热成像技术分析.pdf

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1、热成像技术分析热成像技术分析热成像技术是指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。热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。热成像技术是根据所有物体都发热这一事实来实现的。尽管许多物体从外表看不出什么，但在其上仍有冷热之分。借助热图上的颜色可以看到温度的分布，红色、粉红表示比较高的温度，蓝色和绿色表示了较低的温度。在全天候监控的竞技场上，除了热成像在养精蓄锐外，低照度、激光照明与红外灯等技术也纷纷安营扎寨

2、，瓜分昼夜监控的前端市场。然而株式会社腾龙新事业推进室室长市川敬表示，低照度摄像机虽然可以在微弱的光照下成像，但在完全无光的环境下却成了摆设;通过激光照明成像的摄像机可以准确反应拍摄物体的信息，但该技术依赖于光源照明，所以应用范围受到一定限制;近红外摄像机也是一种主动型摄像机，可其在使用寿命和照射距离上时常显得差强人意。神戎的陈大明亦表示，与低照度、激光照明与红外灯等技术相比，红外热像仪具有无可代替的绝对优势。一.热成像技术的发现1800年英国的天文学家Mr.WilliamHerschel用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。他发现，当水银温度计

3、移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。红外线普遍存于自然界中，任何温度高于绝对零度（-273.16℃）的物体都会发出红外线，比如冰块。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0.78~100

4、0微米的电磁波。其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0~1000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。作为世界最先进的高科技产品，红外热像仪的知名品牌主要集中在美国。近年来

5、，我国在红外热像仪领域也取得了巨大进步，但是在技术上相对美国还有一定差距，相信国内品牌再经过几年的发展，一定能够和美国品牌抗衡。二.热成像技术的优势1、作用距离远。一般的红外灯产品只有不到100米的成像距离。热像仪对物体辐射的红外线进行成像，不受环境光和照明光的限制，一般长焦热成像仪能观测3千米以上的人员和6千米以上的车辆。2、隐蔽性强。它完全是被动地接收信号，不主动发射探测信号，这样就不容易被反侦察手段所发现。3、穿透能力强。红外热辐射比可见光具有更强的穿透雾、霾、雨、雪的能力，因而红外热成像系统在恶劣天气条件下的成像效果几乎不受影响。特别是作用于8-14um的长波红外热像仪，具

6、有更强的穿透雾能力。4、全天候工作能力，抗强光干扰。红外热成像仪成像不借助照明光和环境光，而是靠目标与背景的辐射产生景物图像，因此红外热成像系统能24小时全天候工作，并且也不会像其他夜视设备那样受可见光强光干扰。而低照度摄像机在没有环境光的情况下不能成像。5、能识别隐蔽目标。普通的伪装是以防可见光观测为主。一般犯罪分子作案通常隐蔽在草丛及树林中，由于野外环境的恶劣及人的视觉错觉，容易产生错误判断。红外热成像能透过伪装和草丛树叶，探测出隐蔽的热目标，人体和车辆的温度及红外辐射一般都远大于草木的温度及红外辐射，因此不易伪装，也不容易产生错误判断。6、防火监控。一般的火灾都是由不明显的隐

7、火引发的。用现有的普通方法，很难发现这种隐性火灾苗头。由于红外热成像仪是反映物体表面温度而成像的设备，应用红外热成像仪透过烟雾发现着火点，做到早知道早预防，早扑灭。7、功耗低寿命长。激光照明或者红外灯由于需要主动照明，整机功耗比较大，有些特殊供电的场合，必须使用低功耗的红外热像仪系统。由于红外灯等主动系统的散热问题不好解决，而普通红外灯的寿命只有1000小时，激光照明的寿命大约为10000小时，但是非制冷红外热成像仪的寿命可达45000小时。三.热成像技术的发展美国R