紅外成像及應(yīng)用ppt課件-wenkub.com
2025-05-09 12:52 本頁(yè)面
【正文】 (4)下堂課隨機(jī)抽 2個(gè)小組上臺(tái)演講 。 據(jù)中國(guó)光學(xué)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè) ， 在今后五年 ， 我國(guó)紅外熱成像設(shè)備市場(chǎng)需求總數(shù)在 4萬(wàn)臺(tái) 左右 ， 然而我國(guó)目前的年自產(chǎn)量不足 500臺(tái) 。 僅以我國(guó)電力系統(tǒng)為例 ， 紅外熱成像檢 ? 國(guó)內(nèi)方面 測(cè)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)第一線 。 七、市場(chǎng)分析 ? 國(guó)際方面 從 1964年美國(guó)德克薩斯儀器公司 （ TI） 首次研制成功第一代的熱紅外成像裝置 （ 紅外前視系統(tǒng) (FLIR)）至今 ， 紅外熱成像技術(shù)經(jīng)過(guò)了近 40年的發(fā)展 。 Sullivan公司提供的報(bào)告指出：1995~2022年 ， 美國(guó)軍用和民用紅外傳感器系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模從 7億美元激增到 15億美元 。 紅外焦平面陣列未來(lái)發(fā)展方向 六、未來(lái)發(fā)展方向 ? 靈巧焦平面 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路在焦平面上或許能得到有效使用 ， 它可以用于識(shí)別某些光譜特征 ， 對(duì)具體數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)或加標(biāo)記 ， 以減小傳輸帶寬或啟用其它更高級(jí)的功能 。 這種用于成像光譜儀的光譜神經(jīng)處理技術(shù)是噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室最近提出的 。 紅外焦平面陣列未來(lái)發(fā)展方向 六、未來(lái)發(fā)展方向 ? 靈巧焦平面 原理上 ， 增加焦平面上的處理量可以降低空間載科學(xué)遙感器的數(shù)據(jù)傳輸要求 。 雖然目前已經(jīng)為一些專門(mén)的低背景 、 長(zhǎng)波長(zhǎng)應(yīng)用部件研制了固態(tài)光電倍增管器件 ， 但是類(lèi)似的放大在一個(gè)較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)還是有用的 。 五、紅外熱像儀的應(yīng)用 電力系統(tǒng)使用情況監(jiān)測(cè)：變電站觀察三相輸電線接頭 （ 亮處顯示接觸不良 ） 五、紅外熱像儀的應(yīng)用 高壓絕緣子中部（明亮部分）有嚴(yán)重缺陷 五、紅外熱像儀的應(yīng)用 ? 醫(yī)學(xué)方面對(duì)早期癌腫瘤診斷 惡性腫瘤區(qū)的體溫 ， 比正常人體的體溫區(qū)高 ℃以上 ， 用非致冷紅外熱像儀可實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸診斷 。 日本的川崎重工業(yè)公司也開(kāi)發(fā)了利用紅外攝像機(jī)自動(dòng)探測(cè)周?chē)?3km左右范圍內(nèi)的夜間早期火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng) 。 特別在夜間消防現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下 ， 消防人員的能見(jiàn)度受到限制 ， 容易造成人員傷亡和裝備損失 。 政府嚴(yán)格規(guī)定： “ 禁止把含油量超過(guò)百分之幾的廢水排入海灣 ” 。 紅外熱像儀幾乎在任意條件下 （ 含白天 、 黑夜 ） 都可使用 ， 對(duì)潛伏在光照區(qū)域外的入侵罪犯 ， 也能判明其位置 ， 記錄下犯罪的實(shí)況 。 德克薩斯儀器公司的汽車(chē)夜間駕駛員迎頭顯示器把實(shí)時(shí)紅外熱圖像投影在車(chē)輛擋風(fēng)玻璃上 ， 便于隨時(shí)觀看 。 美國(guó)前視紅外系統(tǒng) （ FLIR） 公司 生產(chǎn)的 SeekIR攝像機(jī)即為其中典范 。 探測(cè)器由單片集成電路組成 ， 是包含多個(gè)探測(cè)單元的面陣 ， 每個(gè)單元與景物的一個(gè)微面元對(duì)應(yīng) ， 因此可取消光機(jī)掃描 。 紅外焦平面分類(lèi) 四、紅外焦平面和紅外熱像儀分類(lèi) ? 光機(jī)掃描型 采用單元或多元的光電導(dǎo)或光伏紅外探測(cè)器 ， 借助光機(jī)掃描器使單一探測(cè)器依次掃過(guò)景物的各部分 ，形成景物的 二維圖像 。 非制冷型 UFPA 紅外焦平面分類(lèi) 四、紅外焦平面和紅外熱像儀分類(lèi) ? 根據(jù)焦平面陣列是否需要制冷分類(lèi) 非制冷型 UFPA 按傳感器材料 ， 目前的 UFPA分為熱釋電和微測(cè)輻射熱計(jì)兩種 ， 工作時(shí)不需要制冷器 。 三、紅外成像的原理 非制冷紅外成像框圖 紅 外 光 學(xué) 系 統(tǒng) 目標(biāo)物體發(fā)出紅外輻射 非 致 冷 焦 平 面 陣 列 A/D轉(zhuǎn)換器 數(shù) 字 信 號(hào) 處 理 器 溫度參考信號(hào) USB接口數(shù)字輸出 Video視頻模擬輸出 邏輯時(shí)序控制 溫控器 用戶界面 高精度的溫度 控制器可以成功抑制由于溫度微小變化而引起的工作波動(dòng) 。 紅外焦平面陣列的輸出信號(hào)經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)行 DSP處理，A/D轉(zhuǎn)換一般是 12~16位。 三、紅外成像的原理 非制冷紅外成像框圖 紅 外 光 學(xué) 系 統(tǒng) 目標(biāo)物體發(fā)出紅外輻射 非 致 冷 焦 平 面 陣 列 A/D轉(zhuǎn)換器 數(shù) 字 信 號(hào) 處 理 器 溫度參考信號(hào) 邏輯時(shí)序控制 紅外輻射經(jīng)過(guò)物鏡聚焦 ， 被聚焦后的紅外輻射傳輸?shù)郊t外焦 平面上 ， 準(zhǔn)確的說(shuō)是在光敏區(qū)上 。 近兩年典型的代表產(chǎn)品有：美國(guó) FLIR系統(tǒng)公司的Therma Cam系列 、 Raytheon系統(tǒng)公司的 Palm IR系列以及 Report IR系列等 ， 它們都采用了 320 240的微測(cè)輻射熱計(jì)探測(cè)器 。 1986年 ， 經(jīng)過(guò)改進(jìn)的紅外熱像儀已不需要液氮或高壓氣 ， 而以熱電方式致冷 ， 可用電池供電 。 開(kāi)始由于保密的原因 ， 在發(fā)達(dá)國(guó)家也僅限于軍用 ，因?yàn)槭菓?yīng)用于軍事領(lǐng)域 ， 熱成像系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)費(fèi)用很大 ， 儀器成本很高 。 它利用光學(xué)機(jī)械系統(tǒng)對(duì)被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射掃描 ，由單元光子探測(cè)器接收二維紅外輻射 ， 經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換及一系列信號(hào)處理 ， 形成視頻圖像信號(hào) 。 紅外成像系統(tǒng)的分類(lèi) 二、紅外成像的發(fā)展 ? 第三代 九十年代中期 ， 美國(guó)發(fā)明了可在室溫環(huán)境下工作的固體紅外焦平面陣列 ， 它完全克服了前兩種紅外技術(shù)的缺點(diǎn) ， 可以 工作在室溫 ， 無(wú)需致冷 ， 所以無(wú)任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件 ， 如：斯特林致冷機(jī)和斬波調(diào)制等 。 與第一代
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