红外探测器主要参数定义
红外相机指标
红外相机指标
红外相机的关键性能指标主要包括分辨率、热灵敏度（NETD）、光谱响应、空间分辨率和触发速度等。
具体如下：
1. 面阵规格（分辨率）：这指的是红外探测器成像后有效像素点的数量。
分辨率越高，探测器能够识别更小的目标和更远的距离，从而提高目标物体的可识别度。
2. 热灵敏度（NETD）：噪声等效温差是衡量红外探测器系统性能的重要指标之一。
它与总体大气透过率、探测器性能参数等因素有关，反映了探测器对温度差异的敏感程度。
3. 光谱响应：红外探测器对不同波长的入射辐射的响应能力。
大多数红外探测器能够测量特定大气窗口波段内的红外线辐射。
4. 空间分辨率：指热像仪观测时对目标空间形状的分辨能力。
空间分辨率越高，能够提供更清晰的目标轮廓和细节。
5. 触发速度：红外相机的触发速度反映了其捕捉瞬间动作和变化的能力。
触发速度越快，越能准确记录快速发生的事件。
6. 稳定性和耐用性：红外相机的稳定性和耐用性是评估其可靠性的重要指标。
稳定性好的相机能够保证拍摄的稳定性和持久性，而耐用性好的相机能够在各种环境和条件下长时间使用。
7. 售后服务: 选择红外相机时，考虑厂商提供的售后服务也很重要，良好的售后服务可以确保设备在使用过程中的问题得到及时解决。
综上所述，在选择红外相机时，应根据具体的应用需求和环境条件，综合考虑上述性能指标，选择合适的产品。
简述红外探测器的类型及工作原理、性能参数及其物理含义、工作的三个大气窗口的波长范围
2.简述红外探测器的类型（1）及各自的工作原理（2）、红外探测器的性能参数及其物理含义（3）、红外探测器工作的三个大气窗口的波长范围（4）、热绝缘结构的热探测机理的红外探测器设计中的重要性（5）。
（1）红外探测器的类型常见的红外探测器的分类（红外热传感器还要加上气体型）（2）各自工作原理一、热传感器红外热传感器的工作是利用辐射热效应。
探测器件接收辐射能后引起温度升高，再由接触型测温元件测量温度改变量，从而输出电信号。
热探测器主要有四类：热释电型、热敏电阻型、热电阻型和气体型。
1.热敏电阻型热敏电阻是由锰、镍、钴的氧化物混合后烧结而成。
热敏电阻一般制成薄片状，当红外辐射照射在热敏电阻片上，其温度升高，电阻值减小。
测量热敏电阻值变化的大小，即可得知入射红外辐射的强弱，从而可以判断产生红外辐射物体的温度。
2.热电偶型热电偶是由热电功率差别较大的两种金属材料（如铋/银、铜/康铜、铋/铋锡合金等）构成。
原理：当红外辐射入射到热电偶回路的测温接点上时，该接点温度升高，而另一个没有被红外辐射辐照的接点处于较低的温度，此时，在闭合回路中将产生温差电流，同时回路中产生温差电势。
温差电势的大小，反映了接点吸收红外辐射的强弱。
3.气体型高莱气动型传感器是利用气体吸收红外辐射后，温度升高，体积增大的特性，来反映红外辐射的强弱。
红外辐射通过窗口入射到吸收膜上，吸收膜将吸收的热能传给气体，使气体温度升高。
气压增大，从而使柔镜移动。
在室的另一边，一束可见光通过栅状光栏聚焦在柔镜上，经柔镜反射回来的栅状图像又经过栅状光栏投射到光电管上。
当柔镜因压力变化而移动时，栅状图像与栅状光栏发生相对位移，使落到光电管上的光量发生改变，光电管的输出信号也发生改变。
这个变化量就反映出入射红外辐射的强弱。
这种传感器的恃点是灵敏度高，性能稳定。
4.热释电型热释电型传感器用具有热释电效应的材料制作的敏感元件。
热释电材料是一种具有自发极化特性的晶体材料。
红外报警探测器型号 红外报警探测器技术参数
红外报警探测器型号红外报警探测器技术参数红外报警探测器型号用哪个？广州艾礼富电子红外报警探测器数字式自动八温区温度补偿技术，标准触发响应/双脉冲触发响应可选;灵敏度高\中\低三档可选，360°全方位俯视监测，在安装高度为4.5米时，监测φ9米范围(防10KG 以内宠物),常闭输出。
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温度补尝:领先领八温区补尝技术报警指示: 红色指示灯亮2秒报警防拆及信号输出端有关参数报警端口:平常为连通,报警时断开,接点容量100㎃/30VDC防拆开关:平常为速通,外壳被断开时,,接点容量100mA/24VDC产品尺寸:96*25m环境条件:-40°C~ 55°C保存温度:50°C~ 65°C抗电磁干扰:>30V/M抗白光干扰:>6500LUX为了保障您的权益，请通过正规渠道购买我们的产品，本产品通过3C认证专利保护，产品贴有防伪标签，包装印有微信二维码，方便提供技术支持。
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红外传感技术指标-概述说明以及解释
红外传感技术指标-概述说明以及解释1.引言1.1 概述红外传感技术是一种利用物体自身发出或反射的红外辐射来实现目标检测与跟踪的技术。
它利用红外光的特性，能够穿透烟雾、雾气等环境干扰，从而在低可见度的情况下进行准确的探测和识别。
红外传感技术的应用领域广泛，如军事侦察、火力控制、导航与制导以及安防监控等。
其在军事领域的应用可实现远程目标侦察与跟踪，提供强大的战术支持；而在民用领域，红外传感技术能够实现防盗报警、人脸识别、无人机导航等功能，为社会带来了许多便利与安全。
然而，在红外传感技术中，存在许多重要指标需要考虑。
比如，探测距离是指红外传感器能够探测到目标的最大距离；探测角度是指红外传感器能够覆盖到的水平和垂直角度范围；分辨率是指传感器能够分辨出目标细节的能力；灵敏度是指传感器能够探测到的最小红外辐射强度等。
这些指标的好坏将直接关系到红外传感技术的性能和应用效果。
本文将重点介绍红外传感技术的应用领域和关键指标，以期能够帮助读者更好地了解和应用红外传感技术。
同时，还将展望红外传感技术的未来发展趋势，以期为科学研究和工程应用提供参考和启示。
通过对红外传感技术的深入研究和了解，相信它将在更多领域展现出巨大的潜力和应用前景。
1.2 文章结构:本文主要介绍了红外传感技术的重要指标。
文章分为以下几个部分：1. 引言：概述了本文的主题和目的。
介绍了红外传感技术的概念和应用范围，并说明了为什么红外传感技术的重要指标值得研究和关注。
2. 正文：2.1 红外传感技术介绍：详细介绍了红外传感技术的原理、工作方式以及相关的设备和设施。
包括红外辐射的特点、红外探测器的种类以及红外传感器的应用场景等。
2.2 红外传感技术的应用领域：列举了红外传感技术在不同领域的应用案例，如军事、安防、医疗、环境监测等。
重点阐述了红外传感技术在各个领域中的作用和意义。
2.3 红外传感技术的重要指标：详细介绍了红外传感技术中的重要指标，包括灵敏度、分辨率、响应时间、视场角和工作波长等。
深入了解红外热像仪的NETD(热灵敏度)
一、NETD的定义NETD即热灵敏度，又被称为噪声等效温差，是红外热像仪的重要参数之一，用来描述红外热像仪可探测的最小温差值，NETD数值越小，表示灵敏度越高，图像越清晰。
NETD常用毫开式温标（mK）表示，当噪声与最小可测量温差想当时，探测器已达到其解析有用热信号能力的极限。
噪声越大，探测器的NETD值越大，灵敏度越低。
二、NETD的测量为了测量探测器的噪声等效温差，红外热像仪必须对着一个温控黑体。
开始测量前，需要将黑体固定，然后在特定的温度时测量噪声等效温差。
这不是简单的快照测量，而是噪声的临时测量。
二、影响NETD的因素：1.校准的测温范围。
选定不同的测温范围与物体温度，噪声读数会有所不同。
只要图像中存在显著的热对比度，而且目标区域的温度比背景温度高很多，便不会对测量精度产生太大影响。
2.探测器温度。
如果将红外热像仪放在较高的环境温度中，系统噪声可能会增加，这取决于红外热像仪内部稳定性如何。
内部温度漂移可在非均匀性校准或NUC之间观测到，可能是几分钟的间隔。
3.镜头的光圈级数。
镜头的光圈级数或光圈数决定了热辐射如何抵达探测器。
总体而言，光圈级数越低，噪声值越优。
红外热像仪NETD在25℃时为60mK，最优可达到40mK，灵敏度比较高，测温精准，图像清晰，性能稳定。
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红外热像仪的主要基本参数
红外热像仪的主要基本参数1．f/数：f/数是光学系统相对孔径的倒数。
设光学系统的相对孔径为A=D/f（D为通常孔径，f为焦距），1A=f/D，则数f/D是表示系统的集中f为通光孔径的多少倍。
例如，f/3表示光学系统的集中为通光孔径的三倍。
2．视场视场：是光学系统视场角的简称。
它表示能够在光学系统像平面视场光阑内成像的空间范围。
当目标位于以光轴为轴线，顶角为视场角的圆锥内的任一点（在一定距离内）时能被光学系统发现，即成像于光学系统像平面的视场光阑内。
即使物体能在热像仪中成像的物空间的最大张角叫做视场，一般是ao×βo 的矩形视场。
3．光谱响应：红外探测器对各个波长的入射辐射的响应称为光谱响应。
一般的光电探测器均为选择性探测器（通常红外探测器能够测量三个大气窗口波段内的红外线辐射）。
4．空间分辨率：应用热像仪观测时，热像仪对目标空间形状的分辨能力。
本行业中通常以mrad（毫弧度）的大小来表示。
mrad的值越小，表明其分辨率越高。
弧度值乘以半径约等于弦长，即目标的直径。
如1.3mrad 的分辨率意昧着可以在100m的距离上分辨出1.3×10E-3×100=0.13m=13厘米的物体。
5．温度分辨率：可以简单定义为仪器或使观察者能从背景中精确地分辨出目标辐射的最小温度ΔT。
民用热成像产品通常使用NETD来表述该性能指标。
6．最小可分辨：温差分辨灵敏度和系统空间分辨率的参数，而且是以与观察者本身有关的主观评价参数，它的定义为：在使用标准的周期性测试卡（即高宽比为7：1的4带条图情况下，观察人员可以分辨的最小目标，背景温差，上述观察过程中，观察时间、系统增益、信号电平值等可以不受限制时调整在最佳状态。
7．帧频：帧频是热像仪每秒种产生完整图像的画面数，单位为Hz。
一般电视帧频为25Hz。
根据热像仪的帧频可分为快扫描和慢扫描两大类。
电力系统所用的设备一般采用快扫描热像仪（帧频20Hz以上），否则就会带来一些工作不便。
红外探测器国标
红外探测器国标引言：红外探测器是一种能够探测红外辐射的设备，广泛应用于安防监控、自动化控制、消防报警等领域。
为了保证红外探测器的质量和性能，各国制定了相应的国家标准。
本文将介绍红外探测器国标的相关内容。
一、红外探测器的定义和分类红外探测器是一种能够探测红外辐射并将其转换为电信号的装置。
根据工作原理和应用需求的不同，红外探测器可以分为热电偶型、热电阻型、热敏电阻型、光电型等多种类型。
红外探测器国标对不同类型的红外探测器提出了相应的要求和测试方法。
二、红外探测器的性能指标红外探测器的性能指标包括响应频率、响应时间、灵敏度、分辨率、线性度等。
国际上对红外探测器的性能指标有一定的统一规定，各国的国家标准也会参考国际标准进行制定。
红外探测器国标对不同性能指标的要求进行了详细说明，并规定了相应的测试方法和限制值。
三、红外探测器的安装要求红外探测器的安装对于其性能和稳定性至关重要。
红外探测器国标对红外探测器的安装位置、安装高度、安装角度等方面提出了具体要求。
例如，红外探测器应安装在距地面一定高度的位置，避免受到干扰；同时，红外探测器的安装角度也需要符合一定的要求，以确保其能够正确探测目标物体。
四、红外探测器的环境适应性要求红外探测器通常需要在各种环境条件下正常工作，因此其环境适应性也是红外探测器国标关注的重点。
红外探测器国标对红外探测器的工作温度范围、湿度要求、抗振动能力、抗电磁干扰能力等进行了规定。
这些要求旨在确保红外探测器在各种环境条件下都能正常工作，保证其可靠性和稳定性。
五、红外探测器的标志和标识为了方便用户正确选择和使用红外探测器，红外探测器国标规定了红外探测器的标志和标识。
例如，红外探测器应标注产品型号、生产日期、生产厂商等信息；同时，红外探测器的外包装上也应有相应的标识，以指导用户正确使用。
六、红外探测器的检验方法红外探测器国标还规定了红外探测器的检验方法和评定要求。
涉及到红外探测器的可靠性、灵敏度、线性度等方面的测试方法都在国标中有详细的规定。
红外线传感器工作原理和技术参数
红外线传感器工作原理和技术参数人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。
比紫光光波长更短的光叫紫外线，比红光波长更长的光叫红外线最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件，红外传感器就是其中的一种。
随着现代科学技术的发展，红外线传感器的应用已经非常广泛，下面结合几个实例，简单介绍一下红外线传感器的应用。
人体热释电红外传感器和应用介绍被动式热释电红外探头的工作原理及特性：一般人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。
人体发射的10UM左右的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，电后续电路经检验处理后即可产生报警信号。
1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。
所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。
2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲尼尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。
3)被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。
而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。
4)一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。
5)菲尼尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。
在电子防盗、人体探测器领域中，被动式热释电红外探测器的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。
红外热像仪原理、主要参数和应用
红外热像仪原理、主要参数和应用红外热像仪原理、主要参数和应用1. 红外线发现与分布1672年人们发现太阳光(白光)是由各种颜色的光复合而成的。
当时，牛顿做出了单色光在性质上比白光跟简单的著名结论。
我们用分光棱镜可把太阳光(白光)分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等单色光。
1800年英国物理学家赫胥尔从热的观点来研究各色光时，发现了红外线。
红外线的发现标志着人类对自然的又一个飞跃。
随着对红外线的的不断探索与研究，已形成红外技术这个专门学科领域。
红外线的波长在0.76--100μM之间,按波长的范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。
红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。
温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外线。
通过红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号，成像装置的输出的就可以完全一一对应地模拟扫描物体表面温度的空间分布，经电子系统处理后传至显示屏上，得到与物体表面热分布相应的热像图。
运用这一方法，便能实现对目标进行远距离热状态图像成像和测温并进行分析判断。
2. 红外热像仪的原理红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统(目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)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上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构(焦平面热像仪无此机构)对被测物体的红外热像仪进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换电信号，经放大处理、转换为标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。
这种热像图与物体表面的分布场相对应；实际上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱，与可见光相比缺少层次和立体感，因此，在实际动作过程中为更有效地判断被测目标的红外热场，常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能，如图像亮度、对比度的控制，实际校正，伪色彩描绘等高线和直方进行运算、打印等。
【安防百科】红外探测器基本知识
【安防百科】红外探测器基本知识一、凡是温度超过绝对0℃的物体都能产生热辐射，而温度低于1725℃的物体产生的热辐射光谱集中在红外光区域，因此自然界的所有物体都能向外辐射红外热。
而任何物体由于本身的物理和化学性质的不同、本身温度不同所产生的红外辐射的波长和距离也不尽相同，通常分为三个波段。
近红外：波长范围0.75～3μm中红外：波长范围3～25μm远红外：波长范围25～1000μm人体辐射的红外光波长3～50μm，其中8～14μm占46%，峰值波长在9.5μm。
二、被动红外报警探测器在室温条件下，任何物品均有辐射。
温度越高的物体，红外辐射越强。
人是恒温动物，红外辐射也最为稳定。
我们之所以称为被动红外，即探测器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。
探测器安装后数秒种已适应环境，在无人或动物进入探测区域时，现场的红外辐射稳定不变，一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出警报。
被动红外入侵探测器形成的警戒线一般可以达到数十米。
三、被动式红外探测器主要由光学系统、热传感器（或称为红外传感器）及报警控制器等部分组成。
其核心是不见是红外探测器件，通过关学系统的配合作用可以探测到某个立体防范空间内的热辐射的变化。
红外传感器的探测波长范围是8～14μm，人体辐射的红外峰值波长约为10μm，正好在范围以内四、被动式红外探测器（Passive Infared Detector，PIR）根据其结构不同、警戒范围及探测距离也有所不同，大致可以分为单波束型和多波束型两种。
单波束PIR采用反射聚焦式光学系统，利用曲面反射镜将来自目标的红外辐射汇聚在红外传感器上。
这种方式的探测器境界视场角较窄，一般在5°以下，但作用距离较远，可长达百米。
因此又称为直线远距离控制型被动红探测器，适合保护狭长的走廊、通道以及封锁门窗和围墙。
多波束型采用透镜聚焦式光学系统，目前大都采用红外塑料透镜——多层光束结构的菲涅尔透镜。
红外探测器参数标准参考
目前在军事及航空领域常用的中远红外探测器材料为HgcdTe体系，今年来近红外的InGaAs/InGaSb超晶格材料的红外探测器开始研发。
总体来讲，HgcdTe体系是成熟体系，性能较为优良，而InGaAs/InGaSb体系性能稍差。
军用及航空红外探测器相关参数1. AGM-65D/F/G 导弹，探测器组件①：1)探测器材料HgcdTe体系；2)工作波段7.5~13μm；3)黑体探测率≧1.2×1030 cmHz1/2W-1（推测值）；4)黑体响应率8×103 ~ 20×103 VW-1（推测值）；2.风云三号红外分光计甚长波红外探测器的响应光谱，其截止波长为15μm，探测率②优于2×1010 cmHz1/2W-1。
3. HgcdTe激光器③，在300 K背景辐射温度下，对截止波长为3μm、5μm和10.5μm的光子探测器，π视场角背景限探测率分别为：1.14×1012 cmHz1/2W-1, 1.26×1011 cmHz1/2W-1, 4×1010 cmHz1/2W-1。
4. HgcdTe双色探测器④，5μm和10.5μm的探测率分别为2.02×1011 cmHz1/2W-1, 3.10×1010 cmHz1/2W-1。
5.中科院半导体所王国伟老师⑤，InAs/GaSb超晶格探测器，截止波长为4.3μm，5.0μm，8.7μm 的探测率均超过1010cmHz1/2W-1。
6. 2 ~ 5μm InAs／GaSb超晶格红外探测器⑥，2μm波段，探测器探测率为4×109 cmHz1/2W-1，5μm波段，探测器探测率为1.6×1010cmHz1/2W-1。
7.InAs／Ga(In)Sb II类超晶格材料中波红外探测器⑦，得到的峰值探测率为2.4×1011cmHz1/2W-1，计算得到的量子效率为47.8％，峰值探测率已经接近目前的碲镉汞中波红外探测器器件性能。
红外传感器参数
2)利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN接合之光电动势效果的量子型。
热型的现象俗称为焦热效应。
（2）按照功能能够分成五类：
1）辐射计，用于辐射和光谱测量；2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图象；4）红外测距和通信系统；5）混合系统，是指以各类系统中的两个或者多个的组合。
硬件连接原理图：
其中信号检测电路为传感器检测是否有人体靠近，靠近则发出高电平，报警否则为低电平软件流程图：
三、xx传感器主要物理量
(1)响应率
谓红外探测器的响应率就是其输出电压与输入的红外辐射功率之比。
(2)响应波长范围红外探测器的响应率与入射辐射的波长有一定的关系，热敏红外探测器响应率r与波长λ无关。光λp对应响应峰值rp，rp /2于对应为截止波长λc。
(3)噪声等效功率(NEP)若投射到探测器上的红外辐射功率所产生的输出电压正好等于探测器本身的噪声电压，这个辐射功率就叫做噪声等效功率(NEP)。噪声等效功率是一个可测量的量。设入射辐射的功率为P，测得的输出电压为U0，然后除去辐射源，测得探测器的噪声电压为UN，则按比例计算，要使U0＝UN，的辐射功率为
(4)探测率经过分析，发现NEP与检测元件的面积S和放大器带宽Δf乘积的平方根成正比，比例系数的倒数称为探测率D*。即D*实质上就是当探测器的敏感元件具有单位面积、放大器的带宽为lHz时的辐射所获得的信噪比。
(5)响应时间红外探测器的响应时间就是加入或去掉辐射源的响应速度响应时间，而且加入或去掉辐射源的响应速度响应时间相等。红外探测器的响应时间是比较短的。
红外热像仪主要技术参数
红外热成像原理
非均匀性校正： 由于红外探测器制造工艺的局限，红外探测器每个探测元对红外辐射
的响应率不同，成像面上会出现上述鬼影和坏点现象，影响热像仪的成像 质量。
非均匀性校正是指有效降低探测器的响应率不均匀性，提高热像仪成 像质量的一种技术手段。经过非均匀性校正的热像仪成像画面均匀，鬼影 和坏点现象消失，成像效果得到明显改善，可大大提高热像仪的观察能力。
非均匀校正前
非均匀校正后
红外热成像原理
补偿： 补偿也成为校正，是为了获得非均匀性校正所需的原始数据，从而得
到理想的红外图像，在图像出现不清晰的时候，可对热像仪进行补偿操作。 补偿目标可以根据现场环境和目标特性选择不同的但温度均匀的物体，这 个物体可以是干净无云的天空、热像仪的内置快门、或者关闭的镜头盖等。
非制冷式热成像仪： 其探测器不需要低温制冷，采用的探测器通常是以微测辐射热计为基
础，主要有多晶硅和氧化钒两种探测器。
制冷式红外热图像
非制冷式红外热图像
红外热成像原理
主动红外成像： 主动红外摄像机需要借助于红外发射灯，一般由红外感应摄像机和红
外发射灯组成，目成市场上大多是采用将摄像机和红外投射器分开的模式。
目标
红外光学系统
红外探测器
显示器
图像信号处理 与显示
探测器读出电路
红外热成像原理
红外探测器输出的图像通常称为“热图像”，由于不同物体甚至同一 物体不同部位辐射能力和它们对红外线的反射强弱不同。利用物体与背景 环境的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异，热图像能够呈现景物各 部分的辐射起伏，从而能显示出景物的特征。
同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见 光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直 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。
红外探测器知识汇总
红外探测器知识汇总第三章红外探测器3．1 红外探测器特性参数3．1．1 红外探测器分类红外探测器是一种辐射能转换器，主要用于将接收到的红外辐射能转换为便于测量或观察的电能、热能等其他形式的能量。
根据能量转换方式，红外探测器可分为热探测器和光子探测器两大类。
热探测器的工作机理是基于入射辐射的热效应引起探测器某一电特性的变化，而光子探测器是基于入射光子流与探测材料相互作用产生的光电效应，具体表现为探测器响应元自由载流子（即电子和/或空穴）数目的变化。
由于这种变化是由入射光子数的变化引起的，光子探测器的响应正比于吸收的光子数。
而热探测器的响应正比与所吸收的能量。
熱探测器的换能过程包括：热阻效应、熱伏效应、熱气动效应和热释电效应。
光子探测器的换能过程包括：光生伏特效应、光电导效应、光电磁效应和光发射效应。
各种光子探测器、热探测器的作用机理虽然各有不同，但其基本特性都可用等效噪声功率或探测率、响应率、光谱响应、响应时间等参数来描述。
3．1．2 等效噪声功率和探测率我们将探测器输出信号等于探测器噪声时，入射到探测器上的辐射功率定义为等效噪声功率，单位为瓦。
由于信噪比为1时功率测量不太方便，可以在高信号电平下测量，再根据下式计算：n s n s d V V P V V HA NEP //== （3.1）其中H ：辐照度，单位2/cm W ；d A ：探测器光敏面面积，单位2cm ；s V ：信号电压基波的均方根值，单位V ； n V ：噪声电压均方根值，单位V ；由于探测器响应与辐射的调制频率有关，测量等效噪声功率时，黑体辐射源发出的辐射经调制盘调制后，照射到探测器光敏面上，辐射强度按固定频率作正弦变化。
探测器输出信号滤除高次谐波后，用均方根电压表测量基波的有效值。
必须指出：等效噪声功率可以反映探测器的探测能力，但不等于系统无法探测到强度弱于等效噪声功率的辐射信号。
如果采取相关接收技术，即使入射功率小于等效噪声功率，由于信号是相关的，噪声是不相关的，也是可以将信号检测出来的，但是这种检测是以增加检测时间为代价的。
红外探测器概述
有反向电流流过，用灵敏电流计可以测量出来； 如果p-n结两端开路，可用高阻毫伏计测量出光 生伏特电压。这就是p-n结的光伏效应。利用光 伏效应制成的红外探测器称为光伏探测器(简称 PV器件)。
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4. 光磁电探测器
在样品横向加一磁场，当半导体表面吸收光子后所产 生的电子和空穴随即向体内扩散，在扩散过程中由于 受横向磁场的作用，电子和空穴分别向样品两端偏移， 在样品两端产生电位差。这种现象叫做光磁电效应。 利用光磁电效应制成的探测器称为光磁电探测器(简称 PEM器件)。
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4. 热释电探测器
有些晶体，如硫酸三甘肽，钽酸锂和铌酸锶钡等，当受到 红外辐射时，温度升高，在某一晶轴方向上产生电压。电 压大小与吸收红外辐射的功率成正比。
热释电红外传感器在热辐射能量发生改变时，会产生 电荷变化。这个效应被用来探测红外辐射的变化。这 些热释电传感器应用于人体移动探测器，被动红外防 盗报警器，以及自动灯开关。基于同样的原理，热释 电传感器通过红外吸收方法，应用于气体探测。
光电导探测器的分类
光电导探测器可分为单晶型和多晶薄膜型两类。
多晶薄膜型光电导探测器的种类较少，主要的有响应于
1~3微米波段的FbS、响应于3~5pm波段的PbSe和 PbTe(PbTe探测器，有单晶型和多晶薄膜型两种)。
单晶型光电导探测器，早期以锑化铟(InSb)为主，只能探测 7微米以下的红外辐射，后来发展了响应波长随材料组分
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图1-26 光电倍增管原理图
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光电管由真空管壳内的光电阴极和阳极所构成（图中
6.1.2 红外探测器的性能参数
6.1 红外探测器的分类与性能6.1.2 红外探测器的性能参数红外探测器的工作条件与性能参数评价红外探测器的性能的指标称为性能优值，即其性能参数。
因一个探测器的性能参数往往与其测量方法和使用条件，几何尺寸等物理性质相关故讨论红外探测器性能指标的同时，需说明其工作条件。
❖响应度R：描述入射到探测器上的单位辐射功率所产生的信号大小能力的性能参数：红外辐射垂直入射到探测器光敏元上，探测器输出信号电压均方根值V s与入射辐射功率均方根值P s之比。
❖响应度R：描述入射到探测器上的单位辐射功率所产生的信号大小能力的性能参数：红外辐射垂直入射到探测器光敏元上，探测器输出信号电压均方根值V s与入射辐射功率均方根值P s之比。
❖噪声等效功率NEP：红外辐射信号入射到探测器响应平面上，当产生的电输出信号均方根值正好等于探测器本身在单位带宽内的噪声均方根值(信噪比为1)时，探测器表面所接收到的入射辐射功率均方根之为NEP。
=== NEPPV VVRIRSS NNVNI][，==R V PR I PVssIss 有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）❖探测率D和归一化探测率D*：D=1/NEP；因大多数红外探测器的NEP 与光敏面积的平方根成正比，而且还与放大器的带宽Δf有关，因此，光凭NEP的数值很难比较两个不同探测器的性能优劣。
❖探测率D和归一化探测率D*：D=1/NEP；因大多数红外探测器的NEP 与光敏面积的平方根成正比，而且还与放大器的带宽Δf有关，因此，光凭NEP的数值很难比较两个不同探测器的性能优劣。
❖为此定义归一化探测率D*即探测器单位面积、单位放大器带宽、单位辐射功率所获得的信噪比。
❖探测率D和归一化探测率D*：D=1/NEP；因大多数红外探测器的NEP与光敏面积的平方根成正比，而且还与放大器的带宽Δf有关，因此，光凭NEP 的数值很难比较两个不同探测器的性能优劣。
❖为此定义归一化探测率D*即探测器单位面积、单位放大器带宽、单位辐射功率所获得的信噪比。
常用探测器技术参数
常用探测器技术参数1. 分辨率（Resolution）：分辨率是指探测器能够识别和测量两个相邻物体之间最小距离的能力。
较高的分辨率意味着探测器能够更好地区分物体，提供更精确的测量结果。
2. 灵敏度（Sensitivity）：灵敏度是指探测器能够检测到并测量较小信号或微弱辐射的能力。
较高的灵敏度意味着探测器能够检测到低剂量的辐射，或是对弱信号进行更准确的测量。
3. 动态范围（Dynamic Range）：动态范围是指探测器可以测量的最大和最小辐射强度之间的比例。
较大的动态范围意味着探测器能够同时测量非常强和非常弱的辐射强度，而不会造成过饱和或失真。
4. 时间分辨率（Time Resolution）：时间分辨率是指探测器能够在时间尺度上进行测量和分辨的能力。
较高的时间分辨率意味着探测器能够更准确地测量事件的发生时间，从而提供更多有关事件动态的信息。
5. 能谱分辨率（Energy Resolution）：能谱分辨率是指探测器能够分辨并测量不同能量的辐射的能力。
较高的能谱分辨率意味着探测器能够更准确地测量能量的含量，并提供更精确的能量谱图。
6. 探测效率（Detection Efficiency）：探测效率是指探测器对入射辐射的检测和测量能力。
较高的探测效率意味着探测器能够更高效地捕捉和测量辐射，提供更准确的结果。
7. 空间分辨率（Spatial Resolution）：空间分辨率是指探测器能够在空间尺度上进行测量和分辨的能力。
较高的空间分辨率意味着探测器能够更准确地测量物体的位置和形状。
8. 线性范围（Linearity Range）：线性范围是指探测器能够提供线性响应的辐射强度范围。
较宽的线性范围意味着探测器能够在更大范围内提供准确的响应，而不会出现非线性效应。
9. 量程（Measuring Range）：量程是指探测器能够测量的辐射强度范围。
较宽的量程意味着探测器能够测量更高或更低的辐射强度，提供更广泛的应用范围。
红外光电传感器的参数
红外光电传感器的参数
红外光电传感器的参数可以包括以下几个方面：
1. 工作电压：红外光电传感器通常需要外部提供工作电压，通常在3.3V和5V之间。
2. 感测距离：指传感器能够探测到的物体的最大距离。
这个参数可以根据具体的传感器型号而有所不同，一般范围从几厘米到几米不等。
3. 探测范围：指传感器能够检测到红外光的波长范围。
不同传感器可以专门设计用于特定的红外波长范围，如近红外、中红外和远红外等。
4. 输出类型：常见的红外光电传感器的输出类型包括模拟输出和数字输出。
模拟输出通常是传感器通过电压或电流来表示探测到的红外光的强度，而数字输出则是通过数字信号来表示。
5. 响应时间：传感器的响应时间指的是传感器从接收到红外光信号到输出结果的时间。
响应时间越短，表示传感器的反应速度越快。
6. 工作温度范围：传感器的工作温度范围指的是传感器可以正常工作的环境温度范围。
一般来说，常见的红外光电传感器的工作温度范围在-40°C至85°C之间。
7. 接口类型：传感器的接口类型指的是传感器与其他设备之间
进行数据传输的接口标准，如I2C、SPI或UART等。
这些是红外光电传感器常见的参数，具体的传感器型号和应用场景会有所不同，可以根据具体需求选择合适的红外光电传感器。
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红 外 探 测 器
1．量子效率
在某一特定波长上，每秒钟产生的光电子数与入射光子数之比。
对理想的探测器，入射一个光子发射一个电子，1)(=λη。
当然实际上不是所有的光子都可以被吸收，因此1)(<λη。
探测器对波长为λ处的量子效率可以表示为：
hv P e I S //)(=λη 其中S J h .106260755.634-⨯=，是普朗克常数，e 是元电荷。
2. 响应率
输出信号电压S 与输入红外辐射功率P 之比即：
）或（W A W V P S R /)/(=
3. 响应波长范围
单色响应率与波长的关系，称为光谱响应曲线或响应光谱。
热敏型红外
探测器的响应率与波长无关。
光电型红外探测器有峰值波长p λ和长波限c λ。
通常取响应率下降到p λ一半所在的波长为c λ。
光电探测器只有在小于c λ范围有响应，因此称为选择性红外探测器。
对于光子探测器，仅当入射光子的能量大于某一极小值时才能产生光电效应。
就是说，探测器仅对波长小于cλ，或者频率大于的光子才有响应。
因此，光子探测器的响应随波长线性上升，然后到某一截止波长cλ突然下降为零。
而热型探测器响应波长无选择性，对可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感，在室温工作。
灵敏度低、响应时间偏长，最快的响应时间也在毫秒量级。
热释电探测器主要应用于被动式的传感器中，主要应用于防盗报警、来客告知等被动探测以及石油化工、电力等行业的温度测量、温度检测等灵敏度不是很高的场合。
此外，热释电材料是还是制备非制冷红外成像设备的重要材料。
常见红外光子探测器及响应波段
4.噪声
如果测量探测器输出的电子系统有足够大的放大倍数，即使没有入射辐射。
也可以看到一些毫无规律的电压起伏,它的均方根称为噪声电压N，此噪声来源于探测器中的某些基本的物理过程。
探测器的噪声主要有以下几个来源：f/1噪声(闪烁噪声)，暗电流噪声(热噪声)以及光电流噪声。
f/1噪声为低频噪声，在AlGaAs
GaAs/QWIP中的影响很小，不是主要的制约因素。
制约器件性能的主要因素是暗电流噪声和光子噪声，即载流子
无规则的热运动造成的噪声。
当温度在绝对零度以上，由于电荷载流子的热运动，所有电阻都有热噪声。
可通过减小电阻、带宽或者温度的方法降低热噪声。
由于热噪声与绝对温度的平方根成正比，所以可以用降低温度的方法降低。
例如，将某种电阻的温度由室温（298K）降低到液态氮的温度（77K），热噪声下降50%。
如前所述，QWIP的探测率的限制因素来源于两个方面，一是探测器本身的暗电流噪声，二是照射到探测器表面的背景光子涨落（光电子噪声）。
在温度高于背景限制温度（
T）时，暗电流噪声占主导作用，此时QWIP工
BLIP
作于器件噪声限制模式。
当工作温度低于
T时，由背景光子涨落引起的光
BLIP
电流噪声占主导地位，此刻QWIP工作于背景噪声限制（BLIP）模式。
探测器在BLIP模式下工作时，具有最大的探测率，故而我们总是试图增加器件的
T。
BLIP
5．信噪比
信噪比，即SNR（Signal to Noise Ratio），指入射辐射所产生的信号输出电压与同时输出的噪声电压的比，常常用分贝数表示，设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。
一般来说，信噪比越大，说明混在信号里的噪声越小。
设入射功率产生的信号输出电压为S，噪声电压为N，则
SNR＝S/N (dB)
注：dB(Decibel，分贝)是一个纯计数单位，本意是表示两个量的比值大小，没有单位。
在电子工程领域，放大器增益使用的就是dB（分贝）。
放大器输出与输入的比值为放大倍数，单位是“倍”，如10倍放大器，100倍放大器。
当改用“分贝”做单位时，放大倍数就称之为增益，这是一个概念的两种称呼。
电学中分贝与放大倍数的转换关系为：
A(V)(dB)=20lg(Vo/Vi)；电压增益
A(I)(dB)=20lg(Io/Ii)；电流增益
Ap(dB)=10lg(Po/Pi)；功率增益
使用分贝做单位主要有三大好处:
（1）数值变小，读写方便。
电子系统的总放大倍数常常是几千、几万甚至几十万，一台收音机从天线收到的信号至送入喇叭放音输出，一共要放大2万倍左右。
用分贝表示先取个对数，数值就小得多。
（2）运算方便。
放大器级联时，总的放大倍数是各级相乘。
用分贝做单位时，总增益就是相加。
若某功放前级是100倍(20dB)，后级是20倍(13dB)，那么总功率放大倍数是100×20=2000倍，总增益为20dB＋13dB=33dB。
（3）符合听感，估算方便。
人听到声音的响度是与功率的相对增长呈正相关的。
例如，当电功率从0.1瓦增长到1.1瓦时，听到的声音就响了很多；而从1瓦增强到2瓦时，响度就差不太多；再从10瓦增强到11瓦时，没有人能听出响度的差别来。
如果用功率的绝对值表示都是1瓦，而用增益表示分别为10.4dB，3dB和0.4dB，这就能比较一致地反映出人耳听到的响度差别了。
分贝数值中，－3dB和0dB两个点是必须了解的。
－3dB也叫半功率点或截止频率点。
这时功率是正常时的一半，电压或电流是正常时的1/√2。
在电声系统中，±3dB的差别被认为不会影响总特性。
所以各种设备指标，如频率范围，输出电平等，不加说明的话都可能有±3dB的出入。
功率：10lg(1/2) (dB)=-3
电流/电流：20lg(1/√2) (dB)=-3
例子：收音机的频响10Hz～40kHz，就是表示在这段频率中，输出幅度不会超过±3dB，也就是说在10Hz和40kHz这二个端点频率上，输出电压幅度只有中间频率段的0.707(1/√2)倍了。
0dB表示输出与输入或两个比较信号一样大。
6．响应率
输出信号电压S 与输入红外辐射功率P 之比：
R=S/P （v/w ）
7．噪声等效功率
当入射辐射所产生的输出电压正好等于探测器本身的噪声电压时，这时的入射辐射功率称为噪声等效功率NE P （NEP) 。
设入射功率为P ，噪声电压为 N ，由于S=N ，则
)(/w R N N
S P P P NE === 等效噪声功率可以反映探测器的探测能力，但不等于系统无法探测到强度弱于等效噪声功率的辐射信号。
如果采取相关接收技术，即使入射功率小于等效噪声功率，由于信号是相关的，噪声是不相关的，也是可以将信号检测出来的，但是这种检测是以增加检测时间为代价的。
另外，强度等于等效噪声功率的辐射信号，系统并不能可靠地探测到。
在设计系统时通常要求最 小可探测功率数倍于等效噪声功率，以保证探测系统有较高的探测概率。
注：噪声等效功率越小越好
8. 探测率（D ）
NE
P D 1= 注：探测率越大越好
9. 比探测率（*D ）
探测器的噪声等效功率与探测器的面积A 有关。
因而不能用它比较不同面积的探测器的优劣。
通过分析，大多数红外探测器的噪声等效功率A P NE ∝。
考虑到带宽，则f A P NE ∆∝。
为了比较不同来源的红外探测器，制定了规一化的探测率*
D 。
)/.(21*w Hz cm f A N R f A P N S P f
A D NE ∆=∆=∆=
的物理意义可理解为1w 辐射功率入射到光敏面积12cm 的探测器上，
并用带宽为1Hz 的电路测量所得的信噪比。
是归一化的探测率，称为比探测率，读作D 星。
用来比较两个探测器的优劣，可避免探测器面积或测量带宽不同对测量结果的影响。
比探测率和前面介绍的探测率定义上是有区别的，但由于探测率未对面积、带宽归一化，确实没有多大实用意义，一般文献报告中都不把称之为“比探测率”，而是称为“探测率”，这只 是种约定俗成的做法。
10. 响应时间
当一定功率的辐射突然照射到探测器上时，探测器输出信号要经过一定时间才能上升到与这一辐射功率相对应的稳定值。
当辐射突然去除时，输出 信号也要经过一定时间才能下降到之前的值。
这种上升或下降所需的时间叫探测器的响应时间，或时间常数。
11． 噪声等效温差（NETD ）
评价热成像系统探测目标灵敏和噪声的一个客观参数。
它的定义为：热成像系统信噪比（SNR ）为1，探测目标与背景的温差。
热成像的这个参数可以直接由示波器与表计进行客观测量，从而排除了观察人员的主观因素。
NETD 即为民用热像仪通常用来表述其温度分辨率的技术指标。
12. HgCdTe与QWIP的比较。