红外线技术了课题项目

1、1红外线技术产生红外辐射的物体就是红外辐射源，红外线是人体察觉 不到的。物理学研究告诉我们，在自 然界中，任何温度高于绝对零度（0 K 或-273 C）的物体都在向外辐射各种波长的红外线，物体的温度越高，其辐射 红外线的强度也越大。我们根据各类目标和背景辐射特性的差异，就可以利用红 外技术在白天和黑夜对目标进行探测、跟踪和识别，以获取目标信息。2红外技术在生活中的应用 现在各种红外线技术已经源源不断进入我们 的生活中，在很多场合中发挥着作用。随处可见得自动门的一侧有一个红外线光 源，发射的红外线照射到另一侧的光电管上，当人走到大门口，身体挡住红外线， 电管接收不到红外线了。控制系统根据设计好的

2、指令，触发相应开关，控制门打 开。等人身体不挡住红外线后，光电管又可以接到红外线，经过系统检测，恢复 原来的线路，控制门关闭。此这种光电管被称为“电眼”。因红外传感器对物体存在进行反应，不管人员移动与否，只要处于传感器的扫描范围 内，它都会反应即传出触点信号。缺点是红外传感器的反应速度较慢，适用于有行动迟缓的 人员出入的场所。另外，如果自动门接受触点信号时间过长，控制器会认为信号输入系统出 现障碍。而且自动平移门如果保持开启时间过长，也会对电气部件产生损害。由于微波雷达 和红外传感器并不了解接近自动门的人是否真要进门，所以有些场合更愿意使用按键开关。 在许多自动控制设备中大显身手。在家庭中，许

3、多电子设备如彩色电视、空调、冰箱和音响等，都使用了各 种“红外线遥控器”。利用它我们可以非常方便地转换电视频道 或设定空调的 温度档次。“红外线快速体温检测仪”不用接触人体，只是通过接收和测量人 体红外线辐射，就能在1秒钟内显示出人体温度，细微的温度变化都逃 不过 它的“眼睛”。在“非典”肆虐时期，红外线测温技术为降低非典 在密集人群 中扩散和传播做出了很大的贡献。3红外技术在工业生产中的应用用于塑料行业的红外线加热技术在现代工业的各个领域，塑料正逐步成为产 品中不可替代的部分或 是保护产品的重要部件。热能在塑料，尤其是热塑性塑 料的成型、加工过程中起了非常重要的作用。它普遍应用于软化和成型工

4、艺， 比如：热弯、拉伸、吹膜、深冲压和压延；或是包装材料中的杀菌、压缩、热 封及压合。加热技术不 仅适用于塑料的回火、固化、胶合和干燥，还可用于塑 料垃圾的分离。在塑料加工方面，红外线加热是一项重要的高科技技术，能提 供多种热交换方式。3.2红外热成像技术在电力工业中的应用在电力系统中， 电气事故大都不是一下子发生的，其间有一个变化 过程。由于电气元部件逐渐 出现松动、破裂、锈蚀等造成接触电阻增加，致使电气元部件温度升高，出现 热异常现象。采用热像仪直接观察和测量就可发现这些异常现象，掌握潜存故 障的位置和严重程度，根据需要，安排维修，消除隐患，所以热像仪是发电厂、 输变电网以及用电工厂的一种

5、有效检测仪器。4红外技术在国防科技中的应用4.1空间侦察与监视 照相侦察卫星携带红外成像设备可获得更多地面目标的情报信息，并能识别伪装目标和在夜间 对地面的军事行动进行监视；导弹预警卫星利用红外探测器可探测到导弹发射 时发动机尾焰的红外辐射并发出警报，为拦截来袭导弹提供一定的预警时间。4.2空中侦察与监视利用人或无人驾驶的侦察机、侦察直升机等携带红外相 机、红外扫描装置等设备对敌军及其活动、阵地、地形等情况进行侦察与监视。4.3地面侦察与监视将无源被动式红外探测器隐蔽地布设在监视地区或道路 附近，用于发现经过监视地区附近的运动目标，并能测定其方位。发现经过监视 地区附近的运动目标，并能测定其方

6、位。4.4红外夜视4.4.1用于各种作战 飞机、武装直升机的导航、瞄准配备前视 红外摄像机等设备的导航吊舱和瞄准 吊舱用于飞机昼夜飞行和攻击的导航和搜索、捕捉目标，为制导武器及非制导 武器提供精确制导和 瞄准，以提高命中精度。4.4.2用于舰载观察和火控系 统红外夜视器材分辨率高，具有探测掠海飞行目标的优势。舰载跟踪用红外热 像仪既可用于发射掠海导弹时提供目标数据，还可用于探测和报警敌方掠海导 弹，减少反辐射导弹袭击的可能性。配备热成像设备在内的光电火控系统，便 于识别目标并缩短武器系统的反应时间。4.4.3用于陆上侦测、瞄准、火控和 车辆驾驶 红外热像仪等可用于夜间的战场侦察与观测；配有红外

7、热瞄准具 有反 坦克导弹和火炮等武器能在夜间对目标进行精确定位、跟踪和射 击；在火控系 统中配有红外跟踪电视摄像机和高炮防空系统，不怕电子干扰，能有效地对付 遥控飞行器和巡航导弹的威胁；配有红外夜视仪的坦克等车辆可在夜间关灯行 驶，车长可在夜间进行观察指挥，炮长可在 夜间进行瞄准射击。4.4.4红外 制导红外制导就是利用目标本身的红外辐射来引导导弹自动接近目标，以提高 命中率。红外制导是当前空空、空地、地空、反坦克导弹等普遍采用的工作方 式。据不完全统计，目前各国已生产和试制的红外制导导 弹已超过50种。红 外焦平面陈列制导技术具有识别各类诱饵的能力，从而对真目标有较高的命中 率。4.4.5用

8、于探测隐身飞行器 隐身飞行器虽采用了红外隐身技术，但其温 度总比背景温度高，仍有可能被红外探测器、尤其是红外成像设备探测到。将红 外成像设备 安装在空间平台上用于探测隐身飞行器，可精确提供目标的角位置 信息，探测距离可达数百千米。4.4.6用于炮电告警将凝视型红外探测器安 装在飞机、舰艇等平台上，可用于对来袭导弹进行告警和其他红外威胁告警， 或自动发出对抗指令，或自动启动 红外干扰设备进行自卫。 除此以外，红外 探测技术还被用于军事通信和雷达等方面。军用红外技术的飞速发展和广泛应 用，表明红外技术的地位已从以往的战术 地位向战略地位发展，对未来战争将 有重大的影响。红外技术及其应用已经深入到现

9、代社会的各个领域，已经成为 我们日常生活。工业生产、国防科技中不可替代的组成部分。由于红外线穿透云雾的能力比较强，利用灵敏的红外探测器可以在很远的 距离以外探测物体发出的红外线，再经仪器的处理，可以显示出（还原）被测 物体的形状和特征，这叫做红外遥感。各种红外光电设备之所以能够“看到”红外光，是因为他们有一个专 门对红外线敏感的“眼睛”，人们通常把这种对红外光敏感的元件叫做红外探测 器。红外探测器就是能够把入射的微弱红外光转换为电子线路可以测量的 电信号的光电转换器件。它与人们熟悉的太阳能电池有着相似之处：他们完成 的任务都是把光转变为电。区别仅仅是，太阳能电池主要对可见光敏感，而红 外探测器

10、的敏感对象是红外光。红外光具有很强的热效应，当红外光照到探测器上被吸收后，吸收体 的温度就会有所升高，利用这一特点，人们制备了多种探测器。例如，利用温 差电动势原理的热点堆红外探测器、利用热释电效应的红外热电探测器、以及 利用电阻率随温度变化的热敏电阻等。由于这种探测的机理是热学的变化，因 此当红外光照射到探测器上以后，探测器的响应有一定的滞后，时间一般有毫 秒到秒不等。当前，人们为了探测器的灵敏度和规模进一步提高，科学家们在 研制一种叫做“微测辐射热计”的红外探测器的过程中，利用微机械的方法， 把微小的探测灵敏元用细细“腿”从衬底上支撑起来，这样当红外光照射到探 测灵敏元上，由于其具有近似悬空的结构，热量不容易散失掉，因此可以得到 相对较高的温升，也就是提高了探测的灵敏度。由于这种方法，与硅的大规模 集成电路工艺基本兼容，因此有希望做成大规模的探测器阵列。对于热探测器 而言，一般地对红外光的波长没有太多的选择性。另外，热探测器可以在室温 下很好地工作。除了热探测器以外，还有一类探测器的工作机理是利用了红外光子与 探测器物质中的电子相互作用的原理，我们