分享红外热像仪的发展史
详解红外热像仪
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红外热像仪由来:1800年英国物理学家F. W. 赫胥尔发现了红外线,红外线是一种电磁波,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。
著名的普朗克定律表明温度、波长和能量之间存在一定的关系,红外总能量随温度的增加而迅速增加;峰值波长随温度的增加向短波移动。
根据斯蒂芬·玻耳兹曼定律,当温度变化时,红外总能量与绝对温度的四次方成正比,当温度有较小的变化时,会引起总能量的很大变化。
红外热像仪是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。
热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
红外热像仪最早是因为军事目的而得以开发,近年来迅速向民用工业领域扩展。
自二十世纪70年代,欧美一些发达国家先后开始使用红外热像仪在各个领域进行探索。
红外热像仪也经过几十年的发展,已经发展成非常轻便的现场测试设备。
由于测试往往产生的温度场差异不大和现场环境复杂等因素,好的热像仪必须具备320*240像素、分辨率小于0.1℃、空间分辨率小、具备红外图像和可见光图像合成功能等。
由于红外热成像技术能够进行非接触式的、高分辨率的温度成像,能够生成高质量的图像,可提供测量目标的众多信息,弥补了人类肉眼的不足,因此已经在电力系统、土木工程、汽车、冶金、石化、医疗等诸多行业得到广泛应用,未来的发展前景更不可限量。
下面对红外热像仪的具体应用情况向您作一个简单介绍:输电设备:接头、绝缘子、夹板、跳线、高压线、压接套管、瓷瓶引线……变电系统:互感器、隔离开关、空气断线器、油断路器、少油量断路器、避雷器、电容器、电抗器、变压器、总线、套管、整流器、绝缘子、线夹、阻波器……配电系统:配电盘、开关箱、变压器、断电器、接触器、保险丝、电缆……发电厂:发电机碳刷绕组装备、发电机、变压器、油枕、发电机馈电线、电压调节器、发电机马达控制中心电盘、UPS……建设系统:检查外墙空鼓、剥落、屋面渗漏、管道、热桥、建筑节能研究、竣工验收等;公路桥梁:可用于快速扫描公路裂纹、桥梁开裂、渗漏检查、沥青摊铺等;冶金系统:用于大型高炉料面测定、热风炉的破损诊断和检修等;高炉、钢材成型加工和热处理:焊接、铸件、模具、炼钢炉、转炉、鱼雷车、炉壁、金属热处里(退火、回火、淬火)、冷/热轧钢板、钢卷线材等温度量测监控……石化系统:可用于保温隔热材料的破损诊断、加热炉管的温度分布测定等;转动机械设备:马达、马达碳刷、轴承、联轴器、泵浦、汽机叶片、齿轮箱、驱动齿轮、驱动皮带、联轴器、射出成型机、柴油机、空压机……机电系统:可用于新产品开发试验研究、大型机电设备温度分布监测等;锅炉反应炉加热炉:炉壁、炉管、烟囱、热交换器、水泥旋窑……产品流程设备:安全阀、气体/产品管路(保温、保冷)、热交换器、冷却塔、桶槽、球槽、储存槽、空气干燥机、烘干机、冷冻器……电子产品:PC板热分析、电子组件热传导测试、壳散热测试、电路设计、环境评估……消防安保系统:可用于消防科研、火灾救人、安保、走私监控等;自然科学:采光、温室效应、沙尘暴、植物、采矿等;医疗:肿瘤、甲状腺、糖尿病、非典、禽流感等;其它:玻璃、军事、塑料、造纸、纺织、包装、排污、电影广告策划……怎样选择合适的红外热像仪1.什么样的像素满足您的要求?320*240=76,800?在12米处测量的最小尺寸是1*1cm160*120=19,200?在12米处测量的最小尺寸是2*2cmTH7700红外热像仪低端低分辨率红外热像仪320*240=76800个像素160*120=19,200个像素2、是否需要定量检测?红外热像仪有两种用途:1、热成像2、测温评价红外测温能力叫做MFOV,主要有2种:一种是MFOV 为1,另外一种MFOV 为3*3。
和普威视带您走进红外热成像发展历史
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北京和普威视带您走进红外热成像发展历史红外热成像技术,也是一个有非常广阔前途的高科技技术,其大量的应用将会引起许多行业变革性的改变。
一、什么是红外热成像?光线是大家熟悉的。
光线是什么?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 ~1000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。
二、红外热成像的特点是什么?有位著名的美国红外学者指出:“人类的发展可分为三个阶段。
第一个阶段是人类通过制造工具,扩展体力活动的能力,第二阶段通过提高判断能力,寻求更清晰和更广泛的理解与判断事物的标准,而人类近年来致力的增强获得输入信息的能力,扩大感觉范围或增填新的感官,使我们的大脑能接受更多的信息,正是人类发展的第三阶段。
在这个阶段中,红外技术的发展已经把人类的感官由五种增加到六种”。
这一席话,我认为恰如其分的道出了红外热成像技术在当代的重要性。
因为,我们周围的物体只有当它们的温度高达1000 ℃以上时,才能够发出可见光。
相比之下,我们周围所有温度在绝对零度(-273 ℃)以上的物体,都会不停地发出热红外线。
红外热像仪
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红外热像仪红外热像仪发展史1800年,英国物理学家F. W. 赫胥尔发现了红外线,从此开辟了人类应用红外技术的广阔道路。
在第二次世界大战中,德国人用红外变像管作为光电转换器件,研制出了主动式夜视仪和红外通信设备,为红外技术的发展奠定了基础。
二次世界大战后,美国经过近一年的探索,开发研制的第一代用于军事领域的红外成像装置,称之为红外寻视系统,它是利用光学机械系统对被测目标的红外辐射扫描。
由光子探测器接收两维红外辐射迹象,经光电转换及一系列仪器处理,形成视频图像信号。
这种系统、原始的形式是一种非实时的自动温度分布记录仪,后来随着五十年代锑化铟和锗掺汞光子探测器的发展,才开始出现高速扫描及实时显示目标热图像的系统。
六十年代早期,瑞典研制成功第二代红外成像装置,它是在红外寻视系统的基础上以增加了测温的功能,称之为红外热像仪。
开始由于保密的原因,在发达的国家中也仅限于军用,投入应用的热成像装置可的黑夜或浓厚幕云雾中探测对方的目标,探测伪装的目标和高速运动的目标。
由于有国家经费的支撑,投入的研制开发费用很大,仪器的成本也很高。
以后考虑到在工业生产发展中的实用性,结合工业红外探测的特点,采取压缩仪器造价。
降低生产成本并根据民用的要求,通过减小扫描速度来提高图像分辨率等措施逐渐发展到民用领域。
六十年代中期,AGA研制出第一套工业用的实时成像系统(THV),该系统由液氮致冷,110V电源电压供电,重约35公斤,因此使用中便携性很差,经过对仪器的几代改进,1986年研制的红外热像仪已无需液氮或高压气,而以热电方式致冷,可用电池供电;1988年推出的全功能热像仪,将温度的测量、修改、分析、图像采集、存储合于一体,重量小于7公斤,仪器的功能、精度和可靠性都得到了显著的提高。
九十年代中期,美国FSI首先研制成功由军用技术(FPA)转民用并商品化的新一红外热像仪(CCD)属焦平面阵列式结构的一种凝成像装置,技术功能更加先进,现场测温时只需对准目标摄取图像,并将上述信息存储到机内的PC卡上,即完成全部操作,各种参数的设定可回到室内用软件进行修改和分析数据,最后直接得出检测报告,由于技术的改进和结构的改变,取代了复杂的机械扫描,仪器重量已小于二公斤,使用中如同手持摄像机一样,单手即可方便地操作。
医用红外热像仪的发展及特点
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医用红外热像仪的发展及特点医用红外热像仪的发展不到20年,由军事红外发展而来,由于军用红外与医用红外的界限不清,所以桥用红外一直被美国限制着,我国从1962年开始研究军事红外,至1991年才开始研制医用红外,至今取得了显著的成绩,医用红外热像仪的温度分辩率已由1991年0.1发展到目前的0.01,空间分辩率也已由2mard提高到0.5-0.8mard,从模糊的医用热图发展到目前清晰的红外热图,这才被临床充分认可。
至今,我国已召开了三次医用红外热像仪学术交流会,并由中华医学会成立了红外热像技术学组,红外热像仪在我国已有300多台在使用,北京有协和医院、军区总医院、309医院、304医院、721医院、电力总医院、北京医院等30多台,被誉为“绿色体检王”。
红外热像仪的诊断范围非常广泛,主要有几个特点:①由于红外热像仪被动接收人体发出的8-14μm的远红外线,所以对人体无任何伤害。
②由于可以探测到0.5mm大小的肿瘤所发出的高热,所以在早期发现肿瘤方面功不可没;美国的一篇论文提到红外发现肿瘤比CT早6-12个月。
③可以将全身的病变部位在人体的体表进行定位,指导B超,CT进行深部定位和进一步诊断,并可发现许多疾病之间的关联。
④可以进行多方面的疗效观察。
随着医院对红外热像仪的认可,红外热像仪会迅速进入每家医院。
并且会进入保险公司,体育机构,空军选飞行员,社区医疗,大企业的医疗体检机构等。
作为疾病的早发现、早诊断的仪器,红外热像仪的市场前景非常好;红外热像仪在中医方面的用途广泛,如中医的虚实症等。
由于红外热像仪可以早期发现疾病,对疾病进行早期治疗及预防,为国家创造的直接和间经接济效益无法估计,同时大大降低了医生的漏诊率和误诊率,是需要大力推广的一种医学影像诊断仪器,对提高医学诊断水平将作出巨大的贡献。
中华医学会影像技术分会红外热像技术学组组长燕树林教授中华医学会影像技术分会主任委员副组长杨子彬教授中国协和医科大学基础学院教授张振寰教授北京协和医院普外科主任成员;;邹雄伟教授中国脊髓损伤专业委员会副会长江苏分会会长徐州医学院神经外科学研究室主任徐祖豪教授广西壮族自治区医院门诊部于国中教授广州中山医科在学附属第一医院显微外科主任卢桂森教授广西玉林红十字会医院儿科主任许叔祥教授上海第二医院大学教授中国抗癌协会肿瘤标志委员会委员王丽芬教授上海市瑞金医院芦湾分院放射科主任宣立学教授中国医学科学院肿瘤医院腹部外科主治医师李自立北京军区总医院门诊部主任王洁主任广东省武警总医院特诊科主任贡世霓主任解放军289医院红外热像室主任.★医用红外热像仪的特点★.☆1、早期发现,早期诊断肿瘤。
红外热像仪探测器分类和发展简史
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红外热像仪探测器分类和发展简史红外热像仪探测器分类和发展简史由于红外辐射是人眼不可见的,要察觉其存在,测量其强弱,就必须首先利用红外探测器将其转换为某种便于测量的信号。
红外探测器是红外探测或成像系统中的核心,也是红外技术发展最活跃的领域。
红外技术的发展水平,通常是以红外探测器的发展水平为主要标志的。
1.红外探测器分类对于品种繁多的红外探测器,有各种不同的分类方法。
根据响应波长,可以分为近红外、中红外、远红外和极远红外探测器;根据工作温度和致冷需求,可以分为低温致冷和室温非致冷红外探测器;根据结构可分为单元、线阵和焦平面红外探测器;就探测机理而言,又可分为光子和热敏红外探测器,下面主要就这两类红外探测器予以简单介绍。
1.1光子红外探测器光子红外探测器是利用材料的光电效应将光信息转换为电信息的红外敏感器件。
材料的电学性质通常取决于材料中电子的运动状态,当光束入射至材料表面时,入射光子如果直接与材料中的电子起作用,引起电子运动状态改变,则材料的电学性质也将随之发生变化,这类现象统称为材料的光电效应。
这里强调“直接”两字。
如果光子不是直接与电子作用,而是能量被固体晶格振动吸收引起固体的温度升高,导致材料电学性质的改变,这种情况不能称为光电效应,而是热电效应。
光子探测器主要有以下几种:(1)光电导红外探测器某些半导体材料,当受到红外线照射时,其电导率将明显改变,这种物理现象就是光电导效应。
利用具有光电导效应的材料制成的红外探测器就称为光电导型探测器。
常用的这种类型的探测器有:硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)、锑化铟(InSb)、碲镉汞(Hg1-xCdxTe)和锗(Ge)掺杂红外探测器。
光电导探测器的缺点是:光电导效应只有在红外辐射照射一段时间后,其电导率才会达到稳定值,而当停止照射后,载流子不能立即全部复合消失,因此,电导率只有经过一段时间后才能回复。
这种现象称为弛豫现象,这就造成了光电导型红外探测器响应速度较慢的缺点。
红外热成像仪介绍
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关于FLIR
FLIR、Agema和Inframetrics代表了红外热像仪产品60多年的公司, 1999年收购了美国的Inframetrics公司
这些并购为FLIR带来了绝对积极的影响,因此,FLIR商用红外热像仪的市场占 有率位居首位。FLIR的制冷和非制冷ThermaCAM系列红外热像仪已经为红外检测和 分析设立了标准,并已成为全球最广泛使用的非接触红外测温系统。
1995年推出了第一台摄象机大小的焦平面(FPA) 红外热像仪。
1997年推出首台非制冷红外热像仪Agema 570.
浙江咸亨国际通用设备有限公司
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FLIR 拥有的技术
探测器 稳定性 镜头
激光器
软件
电子部件
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生产、培训和技术支持
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客户认为最重要:
– 最高的性能同时拥有最好的图像质量 – 使用方便 – 灵活地用于不同的应用 – 用标准格式创建专业报告
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ThermaCAM系列红外热像仪包括三条产品线:
• P系列红外热像仪:为预防性维护领域和状态监测领域特别设计 的坚固、高性能的红外热像仪。功能强大的P系列红外热像仪能够自 动收集、报告红外图像和检测数据。 E系列红外热像仪:创新设计的超小便携式红外热像仪,仅重 1.5lbs。内置液晶显示器,具有温度测量和图像存储功能,E系列红 外热像仪绝对经济,易于操作。适用于建筑诊断,电气检测,海上勘 测,动物医疗,安防警用等等。 S系列红外热像仪:主要为科研领域的热分析应用设计的高性能 红外热像仪,具备非凡的热灵敏度和广泛的测温范围。火线数字输出 可实现高速图像和数据传输,功能强大的软件可进行深入的实时热分 析。
(完整版)医用红外热像仪的发展、原理及应用
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一:医用红外热成像技术的发展史最早使用生物热学诊断技术的记录可以在大约公元前480年希波克拉底(希腊名医)的著作中找到。
方法是将病人的身体表面涂满泥巴,观察什么部位干的最快,以此判断器官疾病情况。
20世纪50年代,军队开始使用红外热成像技术监控夜间行进的队伍,引领了热成像诊断技术的新纪元.到了20世纪50年代中期红外热成像技术允许医学目的的应用。
红外热成像技术第一次的诊断应用是在1956年,Lawson发现患有乳癌的乳房皮肤表面温度要高于正常的组织温度。
他还发现癌症患者的血管温度要高于动脉温度。
在1972年美国卫生教育和福利部发表一篇论文,其中部长Thomas Tiernery写到,“医学顾问证实当前红外热成像技术作为一种诊断技术在以下4个领域的发展已经超越了实验阶段:(1)女性乳房病理检查,(2)…”.1982年1月29日,美国食品药品监督局批准红外热成像技术做为一种乳癌成像检测手段。
20世纪70年代之后,大量的医学中心和诊所开始将红外热成像技术用于各种目的的诊断.二、医用红外热成像技术的原理上海欧美大地的医用红外热成像技术的原理,所有高于绝对温度(-273K)的物体都会发射红外辐射,霍尔兹-波兹曼发现红外辐射及温度之间的关系。
物体表面发射的红外辐射与物体表面的辐射率及绝对温度成正比。
人体的辐射率接近1%,类似黑体,即几乎能100%辐射红外能量。
这样就可以通过人体皮肤的红外辐射得出人体温度分布。
医用红外热成像技术就是通过接收病人身体表面的红外辐射,对病人身体表面及热区温度进行检测、记录、成像。
图像可以提供被检测区域的温度对比信息,对被检测区域进行定性和定量检测。
三、医用红外热成像技术与其他诊断技术的区别目前医院一般常用的检查设备有B超、12导心电图机、生化分析仪、骨密度测定仪、近红外乳透仪、彩色超声多谱乐、电子胃肠镜、肺功能仪、X光机等.常规的检查设备在疾病的的诊断方面都有其局限性,对病人有侵入或伤害性。
红外热像仪技术分享ppt课件
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红外热像仪有哪些优点
• ①红外热成像技术是一种被动式的非接触的检测与 识别,隐蔽性好 • ②红外热成像技术不受电磁干扰,能远距离精确跟 踪热目标,精确制导 • ③红外热成像技术能真正做到24h全天候监控 • ④红外热成像技术的探测能力强,作用距离远 • ⑤红外热成像技术可采用多种显示方式,把人类的 感官由五种增加到六种 • ⑥红外热成像技术能直观地显示物体表面的温度场, 不受强光影响,应用广泛
隐蔽性好
• 由于红外热成像技术是一种对目标的被动 式的非接触的检测与识别,因而隐蔽性好, 不容易被发现,从而使红外热成像仪的操 作者更安全、更有效。
精确制导
• 由于红外热成像技术利用的是热红外线, 因而不受电磁干扰。采用先进热成像技术 的红外搜索与跟踪系统,能远距离精确跟 踪热目标,并可同时跟踪多个目标,使武 器发挥最佳效能。红外热成像技术可精确 制导,使制导武器具有较高的智能性和发 射后不用管的能力,并可寻找最重要的目 标予以摧毁,从而大幅度提高了弹药的命 中精度,使其作战威力成几十倍地提高。
探测能力强,作用距离远
• 利用红外热成像技术进行探测的能力 强, 可在敌方防卫武器射程之外实施观察, 其作用距离远。目前手持式及装于轻武器 上的热成像仪可让使用者看清800m以上的 人体 且瞄准射击的作用距离为2~3km; 在 舰艇上观察水面可达10km 在1.5km高的直 升机上可发现地面单兵的活动 在20km高的 偵察机上可发现地面的人群和行驶的车辆, 并可分析海水温度的变化而探测到水下潜 艇等。
• 红外线或热成像技术是一种通过使用红 外成像测量仪“查看”或“测量”物体辐 射热能的技术。热能或红外线能量因其波 长过长,无法被人眼感知,属于不可见光。 作为电磁频谱的一部分,我们可探测其热 度。在红外世界中,它又区别于可见光, 即只要物体的温度在绝对零度以上就会向 外辐射热量。即使温度极低的物体,如冰 块,也会向外辐射红外线。
红外热像仪发展历程
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红外热像仪发展历程红外热像仪是一种能够将目标物体的红外辐射转换为可视化的热像的仪器。
它具有无触发和非接触的特点,广泛应用于军事、医疗、消防、石油、电力等领域。
下面就为大家介绍一下红外热像仪的发展历程。
20世纪初,人们开始意识到红外辐射的存在,并且试图开发出能够观测和探测红外辐射的仪器。
然而,在当时的技术条件下,红外热像仪的发展还受到了制约。
直到20世纪50年代,随着红外探测器和电子显示器件的发展,红外热像仪才开始进入实用化阶段。
50年代末,美国斯普拉格公司在红外探测器和光电传感器方面取得了重要突破,实现了实时热像的观测。
这也使得红外热像仪从此成为军用领域的重要设备,在战术侦察、目标识别和夜间作战中发挥了重要作用。
70年代,随着热成像探测材料和光学系统的改进,红外热像仪的性能进一步提高。
热像仪的分辨率得到了显著提高,能够实现更高的目标识别能力。
同时,红外热像仪的体积和重量也得到了大幅减小,使得其适用于更多的应用场景。
80年代末和90年代初,随着微机技术的快速发展,红外热像仪的数字化和智能化特性开始得到广泛应用。
微处理器的引入使得红外热像仪能够实现图像处理、数据存储和分析等功能。
而智能算法的引入则进一步提高了红外热像仪的目标识别和跟踪能力。
21世纪初,随着红外探测器技术的突破,红外热像仪进一步实现了高分辨率和高灵敏度。
同时,红外热像仪的成本也得到显著降低,使得其逐渐普及到商业领域。
红外热像仪被应用于建筑、安防、电力、医疗等领域,为人们的生活和工作带来了便利。
现如今,红外热像仪正朝着更高的分辨率、更低的功耗和更智能的方向发展。
新的探测材料、光学材料和图像处理算法的不断涌现,使得红外热像仪的性能不断提高。
同时,红外热像仪的应用领域也在不断扩大,如无人机、自动驾驶、机器人等。
总之,红外热像仪经过多年的发展,从最初的实验阶段逐渐成熟起来。
它的发展离不开红外探测器、光学系统和图像处理算法等多个领域的进步。
红外热像仪的应用领域也越来越广泛,为人们的生活和工作带来了诸多便利。
我国红外热像仪行业发展历程、现状及市场竞争格局分析

我国红外热像仪行业发展历程、现状及市场竞争格局分析我国红外热像仪行业的发展经历了三个阶段:——第一阶段:20 世纪50 年代初—20 世纪50 年代末,红外热像仪的初步接触与了解。
中国首次知道红外热像仪始于20 世纪50 年代初,当时中国人民志愿军在朝鲜战场上获得了红外热像装备。
此后相关科研人员开始对红外热像装备的工作原理、材料、功能进行初步研究,取得了一些初步的研究成果。
——第二阶段:20 世纪60 年代初—20 世纪80 年代末,军用领域红外热成像技术的研制工作取得了较快的发展。
除了中国科学院上海技术物理研究所、中国电科集团11 所、兵器工业集团211 所,一些高校如华中工学院(现华中科技大学)、吉林大学等也开始了红外技术的研发工作。
——第三阶段:1990 年至今,中国民用红外热像仪行业的快速发展阶段。
中国经济快速发展,国际上非制冷焦平面探测器技术的开发成功,进一步推动了中国民用红外热像仪的研究与发展,以高德红外、大立科技为代表的中国红外热像仪企业开始研制生产非制冷民用红外热像仪,并大力攻关上游核心器件红外探测器,取得了突破。
截止到目前,我国已经具备了非制冷型和制冷型红外探测器的国产化生产能力。
红外行业的上游产品是红外探测器,中游为红外探测器组件,下游为红外整机产品。
红外探测器成本约占红外热像仪总成本的80%,因此红外探测器的采购价格对红外整机产品的销售价格影响较大。
根据中国产业信息网数据,目前,全世界只有美国、法国、日本、以色列和中国5 个国家掌握红外探测器的产业化生产能力。
国内红外行业经过多年的发展和技术积累,目前已经具备从红外探测器到红外整机产品的全产业链生产。
——在军用市场上,我国从事红外研制生产的单位可以分为科研院所及其产业化公司和民营企业两大类。
国内从事红外产品的科研生产单位主要有:中科院上海技物所、长春光机所,兵器集团夜视子集团(兵器 211 所、北方广微、云南北方光电),光电子集团(兵器205 所、江苏北方湖光光电、浙江华东光电、山东北方光电),兵装集团湖北华中光电,中国电科 11 所,中船重工 717 所(含久之洋),航天科工 8358 所,中航工业空空导弹研究院,中航工业 613 所等。
红外热像仪发展历程
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红外热像仪发展历程红外热像仪(Infrared Thermograph)是一种可以测量和显示物体表面温度分布的设备。
它通过接收物体所辐射的红外辐射能量并将其转化为可见的图像或视频,从而提供了对物体表面温度分布的直观观察。
红外热像仪的发展可以追溯到19世纪末的研究工作。
当时,科学家们发现不同物体会以不同的速率辐射热能,并开始探索如何捕捉和利用这种红外辐射。
最早的红外热像仪原型是由Wilhelm Conrad Röntgen在1896年发明的。
然而,当时的技术限制使得这些早期设备体积庞大且需要复杂的操作,对于实际应用来说并不实用。
随着科学技术的不断进步,红外热像仪在20世纪上半叶开始得到了更多的关注和研究。
在第二次世界大战期间,红外热像仪被用于军事领域,用于探测敌方舰船、飞机和坦克等目标。
这使得红外热像仪在技术上迈出了重要的一步,进一步改善了其图像质量和实用性。
在20世纪50年代和60年代,红外热像仪开始应用于民用领域。
随着红外探测器技术的进步,红外热像仪的体积和重量得到了明显缩小,使用和操作也变得更加简便。
这使得红外热像仪得以广泛应用于电力、建筑、医疗、环保和安防等行业。
此外,红外热像仪还被应用于火灾救援、人体检测和夜视等领域。
进入21世纪,随着纳米技术、光学技术和图像处理技术的不断发展,红外热像仪的性能得到了进一步提升。
新一代红外热像仪具有更高的分辨率、更快的响应速度和更低的噪声水平。
此外,随着无人机技术的飞速发展,红外热像仪也被广泛应用于无人机领域,用于航空摄影、农业监测、边境巡逻等任务。
总的来说,红外热像仪从发明至今经历了一系列的技术突破和应用拓展。
通过不断改进和创新,红外热像仪已成为一个重要的非接触式测量和检测工具,在各个领域发挥着重要的作用。
红外热像仪的发展历程是怎么样?
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揭秘红外热像仪的发展历程揭秘红外热像仪的发展历程。
随着红外这个词汇成为安防界点击率最高的词汇之一,越来越多的人渴望进一步的了解红外这门技术及它的应用。
这就不能不提到这一技术的发源及其发展历程。
一、红外热像仪的发展历程1800年,英国天文学家F.W.赫歇耳发现了红外线。
揭秘红外热像仪的发展历程。
而红外技术的最早应用起源于军事领域,实际应用始于第二次世界大战期间。
当时,德国研制和使用了一些军用红外热像仪红外技术装备,其中有红外通信设备和红外夜视仪,它们都属于主动式红外系统。
战后,由于红外光子探测器和透红外光学材料的迅速发展,红外技术的应用引起军事部门的重视。
此后,红外技术的发展方向集中在被动式系统上。
50年代,红外点源制导系统应用于战术导弹上。
60年代,红外技术的军事应用已相当广泛,如已应用于制导、火控、瞄准、侦察和监视等。
60年代中期,出现了光机扫描的红外成像技术。
70年代,红外成像技术获得迅速发展,热成像系统和电荷耦合器件的应用是这一时期的重要成果。
80年代,红外技术进入研制镶嵌焦面阵列(CCD阵列)系统的新时期。
揭秘红外热像仪的发展历程。
尽管德国最先开展了红外武器的开发,但是第一个将红外技术应用于战场的却是美国。
1945年夏,美军登陆进攻冲绳岛,隐藏在岩洞坑道里的日军利用复杂的地形,夜晚出来偷袭美军。
美军将一批刚刚制造出来的红外夜视仪紧急运往冲绳,把安有红外夜视仪的枪炮架在岩洞附近,当日军趁黑夜刚爬出洞口,立即被一阵准确的枪炮击倒。
洞内的日军不明其因,继续往外冲,又糊里糊涂地送了命。
红外夜视仪初上战场,就为肃清冲绳岛上顽抗的日军发挥了重要作用。
但是,50年代前期所用的红外夜视设备,都是主动式红外夜视仪,一般采用红外变像管作接收器,工作波段在1微米左右,在夜间可看见100米处的人,1公里内的坦克、车辆和10公里远的舰船。
现代红外夜视设备最具有代表性的红外热像仪。
美国于60年代后期研制的一种光机扫描式红外成像系统,为飞机夜航和在恶劣气象条件下的飞行提供观察手段,工作在8~12微米波段,。
红外热像发展史
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这大大改进了原始的扫描式探测器,从而提高了图像质量和空间分辨率。现代热像仪上的典型阵列的像素范围为:16 × 16至640 × 480。比如说Fotric222手机热像仪的红外分辨率为80×80像素,最小成像距离为标准镜头0.1m,空间分辨率(IFOV)则为6.1mrad或11mrad。Fotric228的红外分辨率达到最大640×480像素,最小成像距离也是0.1m,空间分辨率则提高到0.78mrad。
热像仪是一种无需与设备直接接触便可检测出红外波长频谱中的热图案的设备。早期型号的热像仪称为“光导探测器”。从1916年至1918年,美国发明家Theodore Case利用光导探测器做实验,通过与光子(而不是热能)直接交互作用产生信号,最终发明了速度更快、更灵敏的光导探测器。20世纪四十年代和五十年代期间,为了满足日益增长的军事应用领域的需求,热成像技术不断演变,取得了长足的发展。德国科学家发现,通过冷却光导探测器可以提高整体性能。
1880年,美国天文学家Samuel Langley使用辐射热检测仪探测到304米(1000英尺)以外的牛的体热。辐射热检测仪测量的不是电压差异,而是与温度变化有关的电阻变化。Sir William Herschel的儿子Sir John Herschel于1840年使用名为“蒸发成像仪”的设备制作出第一幅红外图像。热图像是薄油膜的蒸发量差异形成的,可以借助油膜上反射出的光线进行查看。
红外热像仪原理
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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。
热成像仪的发展史
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热成像仪是一种对物体散发出的红外线进行感光成像的设备,这种设备被广泛运用在军事、消防、医疗、工业生产、海关检查等领域。
一. 热成像仪发展历史热成像仪是从对红外线敏感的光敏元件上发展而来,但是光敏元件只能判断有没有红外线,无法呈现出图像。
在第二次世界大战中交战各国对热成像仪的军事用途表现出了兴趣,对其进行了零星的研究和小规模应用,1943年美国就与RNO合作生产了一款代号M12的机型,其功能和外观已经能看出热成像仪的雏形,这应该算是最找的一款热成像仪,算是热成像仪的鼻祖。
1952年,一款非常重要的材料研-锑化铟被开发出来,这种新的半导体材料促进了红外线热成像仪的进一步发展。
不久之后,德州仪器和RNO公司联合开发出了具有实用价值的前视红外线(Forward looking infrared)热成像仪。
这一系统采用的是单原件感光,利用机械装置控制镜片转动,将光线反射到感光元件上。
随着碲镉汞材料制造工艺的成熟,在军事领域大规模采用热成像仪成为了可能。
60年代之后出现了由60或更多的感光元件组成的线性整列,美国的RNO公司将热成像仪的应用拓展至民用领域发展。
然而由于最初采用的是非制冷感光元件,制冷部件加上机械扫描机构使得整个系统非常庞大。
等到CCD技术成熟之后,焦平面阵列式热成像仪取代了机械扫描式热成像仪。
至80年代半导体制冷技术取代了液氮、压缩机制冷之后开始出现了便携、手持的热成像仪。
90年代之后,RNO公司又开发出了基于非晶硅的非制冷红外焦平面阵列,进一步降低了热成像仪的生产成本。
可以看出热像仪的发展是一个相对漫长的过程,在这期间,RNO和德州仪器公司对热像仪的发展做出了巨大贡献,其实还有一个非常重要的贡献者就是美国军方,据不完全统计,在进40年,美国军方由于一直给RNO合作,其在热成像仪的投入,累计超过了几十亿美元。
二. 热成像仪的原理和分类红外热成像仪有光子探测和热探测两种不同的原理。
前者主要是利用光子在半导体材料上产生的电效应进行成像,敏感度高,但探测器本身的温度会对其产生影响,因而需要降温。
红外发展历史
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红外发展历史美国德克萨斯仪器公司(TI)在1964 年首次研制成功第一代的热红外成像装置,叫红外前视系统(FLIR),这类装置利用光学元件运动机械,对目标的热辐射进行图像分解扫描,然后应用光电探测器进行光——电转换,最后形成视频图像信号,并在荧屏上显示,红外前视系统至今仍是军用飞机、舰船和坦克旗瀚科技上的重要装置。
六十年代中期瑞典AGA 公司和瑞典国家电力局,在红外前视装置的基础上,开发了具有温度测量功能的热红外成像装置。
这种第二代红外成像装置,通常称为热像仪。
七十年代法国汤姆荪公司研制出,不需致冷的红外热电视产品。
九十年代出现致冷型和非致冷型的焦平面红外热成像产品,这是一种最新一代的红外电视产品,可以进行大规模的工业化生产,把红外热成像的应用提高到一个新的阶段。
七十年代中国有关单位已经开始对红外热成像技术进行研究,到八十年代初,中国在长波红外元件的研制和生产技术上有了一定进展。
到了八十年代末和九十年代初,中国已经研制成功了实时红外成像样机,其灵敏度、温度分辨率都达到很高的水平。
进入九十年代,中国在红外成像设备上使用低噪音宽频带前置放大器,微型致冷器等关键技术方面有了发展,并且从实验走向应用,主要用途用于部队,例如便携式野战热像仪,反坦克飞弹、防空雷达以及坦克、军舰火炮等。
中国在红外热成像技术方面,已经投入了大量人力物力,形成了相当规模的研发力量,但是总的来讲,与世界先进水平差距很大,与西方相比,约差10 年以上。
目前国外已经开始在部队装备第二代红外热成像仪,并开始了第三代的研发工作,但中国现在才推广第一代红外成像仪。
在国际上,美国、法国、以色列是这方面的先行者,其它国家包括俄罗斯均处下游水平。
近几年来,在党的政策方针指引下,中国的红外成像技术得到突飞猛进的发展,与西方的差距正在逐步缩小,有些设备的先进性也可同西方同步,相信中国和西方的差距会进一步缩小,尤其在新技术的应用方面更可以独树一帜。
红外热成像产品,可以分为致冷型的非致冷型两大类。
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作为最先进的热成像技术,红外热像仪在近40年得到了长驻的发展,红外热像仪是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。
热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
红外热像仪被广泛应用于工程技术,楼宇检查,军队实战等领域,特别是最近10年,红外热像仪的发展更为迅猛,以年20%的增长比例增长。
一.红外热像仪的发展
红外热像仪从功能上划分,可以分为手持式红外热像仪和望远式红外热像仪。
二者的使用领域不同,前者被广泛应用于电力,建筑,桥梁等等领域,后者则多使用于户外和军队使用。
手持式红外热像仪和望远式红外热像仪的原理完全一样,但是手持红外热像仪一般屏幕外置,镜头的放大倍率小,配备了各种测温方式及软件分析。
而望远式红外热像仪,将屏幕内置,为了有远的观测距离,一般配备大倍率和大口径的镜头,更像夜视仪。
红外热像仪在最早是因为军事目的而得以开发,近年来迅速向民用工业领域扩展。
自二十世纪70年代,欧美一些发达国家先后开始使用红外热像仪在各个领域进行探索。
全球最早研发红外热像仪的公司是RNO,作为红外热像仪的鼻祖,RNO拥有上百种红外热像仪的专利,其研发了首台望远式红外热像仪,同时首台手持式红外热像仪也是RNO研发的。
RNO在红外热像仪技术的领先得益于美国军方的支持,美国军方每年都投入上亿美元与RNO共同开发望远镜式红外热像仪,目前RNO的望远镜式红外热像仪仅供美国军方使用,市面上是购买不到的。
据说其售价高达近10万美元一台。
正是由于RNO在望远镜式热像仪研发技术的领先性,成就了RNO拥有更为卓越的手持式红外热像仪,RNO在北美市场占据了将近60%的手持红外热像仪的市场份额,其传统 PC160,PC384红外热像仪风靡全球。
下图就是RNO PC160红外热像仪.
红外热像仪也经过几十年的发展,已经发展成非常轻便的现场测试设备。
由于测试往往产生的温度场差异不大和现场环境复杂等因素,好的热像仪必须具备160*120像素、分辨率
小于0.1℃、空间分辨率小、具备红外图像和可见光图像合成功能等。
红外热像仪是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。
热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
二.红外热像仪的品牌
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,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。
红外热像仪的品牌非常多,客户在选择时,有点无从下手,在选择红外热像仪时,建议选择大品牌的红外热像仪。
2012年4月,美国知名的Thermal infrared imager TIMES,发布了2011年全球红外热像仪品牌排名,美国RNO连续5年荣登销量榜首,其PC160G红外热像仪更是以40%的市场份额连续8年荣登单品销量冠军。
在选择时,可以根据这个排名,进行参考选择。
同时选择适合自己的型号。
2013年,RNO推出其全新款IR系列红外热像仪,其最大的特点是将高端红外热像仪的功能,移植到了160*120分辨率的的低端红外热像仪上,让RNO IR160成为世界首款具有3个可移动区域测温,并且具有可见光拍摄的的160*120红外热像仪,2013年上半年,RNO IR160即成为北美销量第一的的红外热像仪,取代了RNO PC160的位置。
下图就是RNO IR160红外热像仪.
1.美国RNO
RNO公司于1940年成立于美国芝加哥,是全球历史最为悠久的热像仪生产企业,在二战中,RNO热像仪曾广泛应用美国军方。
经过70年的发展,RNO下设了美国RNO红外热像仪公司,美俄合资RNO夜视仪公司。
RNO是全球最为专业的热像仪公司,其下属的RNO夜视仪,在3,4代高端夜视仪领域拥有极大的知名度。
70年来,RNO一直专门致力于热像技术的开发,RNO热像仪工厂分别设在美国、英国、日本和中国。
RNO夜视仪则将工厂设立在俄罗斯。
目前RNO 在全球拥有近5000名雇员,其授权分销商及服务分公司遍布全球100多个国家。
美国RNO一直是全球热像仪技术的领导者。
引领全球热像技术的发展。
RNO以生产中高端热像仪为主,2011年,美国RNO以高达50%的市场份额位居全球红外热像仪首位,其传奇产品PC-160以高达30%的市场份额连续5年位居全球红外热像仪销售宝座。
这款售价不到5000美元的产品,以高达60HZ的帧频,-20-600度两温区选择,以及移动点移动区高温自动捕捉等功能,让其成为最具性价比产品,成为红外热像仪的一代神话。
2. 美国FLIR
FLIR Systems Inc, (NASDAQ: FLIR) 作为创新成像系统制造领域的领军企业,其产品范围涉及红外热像仪、航空摄像机和机械检测系统等。
FLIR产品已在全球60余个国家内的工商业及政府领域中发挥了重要作用。
50多年来,FLIR公司一直致力于为科研、工业、执法机关及军工领域提供红外热像仪和夜视仪设备,堪称商用红外热像仪领域中无可辩驳的领导者。
FLIR 产品系列应用极为广泛,涵盖预防性维护、状态监控,无损测试、研发、医疗科学、温度测量、热测试、执法机关、监视、安保及生产过程控制等各个领域,能够为入门级或专家级用户提供最为全面的支持。
FLIR在低端红外热像仪产品及具优势,其售价不到2000美金的I3,I5,虽然仅仅是入门级机型,但是深受不发达地区的低端客户青睐。
2011年,FLIR凭借其I3的销量,以20%的市场份额,依然维持做其全球销量亚军的称号。
3. 美国FLUKE
福禄克电子仪器仪表公司于1948年成立,是丹纳赫(Danaher)集团的全资子公司。
福禄克是一个跨国公司,总部设在美国华盛顿州的埃弗里德市,工厂分别设在美国、英国,荷兰和中国,其销售和服务分公司遍布欧洲、北美、南美、亚洲和澳大利亚。
目前福禄克公司的授权分销商已遍布世界100多个国家,雇员约2400人。
多年来,福禄克电子仪器仪表公司创造和发展了一个特定的技术市场——为各个工业领域提供用于测试和检测故障的优质电子仪器仪表产品,并把该市场提升到重要地位。
每新建的一个工厂、办公区、或设施,都可成为福禄克产品的潜在用户。
从工业控制系统的安装调试到过程仪表的校验维护,从实验室精密测量到计算机网络的故障诊断,福禄克的产品帮助各行各业的业务高效运转并不断发展。
无论是技术人员、工程师、科研、教学人员还是计算机网络维护人员,都通过使用福禄克的仪器仪表产品扩展了个人能力,并出色地完成了工作。
正是他们,给予了福禄克最大的信任和最好的口碑,使得福禄克品牌在便携、坚固、安全、易用、和严谨的质量标准方面得到高度的美誉,成为所涉及的领域中的领导者。
作为美国第三大热像仪品牌,FLUKE 在2011年以将近15%的市场份额,位居季军。
4. 德国InfraTec
德国英福泰克(InfraTec)公司ImageIR系列高端红外成像系统基于最先进的光子型焦平面探测器和数字读出电路技术,具有帧频高、灵敏度高、测量精度高、解析度高等特性。
根据用户的需求,以模块化概念进行设计的ImageIR系列红外成像系统有超过10款不同型号的产品,可帮助用户实现包括光谱测量等应用在内的特殊需求,可广泛应用于科学研究、工业研发、过程控制、非破坏性测试、多谱段红外特征分析等领域。
凭借德国品牌的影响力,INFRATEC品牌,在2011年全球热像仪领域,位居第四。
5.日本NEC
NEC(日本电气株式会社)成立于1899年,总部位于日本东京,是全球500强企业之一。
NEC主要从事IT服务、平台业务、运营商网络、社会基础设施、个人解决方案等产品的研发、生产和销售,产品多达15000多种。
NEC在全球150多个国家和地区开展业务,拥有员工14万余人,集团下属公司总数为310家。
NEC是全球IT、通信网络的领先供应商之一,融合先进的信息技术和网络技术,向政府、企业及个人提供卓越的综合解决方案。
作为行业的领先者,NEC不断实现技术创新,在超级计算机、云计算技术、物联网技术、下一代网络技术、充电锂离子电池技术、生物识别技术等多个领域做出了重要贡献并保持着多项世界领先记录。