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红外热成像仪的功能和作用

更新:2023年02月21日 22:14 好一点

好一点小编带来了红外热成像仪的功能和作用,希望能对大家有所帮助,一起来看看吧!
红外热成像仪的功能和作用

红外热成像仪功能:
1、采用UFPA非制冷焦平面红外探测器;
2、该红外热成像仪采用光学镜头。

作用:
1、制导:红外制导是利用红外探测仪器捕获和跟踪目标自身辐射的能量来实现寻地制导的技术。现广泛应用于空空、空地、地空等多方向制导型武器中。
2、干扰和对抗:应用红外对抗技术可使对方红外探测和识别系统的功能大大下降,甚至不起作用。对抗措施可归结为规避和欺骗两类。
3、武器瞄具:武器热瞄具能直接安装在士兵的各种武器上,能在不利气候环境及各种战场情况:稀疏的树叶、烟、雾及伪装下工作。
4、火控:目前大多数热像仪所用的探测器材料为碲镉汞,工作波段为8~14μm,对坦克的识别距离可达2000m以上。例如安装在比利时LRS-5型坦克火控系统中的TTS型坦克热像仪,对坦克的发现距离是4~5km,对坦克的识别距离是2~2.3km。

红外热成像技术是一种被动式、非接触的检测与识别技术,可利用目标和背景或目标各部分之间的温度差或辐射差异形成的红外辐射特征图像来发现和识别目标,其两大基础功能是测温与夜视。

测温,即能实现非接触式远距离测温和故障检测,优势是简单直观、安全精准、高效省时和全天候工作。夜视,即在完全无光的情况下可轻松探测和识别目标,优势是全天候工作、无惧恶劣天气、作用距离远和超强隐秘性。

红外热像仪的最早应用起源于军事领域,后被广泛应用于电力巡检、电气设备维护、工业自动化、检验检疫、安防监控、森林防火、消防救援、警用执法、户外运动等多个民用传统领域,以及自动驾驶、智能家居、物联网、人工智能、消费电子等多个新兴领域。

电力检测

户外夜视

一、红外热成像技术的作用

红外热成像技术是一种被动式、非接触的检测与识别技术,其两大基础功能是测温与夜视。


二、红外热成像技术在应用于哪些行业

红外热成像技术最早应用于军事领域,例如夜间观测、导弹制导等,是现代战争中的关键技术。后来迅速向民用工业领域扩展,广泛应用于电力巡检、电气设备维护、工业自动化、检验检疫、安防监控、森林防火、警用执法、消防救援、户外运动等多个传统领域,以及自动驾驶、智能家居、物联网、消费电子等多个新兴领域。


三、红外热像仪在夜视领域的应用优势

红外热像仪能在完全无光的情况下可轻松探测和识别目标

1.全天候工作:不受可见光影响,在夜间依然能清晰成像,实现全天候24小时工作

2.无惧恶劣天气:工作波长比可见光长,所以能够透过烟雾、尘埃、雨雪看清目标

3.作用距离远:热像仪可以探测几公里甚至几百公里处的热源目标,作用距离要比可见光远

4.超强隐秘性:被动接收目标辐射的红外线,不易暴露自身,利于夜间执行秘密任务

户外夜视

四、红外热像仪在工业检测领域的应用优势

红外热像仪能实现非接触式远距离测温和故障检测

1.简单直观:通过热成像图,轻松识别异常高/低温点,发现故障隐患

2.安全精准:被动式、非接触式、远距离测温,保障安全的同时提供准确测量

3.高效省时:可显示整个温度场的分布,迅速进行大面积巡检,节约检测时间

4.全天候工作:不受光线限制,且可在黑夜和恶劣天气下进行工作

电力检测

1.什么是红外线?

在自然界中,凡是温度大于绝对零度dao(-273℃)的物体都能辐射红外线,它和可见光、紫外线、X射线、伽玛线、宇宙线和无线电波一起,构成了一个完整连续的电磁波谱。其波长在0.78μm至1000μm之间,是比红光波长长的非可见光。

红外线

2. 红外热像仪工作原理

红外热像仪是将红外热辐射转换成相应的电信号,然后经过放大和视频处理,形成可供肉眼观察的视频图像。通俗来讲,就是将不可见的红外辐射变为可见的热像图,并且能反映出目标表面的温度分布状态。

红外热成像工作原理

3. 红外热像图Tips:

1)热像图反映的是物体表面的红外辐射分布状况,它取决于物体的发射率与温度的空间分布。

2)不同厂家的红外热像仪预设有不同的调色板,对图像颜色处理的效果也各不相同。

3)下图采用的是经典的铁红调色板,黄色代表高温区域,紫色代表低温区域。

高德智感C拍摄的红外热图

制导,干扰和对抗的作用。
红外制导是利用红外探测仪器捕获和跟踪目标自身辐射的能量来实现寻地制导的技术。红外制导技术是精确制导武器一个十分重要的技术手段。现广泛应用于空空、空地、地空等多方向制导型武器中。
应用红外对抗技术可使对方红外探测和识别系统的功能大大下降,甚至不起作用。对抗措施可归结为规避和欺骗两类。规避是利用伪装器材,将军事设施、武器装备等隐蔽起来,使对方探测不到己方的红外辐射源,如红外隐形技术。

红外热成像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图像反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热图像,这种热图像与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热成像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
红外热成像仪最早应用于军方,用于军事目的。直到二十世纪60年代,红外热成像仪才被广泛应用于非军事领域,逐渐被各行各业所应用。
红外热成像仪的优势是很明显的:采用先进的非接触式红外探测技术,快速、准确、方便、直观地显示被测物体表面温度场的分布,测量出物体的表面温度。不需要直接接触被测物体的表面,就能快速测试物体表面温度读数,并能可靠地测量热的、危险的或难以接触的物体表面温度。红外热像仪测量速度非常快,可以直观、连续地测试物体表面的温度变化。
红外热成像仪一般由5部分构成:
1、 红外镜头:接收和聚集被测物体发出的红外辐射;
2、 红外探测器组件:将热辐射信号转变为电信号;
3、 电子组件:对电信号进行处理;
4、 显示组件:将电信号转变为可见光图像;
5、 软件:处理采集到的温度数据。
大气、烟云等吸收可见光和近红外线,但是对3~5um和8~14um的红外线确实透明的。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,红外热成像仪可以在完全无光的夜晚,或者是烟云密布的恶劣环境,能够清晰的观察到前方的情况。
红外热成像系统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为相应的电信号,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量和它们对红外线的反射强弱不同。利用物体和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的,它不是人眼所能够看到的可见光图像,而是目标表面温度分布图像,或者说,红外热成像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。
红外热成像主要技术参数:
视场角(FOV):视场角是由镜头主平面与光轴交点看景物或者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。
像元间距:像元间距是指相邻像元之间的最小距离。间距越小,成像越清晰。市场上见到的像元间距一般为45um、35um、25um。
空间分辨率:是指红外热成像仪能够识别的两个相邻目标的最小距离。通常用瞬时视场角(IFOV)的大小来表示(毫弧度 mrad)。表示热成像仪的最小角分辨单元。这决定着红外热成像仪的清晰度,是红外热成像仪所能测量的最小尺寸。它与光学像质、光学会聚系统焦距和红外传感器的线性尺寸相关。它与光学像质、光学会聚系统焦距和红外传感器的线性尺寸有关。
热灵敏度:热灵敏度是评价中波和长波红外热成像仪的关键参数之一。它是一个代表温差的信噪比的数值,这个温差信号等同于红外热成像仪的瞬时噪声。因此,它近似代表红外热成像仪可以分辨的最小温差。直接关系了红外热成像仪测量的清晰度,热灵敏度的数值越小,表示其灵敏度越高,图像更清晰。
辐射率:辐射率是一个术语,它通常用来描述一种物体相对于理论上该物体所能发射红外能力的能力。辐射率是一种非常有效的因素,它依赖于物质的属性,对象表面的特征以及温度。用红外热成像仪来测量温度时,辐射率起决定性的作用,值得关注。

至2021年7月,价格在4000-10000元左右。

红外热像仪可将人眼无法看到的红外辐射能量转换为电信号,并以备种不同的颜色来表示不同温度分布的可视图像显示出来。这些可视的数据信号可以协助用户查找温度异常点,从而在故障未发生之前发现故障隐患,识别设备或系统的潜在问题。

此外红外热像仪在医疗、治安、消防、考古、交通、农业和地质等许多领域均有重要的应用。如建筑物漏热查询、森林探火、火源寻找、海上救护、矿石断裂判别、导弹发动机检查、公安侦察以及各种材料及制品的无损检查等。

红外热成像仪使用注意事项

红外热像仪具备相机的部分功能,在使用前需要调整好焦距,焦距的范围大高或大低都不利于读取温度。红外热像仪分为手动调焦和电动调焦阿种,手动调焦更精准,电动调焦较方便,使用时可以根据需要进行选择和使用。

需要注意红外热成像仪在冬天进行物体的红外测量时,测量的难度会比较大。因为冬天大多数的物体温度和环境温度相差无几,所以在进行物体的温度测量时很容易遭到环境的影响。物体与环境的温度相差不大,再加上太阳直射给物体增加的温度,给热像仪的工作添加了难度。

以上内容参考  百度百科-红外热成像仪、人民网-红外热成像体温仪测量准确吗?专家:适合多目标 精确性

首先要学会看几个主要参数,如红外分辨率、像元间距、帧频等。
红外探测器芯片之于红外热像仪,就相当于CPU之于电脑。芯片的发展趋势是像元间距的缩小和面阵规模的逐渐变大。探测器面阵大小是判断红外热像仪好坏的重要指标,民用红外热成像仪中相对高端的产品像素为640×512/384×288,红外热图清晰细腻。除了面阵大小,像元间距也是一个重要指标。目前非制冷红外探测器芯片主流产品像元间距为12微米。越小的像元间距带来了更优化的光学系统,更低的功耗,也代表了产品更高的科技水平。
NETD是噪声等效温差,数值越低成像越清晰。灵敏度差,被观测点就被噪声淹没了,“看不见”,会导致在野外不能保障最基本的安全功能。
帧频是指1秒钟内热像仪处理图像的数目。传感器越快,内部电路处理速率越高,帧频越大。高帧频的热成像仪适合抓拍物体的高速移动。“好的红外热像仪的帧频应该达到25Hz~50Hz,否则在很多场合无法作业。帧频的高低,直接说明了红外热成像仪的性能好坏和反应速度。”
然后可以再看一下镜头、视场、辨识距离等指标,结合自己的具体需求综合进行判断。

红外热成像仪是利用温度成像,相比其他测温方案具有可远距离、非接触测温,更安全;效率高,可多人同时测温,无需配合和等待;数据记录分析等优势。红外热成像仪不仅可以用于人体测温,也可以进行工业测温,应用于工业产线检测、石油石化、轨道交通等行业。
而测温枪只能单个目标依次进行测温,测温检测距离只有几厘米,检测效率低,人工检测成本较高,疫情期间人员近距离接触风险较大

在红外探测器依赖进口的时期,红外热像仪的价格非常高,一台至少数万元。直到十多年前,国内为数不多的几家红外企业开始自主研发核心器件。

2014年,依托强大的研发及生产实力,来自武汉光谷的高科技上市公司高德红外集团实现了红外探测器的批量化生产,大大降低了成本,使其产品价格更具优势。

高德公司坚持市场化运营的产品理念,聚焦于用户需求,产品被广泛应用于:军事、电力巡检、电气设备维护、工业自动化、检验检疫、安防监控、森林防火、警用执法、消防救援、户外运动等多个传统领域,以及自动驾驶、智能家居、物联网、人工智能、消费电子等多个新兴领域。根据产品定位和性能的不同,热像仪产品价位从数千元到数十万元不等。值得一提的是,2019年高德推出的MobIR Air魔热*热像仪的市场售价仅为1299元,引领了热成像行业进入消费品时代。

MobIR Air 魔热红外*配件

MobIR Air 红外应用图

综上所述,热像仪的价格是和用户需求密切相关的,而衡量价格的主要指标包括红外探测器类型、红外分辨率、镜头大小、测温分析功能等。

目前,高德红外是国内唯一成功搭建三条完全自主知识产权核心探测器芯片(高性能非制冷探测器、制冷型碲镉汞及Ⅱ类超晶格红外探测器)批产线的企业。如果要选择高性价比的热成像品牌,拥有完全自主知识产权的红外核心器件批产实力的高德红外无疑是一个理想的选择。

以上就是好一点整理的红外热成像仪的功能和作用相关内容,想要了解更多信息,敬请查阅好一点。

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