红外热像仪.doc

红外热像仪 红外热像仪发展史 1800年，英国物理学家F. W. 赫胥尔发现了红外线，从此开辟了人类应用红外技术的广阔道路。在第二次世界大战中，德国人用红外变像管作为光电转换器件，研制出了主动式夜视仪和红外通信设备，为红外技术的发展奠定了基础。 二次世界大战后，美国经过近一年的探索，开发研制的第一代用于军 事领域的红外成像装置，称之为红外寻视系统，它是利用光学机械系统对被测目标的红外辐射扫描。由光子探测器接收两维红外辐射迹象，经光电转换及一系列仪器处理，形成视频图像信号。这种系统、原始的形式是一种非实时的自动温度分布记录仪，后来随着五十年代锑化铟和锗掺汞光子探测器的发展，才开始出现高速扫描及实时显示目标热图像的系统。 六十年代早期，瑞典研制成功第二代红外成像装置，它是在红外寻视系统的基础上以增加了测温的功能，称之为红外热像仪。 开始由于保密的原因，在发达的国家中也仅限于军 用，投入应用的热成像装置可的黑夜或浓厚幕云雾中探测对方的目标，探测伪装的目标和高速运动的目标。由于有国家经费的支撑，投入的研制开发费用很大，仪器的成本也很高。以后考虑到在工业生产发展中的实用性，结合工业红外探测的特点，采取压缩仪器造价。降低生产成本并根据民用的要求，通过减小扫描速度来提高图像分辨率等措施逐渐发展到民用领域。 六十年代中期，AGA研制出第一套工业用的实时成像系统(THV)，该系统由液氮致冷，110V电源电压供电，重约35公斤，因此使用中便携性很差，经过对仪器的几代改进，1986年研制的红外热像仪已无需液氮或高压气，而以热电方式致冷，可用电池供电；1988年推出的全功能热像仪，将温度的测量、修改、分析、图像采集、存储合于一体，重量小于7公斤，仪器的功能、精度和可靠性都得到了显著的提高。 九十年代中期，美国FSI首先研制成功由军 用技术(FPA)转民用并商品化的新一红外热像仪(CCD)属焦平面阵列式结构的一种凝成像装置，技术功能更加先进，现场测温时只需对准目标摄取图像，并将上述信息存储到机内的PC卡上，即完成全部操作，各种参数的设定可回到室内用软件进行修改和分析数据，最后直接得出检测报告，由于技术的改进和结构的改变，取代了复杂的机械扫描，仪器重量已小于二公斤，使用中如同手持摄像机一样，单手即可方便地操作。如今，红外热成像系统已经在电力、消防、石化以及医 疗等领域得到了广泛的应用。红外热像仪在世界经济的发展中正发挥着举足轻重的作用。红外热像仪工作原理红外热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形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热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。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。红外热像仪的应用热像仪的应用非常广泛，只要有温度差异的地方都有应用。比如：在建筑领域，检查空鼓、缺陷、瓷砖脱落、受潮、热桥等；在消防领域可以查找火源，判定事故的起因，查找烟雾中的受伤者；公安系统可以找夜间藏匿的人；汽车生产领域可以检测轮胎的行走性能、空调发热丝、发动机、排气喉等性能；医学可以检测针灸效果、早期发现鼻咽癌、乳腺癌等疾病；电力检查电线、连接处、快关闸、变电柜等。电力设备的故障有多种多样，但大多数都伴有发热的现象。从红外诊断的角度看，通常分为外部故障和内部故障。众所周知，电力系统运行中，载流导体会因为电流效应产生电阻损耗，而在电能输送的整个回路上存在数量繁多的连接件、接头或触头。在理想情况下，输电回路中的各种连接件、接头或触头接触电阻低于相连导体部分的电阻，那么，连接部位的损耗发热不会高于相邻载流导体的发热，然而一旦某些连接件、接头或触头因连接不良，造成接触电阻增大，该部位就会有更多的电阻损耗和更高的温升，从而造成局部过热。此类通常属外部故障。 红外夜视热像仪的主要性能指标分类1. 分辨率 分辨率是红外夜视热像仪的最为重要的指标，夜视仪影响红外夜视热像仪成本的关键之一。一般红外夜视热像仪的分辨率有160x120、336x256和640x480三种。 售价从几万到几十万元。2. 内置屏幕的分辨率 我们通过红外夜视热像仪观测目标，实质上是在观察其内部的液晶屏。顶级品牌的红外夜视热像仪，其内置屏幕的分辨率和清晰度都非常高，比如RNO的红外夜视热像仪其内置屏幕采用顶级的OLED 800*600的屏幕。这样让其又更清晰观测效果和更好的视野。3. 双筒还是单筒 双筒在使用舒适度上和观测效果上都明显远优于单筒，当然双筒红外夜视热像仪的价格也会远高于单筒的红外夜视热像仪。双筒红外夜视热像仪在生产技术上会远高于单筒，目前在全球只有两家公司有这个生产技术，包括RNO和HST这两个厂家。4. 放大倍率 由于在技术上的瓶颈，红外夜视热像仪的物理放大倍率，大部分小厂的倍率仅仅都在3倍以内。目前最大能够生产的倍率为5倍。5. 外界摄录装置 红外夜视热像仪，知名品牌都会提供外界摄录装置选项，可以通过本装置，直接摄录到SD卡上。并且还可以通过遥控装置进行遥控拍摄。热成像夜视仪主要品牌1、 美国RNO红外夜视热像仪在近10年得到常驻的发展，美国知名的军 工企业RNO可以说功不可没。RNO与美国军 方的合作，另外一方面也推动了红外夜视热像仪在民用方面的发展。RNO的HC系列红外夜视热像仪，可以说在美国军 队众口皆碑。知名度非常高。在市面我们能够见到的更多的顶级热成像夜视仪，应该是RNO品牌，其产品大多是美国军转民的产品，所以性能上非常卓越。RNO的主力产品是双筒热成像夜视仪，效果确实非常好，价格也不菲。在国内我们能见到的是RNO的HC系列双筒热成像夜视仪，包括HC-336和HC-640. 其中HC-336又分为HC336-3和HC336-5两个型号，价格大约在10-20万元人民币。在美国市场，FLIR占据大部分4000美元以下的低端热像夜视仪产品市场，而RNO占据大约90%的高端热成像夜视仪的市场。上图就是RNO非常知名的HC系列热像夜视仪，改系列产品与2002年为美 军定制，目前美 军采购量超过10万台，前期美国海豹突击队人手配备一台HC640. 2010年，RNO与美 军共同研发的TC系列超高清热成像夜视仪成功，RNO