红外成像及应用

1、1.1 红外成像的由来红外成像的由来1.2 要了解的几个概念要了解的几个概念1.2.1 红外射线及窗口红外射线及窗口1.2.2 红外焦平面阵列探测器红外焦平面阵列探测器(IRFPA，infrared focal plane array) 1.2.3 表征辐射性质的基本物理量表征辐射性质的基本物理量1.2.4 基本的辐射定理基本的辐射定理1.2.4 基本的辐射定理基本的辐射定理21511CTCMe 40MM dT 1.2.4 基本的辐射定理基本的辐射定理1.2.4 基本的辐射定理基本的辐射定理,TTFETA 1.2.4 基本的辐射定理基本的辐射定理2.1 红外成像系统的分类红外成像系统的分类2.

2、1 红外成像系统的分类红外成像系统的分类2.1 红外成像系统的分类红外成像系统的分类2.1 红外成像系统的分类红外成像系统的分类2.2 红外成像系统的发展红外成像系统的发展2.2 红外成像系统的发展红外成像系统的发展2.2 红外成像系统的发展红外成像系统的发展2.2 红外成像系统的发展红外成像系统的发展2.2 红外成像系统的发展红外成像系统的发展2.3 非致冷红外焦平面热像仪的优点非致冷红外焦平面热像仪的优点2.3 非致冷红外焦平面热像仪的优点非致冷红外焦平面热像仪的优点 2215151sacTCTUfTRdfTTe 4.1 红外焦平面分类红外焦平面分类IRFPA4.1 红外焦平面分类红外焦平

3、面分类4.1 红外焦平面分类红外焦平面分类4.2 红外热像仪分类红外热像仪分类4.2 红外热像仪分类红外热像仪分类应用领域：应用领域：z公安执法公安执法 现代毒品交易已遍及全球，执法人员获取现场毒品现代毒品交易已遍及全球，执法人员获取现场毒品交易实况的难度愈来愈大，瞬时成像和非致冷红外焦平交易实况的难度愈来愈大，瞬时成像和非致冷红外焦平面阵列摄像机使执法人员的这种能力大为提高。面阵列摄像机使执法人员的这种能力大为提高。 美国前视红外系统（美国前视红外系统（FLIR）公司）公司生产的生产的Seek-IR摄摄像机即为其中典范。像机即为其中典范。z车辆、飞行器和船只夜视车辆、飞行器和船只夜视 致冷型

4、前视红外（致冷型前视红外（FLIR）系统，由于成本高仅限）系统，由于成本高仅限于军用飞行器、舰船、装甲车和坦克等应用。于军用飞行器、舰船、装甲车和坦克等应用。 目前，非致冷红外凝视焦平面阵列技术正在转向民目前，非致冷红外凝视焦平面阵列技术正在转向民用，民用汽车、飞机和船只的夜视市场，是这一技术新用，民用汽车、飞机和船只的夜视市场，是这一技术新进步的结果。进步的结果。美国能源部美国能源部Oak Rjdge国家实验室正在发展三种低成本国家实验室正在发展三种低成本的汽车夜视技术，这种夜视装置能使驾驶员看清楚迎面而的汽车夜视技术，这种夜视装置能使驾驶员看清楚迎面而来的汽车前灯强光后面的情况。来的汽车前

5、灯强光后面的情况。德克萨斯仪器公司的汽车夜间驾驶员迎头显示器把实时德克萨斯仪器公司的汽车夜间驾驶员迎头显示器把实时红外热图像投影在车辆挡风玻璃上，便于随时观看。红外热图像投影在车辆挡风玻璃上，便于随时观看。汽车驾驶员夜间视频增强系统的夜间观察距离达汽车驾驶员夜间视频增强系统的夜间观察距离达1500英英尺、正前方灯光距离尺、正前方灯光距离30英尺以上，公路上的障碍、停车斜英尺以上，公路上的障碍、停车斜面与进出车辆均可识别出来。面与进出车辆均可识别出来。日本和法国也都在发展这种用于汽车、飞机、船只和火日本和法国也都在发展这种用于汽车、飞机、船只和火车的交通运输安全技术。车的交通运输安全技术。z安全

6、防范安全防范 金融机构和公共设施的安全防犯日益引起全社会的金融机构和公共设施的安全防犯日益引起全社会的严重关注，罪犯袭击的目标往往是金融机构。严重关注，罪犯袭击的目标往往是金融机构。 红外热像仪几乎在任意条件下（含白天、黑夜）都红外热像仪几乎在任意条件下（含白天、黑夜）都可使用，对潜伏在光照区域外的入侵罪犯，也能判明其可使用，对潜伏在光照区域外的入侵罪犯，也能判明其位置，记录下犯罪的实况。位置，记录下犯罪的实况。 因此安全防范是非致冷红外热成像焦平面技术的又因此安全防范是非致冷红外热成像焦平面技术的又一个大型应用市场。一个大型应用市场。z环境污染监测环境污染监测石油勘探生产和工厂排污必须受到严

7、格的监控。石油勘探生产和工厂排污必须受到严格的监控。 墨西哥湾海底是美国石油和天然气的主要来源，有墨西哥湾海底是美国石油和天然气的主要来源，有3800多口油井在日夜运行。政府严格规定：多口油井在日夜运行。政府严格规定：“禁止把含禁止把含油量超过百分之几的废水排入海湾油量超过百分之几的废水排入海湾”。这一禁令由光电。这一禁令由光电子系统负责执行，废水含油量用红外光谱仪测定。子系统负责执行，废水含油量用红外光谱仪测定。红外光谱仪还可用于分析汽油添加剂、监测纺织品成品、红外光谱仪还可用于分析汽油添加剂、监测纺织品成品、测量铝板上涂层厚度、监测土壤中的污染物和分析润滑测量铝板上涂层厚度、监测土壤中的污

8、染物和分析润滑油的质量等，其应用范围正在不断扩大。油的质量等，其应用范围正在不断扩大。z公安消防公安消防 消防工作中，常遇到浓烟雾。特别在夜间消防现场消防工作中，常遇到浓烟雾。特别在夜间消防现场环境下，消防人员的能见度受到限制，容易造成人员伤环境下，消防人员的能见度受到限制，容易造成人员伤亡和装备损失。亡和装备损失。非致冷红外焦平面阵列在消防头盔上的应用，大大非致冷红外焦平面阵列在消防头盔上的应用，大大提高了消防队员在浓烟密雾和夜间现场的观察和机动能提高了消防队员在浓烟密雾和夜间现场的观察和机动能力。力。z公安消防公安消防通用电气公司的通用电气公司的DRA公司已发展了这种技术的几种应公司已发展

9、了这种技术的几种应用系统，如第一个采用非致冷红外焦平面成像技术的商用系统，如第一个采用非致冷红外焦平面成像技术的商用消防头盔红外成像系统（用消防头盔红外成像系统（IRIS），通过烟雾可见到），通过烟雾可见到一切，现场工作测试温度达一切，现场工作测试温度达1200。与普通器具相比缩。与普通器具相比缩短了短了50%以上的搜索和救援时间。以上的搜索和救援时间。日本的川崎重工业公司也开发了利用红外摄像机自动探日本的川崎重工业公司也开发了利用红外摄像机自动探测周围测周围3km左右范围内的夜间早期火灾监视系统。它将左右范围内的夜间早期火灾监视系统。它将探测到的火灾发生位置标示在地图上，利用与指挥部相探测到

10、的火灾发生位置标示在地图上，利用与指挥部相连的线路可探测监视更为广阔的范围，早期发现火情连的线路可探测监视更为广阔的范围，早期发现火情。z发电厂和输电线的检测发电厂和输电线的检测 发电厂和输电线故障的非接触式故障诊断检测与维发电厂和输电线故障的非接触式故障诊断检测与维护是红外焦平面阵列技术商业应用的又一个引人注目的护是红外焦平面阵列技术商业应用的又一个引人注目的领域。领域。 美国肯尼迪空间中心目前用美国肯尼迪空间中心目前用4台热像仪监测数千台台热像仪监测数千台电机和其它设备，用红外摄像机进行先期预测性检测取电机和其它设备，用红外摄像机进行先期预测性检测取得了极好的效果。得了极好的效果。高压绝缘子中部（明亮部分）有严重缺陷高压绝缘子中部（明亮部分）有严重缺陷z医学方面对早期癌肿瘤诊断医学方面对早期癌肿瘤诊断 恶性肿瘤区的体温，比正常人体的体温区高恶性肿瘤区的体温，比正常人体的体温区高0.5以上，用非致冷红外热像仪可实现无接触诊断。以上，用非致冷红外热像仪可实现无接触诊断。6.1 红外焦平面阵列未来发展方向红外焦平面阵列未来发展方向6.1 红外焦平面