份并已进入部队服役。陆军在这方面应用较多，目前已有多种便携式野战热像仪投产，红箭8反坦克飞弹载具的瞄准镜也使用红外影像技术，作为国防科工委重点之一的7551工程，其中的空中盾牌火控热像仪是防空射控系统中红外雷射雷达系统的配套产品，属于北方公司的重点外贸军品，系由红外影像通用组件构成，对歼6之类战机的迎头探测距离12至15公里，部份亦在中国陆军试用。205所、211所、214所为战车、反坦克飞弹、攻击直升机和红旗七号（FM-80的光电追踪器）研制的通用组件红外热像仪，亦完成试验
37、即将投产。正研制中的新世代驱逐舰亦会使用这类装备。去年研制成功的火网近防舰炮系统中，（采用两座俄罗斯AK-630M1型30毫米机炮），所配备的OFD-630光电跟踪仪也可以做这种改进，另外红外成像型潜望镜也在研制中，预计到下世纪初，中国的新型舰艇大都装有红外影像的光电火射系统。目前大陆的红外探测器碲镉汞（CMT）线列己达60元水准，SPRITE通用组件相当于英国二类组件水准，采用8条等效96元CMTSPRITE探测器，视场为60度X40度，最小温差分辨率小于摄氏0.1度64元和128元锑化铟（InSb）镶嵌凝视焦平面阵列红外探测器也初具量产能力，这几种基本组件曾在珠海航展上露面。作为国防科工委
38、第8个5年计划预研课题的蓝天（相当于美国（LANTIRN）低空导航吊舱已由607所完成样机试验，它是飞机全天候超低空突防的关键设备，重量200公斤，由地形跟踪雷达（TFR）、前视红外系统（FLIR）组成，前视红外探测距离10公里。蓝天吊舱除不含导引武器分系统外，功能和技术与1980年代末期的美制LANTRN吊舱相当，将于2000年前投产以改进海空军飞机远程低空攻击能力。此外，一批夜间低空导航和红外瞄准的组合式吊舱亦正在发展中。机载的红外影像精确导引武器技术以613所、北京电子工程总体研究所等为主，目前己取得很大突破。正在进行的研究项目包括下一代先进近距缠斗空对空飞弹的导引头试验，还有类似美国A
39、GM-154联合射距外武器（JSOW）或英国风暴之影（StormShad0w）先进远程距外多功能飞弹等空射武器的终端红外影像导引预研工作，尚传闻中国正研制反舰飞弹用的红外影像导引头，其可能性相当高。上述新技术的发展可望在2000年后一改中国在空射距外攻击武器落后的被动局面。经过近40年的发展，大陆在红外线器材的研制已有庞大的规模和潜力，但在1980年代中期以前进展有限、水准不高。特别在红外影像方面更大幅落后，至今仍在大量使用第一、二代微光夜视器材，第一代红外影像装备直到1990年代初才开始配装，而且多数是陆军系统。虽然某种程度优于俄罗斯，但与西方相比却落后了10年以上，目前欧美己开始装备第二代红外影像武器，并进行第三代的预研工作，但中国现在才推广第一代红外影像设备，和进行第二代的预研工作。与中国关系密切的俄罗斯在这个领域恐怕心有余而力不足，能够提供协助的大概只有以色列和法国，但关键还是大陆需具备自行研制的能力。近10年来，中国在红外影像技术有加速发展突飞猛进之势，与欧美的差距已逐渐缩短，某些研制中的武器装备竟与西方同步，以今后应对其发展水准和潜力密切注意