非制冷红外热像仪版
非制冷焦平面热像仪用双视场红外光学系统
ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｘｉｌｍｏｔ ｆａ ｌ ｎ ｒ ｕ ｌ ｎ ｈ ｐ ｉ ａ ｘｉ． ｅ ｓ ｍｅ ｌｎｓｉ ｌｏ ｕｓ ｄ ｆ ｒｆ ｃ ｉ ｇ ａ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ａ ｉ ｏ ｅ ｓｇ ｏ ｐ ａ ｏ ｇ ｔ ｅ ｏ ｔｃ ｌａ ｓ Ｔｈ ａ ｅ ｓａ ｓ ｅ ｏ ｕｓｎ ｔ ｏｎ ｏ
维普资讯
第２ ９卷 第 １ 期 １ ２０ ０ ７年 １ １月
红 外 技 术
Ｉ ｆａ ｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｎ ｒｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｒ
Ｖｌ ．９ ＮＯ １ ０ ２ １ ．１ ＮＯ ． ２ ０ Ｖ ０７
热像仪用双视场红外光学系统
陈吕吉
（ 昆明 物 理 研 究 所 ， 云 南 昆 明 ６ ０ ２ ） ５ ２ ３
摘 要 ：介绍 了一种用 于 非制冷凝 视焦 平 面探 测器 的长 波红外 双视 场光 学系 统设 计实例 ，该 系 统工作 波
段为 ８ ｍ～１ ｍ，变倍 比为 ３ ２ 倍，采用轴 向移动变焦方式。变倍透镜组可实现变倍、调焦及温度补偿 功能，简化 了系统机 电设计，具备体积小、重量轻、功耗低等优点，并用 Ｚ ＭＡ Ｅ Ｘ光学设计软件进行 了 像质评价。 关键 词 ：非制冷 焦平 面； 红外 光学 系 统；双 视场 中图分 类号 ：Ｔ １ Ｎ２ ６ 文 献标识 码 ：Ａ 文章编 号 ： １０ —８ １２ ０ ）１ ６ １０ ０ １８ ９ （０ ７ １－ ４ ・３ ０
领域 的应用 越来越 广 泛 。很 多领 域应 用需 要红 外光 学
双视场 红 外光学 系 统分 为两类 ： 类为切 换 式 ， Ｊ一 通 过 切换系 统 中 的透 镜组 来 改变 光 学系 统 的焦距 。这 类 光 学 系 统 的特 点 是 在 窄 视场 光 路 中没 有 运 动光 学 元 件 ，其光 学系 统光轴 稳 定性 好 ，系统切 换 时间短 、 透 过 率高 ；存在 的 问题是 有一 组透镜 处 于光路 以外 的 闲置 状态 ，透镜 使用 效 率不 高 ， 且， 切换 时需要 而 透镜 较 大 空间 ，因而光 学系 统横 向尺 寸较大 。第二类 为轴 向移动 式 ，通 过透 镜组 轴 向间 隔的变化 而 改变光 学系 统 的焦 距 ，其缺 点 为轴 向尺 寸较 大 ，但 通 过系统 优化 设 计对轴 向尺寸 进行控 制 ，可 以在较 短 的轴 向尺 寸下 获得 满 意 的成 像质 量 。本文将 对轴 向移 动双 视场光 学 系统 进行 讨论 ，并给 出设计 实例 。
SFJ—V手持非制冷红外热像仪
红镍技肃
In fi a' r e d T e e h n o h g y
地 址 ：昆 明经 济技术开 发 区 红 外路
S FJ — V 手持非制冷红外热像仪
用 途 一 、
S F J — V 手持非制冷红 外热像仪是 采用 最新 一 代非致 冷焦平 面探 测 器 开 发 的红 外热成像通 用组 件 ， 先 进 的信号 处 理 技术 及 组 件化模块设 计技术 ， 它具 有 网像质量 好 、 体积小 、 质量 轻 、 可 靠性 高 、 使用方 便等优点 。 能在无 任何光照 的情况 下 ， 用 于监 视 、 救护 ， 可 在黑 暗 的坑 洞 、 隧道 、 地 下 停 车场 、 油 田 周 界 监 控 使 用 ， 广 泛 用 于 公 安 边 防 、 森林 防火 、 油 田设 备监 控 、 工 业 检 测 等领 域 ， 能 全 天 候 的对 目标 进行观察 、 跟 踪 、 监视 。
输出 数据接 口
8 ～ 14 ¨ m
3 2 0 X 2 4 0 ( 多 晶硅 )
< 10 0 m K a t 3 0 ℃ F 5 0 m m ． 16 。 × 12 。
6 V ～ 12 V D C
< 4W
1． 1k g ( 含锂 电池 )
- 20 ℃ ～ + 50 ℃
)( ( 2 1 Om m × 1 0 5 m m × 1 1 5 m m L × W × H m m l
O6 ．
英 寸O L E D (6 4 0
× 4 80)
标准视频信号
USB 2 0 ．
S F J — V 手持 非制冷红 外热像仪新增 了 冈像捕 捉 和存储 功 能 ， 可 以 对 实时 图像进 行采集 和存储 ， 片采 用 U S B 接 口 输 m 资料 ， 方便用 户对 信息进 行后 期 的分 析 和 处 理 。
通用型非制冷红外热像仪数字图像处理系统设计的开题报告
通用型非制冷红外热像仪数字图像处理系统设计的开题报告一、选题背景及意义随着红外热像技术的发展和应用，热像仪已经广泛应用于建筑、电力、航空、军事、医疗等领域。
因为它能够准确地反映物体表面的温度分布和热流情况，为诸如电力设备故障检测、高温煤气管道安全检查等提供了强有力的支持。
但是，目前市场上绝大部分热像仪只能完成红外图像的获取，相关的图像处理功能比较单一。
而对于一些高端领域的应用，就需要更加复杂的数字图像处理技术。
基于此，我们选择了通用型非制冷红外热像仪数字图像处理系统的设计作为本次毕设的研究内容。
该系统旨在通过数字图像处理技术，对热像仪获得的红外图像进行处理，并可实现图像的增强、分割、拼接等功能，从而丰富热像仪产品的应用领域。
二、研究内容和技术路线该系统的研究内容主要包括以下方面：1. 热像仪数据采集和传输接口设计2. 红外图像数字处理算法研究3. 图像增强技术研究4. 图像分割算法研究5. 图像拼接技术研究技术路线如下：1. 热像仪数据采集和传输接口设计：使用FPGA芯片为核心，搭建硬件平台，实现热像仪的数据采集和传输接口。
2. 红外图像数字处理算法研究：采用matlab等软件进行数字图像处理算法的研究，包括图像滤波、噪声去除、局部直方图均衡化等。
3. 图像增强技术研究：通过图像增强技术，实现红外图像中低对比度和低亮度区域的增强。
4. 图像分割算法研究：通过图像分割算法，对红外图像进行自适应分割。
5. 图像拼接技术研究：通过图像拼接技术，实现对多张红外图像的拼接，提高图像的视野范围等。
三、预期成果通过本次设计研究，我们预期可以获得以下成果：1. 设计出基于FPGA芯片的热像仪数据采集和传输接口。
2. 研究出红外图像数字处理算法，包括图像滤波、噪声去除、局部直方图均衡化等，并且实现相应算法的软件程序。
3. 实现图像增强技术和图像自适应分割算法，并在实验中进行验证。
4. 研究出红外图像拼接技术，并通过实验验证技术的可行性。
第十一章 微测辐射热计非制冷红外热成像系统
第11章
微测辐射热计非制冷红外热成像系统
11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路
第11章
微测辐射热计非制冷红外热成像系统
11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路
第11章
微测辐射热计非制冷红外热成像系统
11.3 UL01011型微测辐射热计的驱动电路
(1) 对来自石英晶振的信号进行倍频和分频，倍频 可以通过FPGA中的锁相环实现，结合输入的 RESETIN产生焦平面所需的脉冲驱动信号：MC、 INT、RESET；
第11章
微测辐射热计非制冷红外热成像系统
11.2 UL01 01 1型微测辐射热计
焦平面 ： 320列×240行的两维阵列 每个像元的尺寸为45×45m2
敏感面积为14.410.8mm2
填充因子>80%
典型的热时间常数为4ms
材料的TCR约为0.025K-1。
第11章
微测辐射热计非制冷红外热成像系统
' ij
Vij ( 2 ) Vij (1 ) Vij ( 2 ) Vij (1 )
第11章
微测辐射热计非制冷红外热成像系统
2 温度定标校正算法 (2) 两点温度定标算法 采用最小二乘线性回归求取参数
Vij ( ) Aij Bij
Vij ( ) Aij (Vij ( ) Bij ) Aij Bij A V ( ) Bij
选择两个定标点1、2：
1 Vij (1 ) N
V ( )
ij 1
1 Vij ( 2 ) N
V (
ij
2
)
第11章
பைடு நூலகம்
微测辐射热计非制冷红外热成像系统
长焦距非制冷长波红外热像仪折射／衍射光学设计
Ｖ ｏ ．７ Ｎ Ｏ． １３ ５
红 外 与 激 光 工 程
Ｉ ｆａｅ ｎ ａ ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ ｎ ｒ ｒｄａ ｄＬ ｓ ｒ Ｅｎ ｉｅ ｒ ｎ
２０ ０ ８年 ｌ ０月
Ｏｃ ． ｏ８ ｔ ２ｏ
长 焦 距 非 制 冷 长 波 红外 热 像 仪 折 射／ 射 光 学 设计 衍
ｋ 处 的 车 辆 目标 。 ｍ
关 键 词 ： 外 ； 热 像 仪 ； 非 制 冷 ； 长 焦 距 红 中图分 类号 ： ４６ ０ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ７ ２ ７ （Ｏ８ ０ — ８ ７ ０ ｌ ０ — ２ ６２ ０ ）５ ０４ － ３
Ｒｅ ｒ ｃｉ ｅｄ ｆｒ ｃｉ ｅ ｏ ｔｃ ｌｄ ｓｇ ｆａ ｌｎｇ ｆ ｃ ｌｌｎ ｔ ｃ ｏｅ ｆ ａ ｔｖ ／ ｉｆ ａ ｔｖ ｐ ｉａ ｅ ｉｎ ｏ ｏ －ｏ ａ －ｅ ｇ ｈ ｕｎ ｏ ｌｄ
Ａｂ ｔａ ｔ ｉ ｒｃ ｖ ｐｉａ ｌｍｅ ｔ （ ｓｒ ｃ：Ｄ ｆａ ｔ ｅ ｏ ｔ ｌｅｅ ｎｓ ＤＯＥ）ｈ ｖ ｈ ｐ ｃａ ｒｐ ｒ ｆ ｍｉｕ ｉｐ ｒｉｎ ｗｈｃ ｆ ｉ ｃ ａ ｅ ｔｅ ｓｅ ｉｌｐｏ ｅｔ ｏ ｎ ｓ ｄｓｅｓ ｉｈ ｙ ｏ
ｃｎ ｅ ａ ｂ ｕｓ ｄ ｎ ｈ ｏ ｔｃ ｌ ｙ ｔｍ ｉ ｓｅ ｄ ｆ ｌｎｓ ｏ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ，ｌ ｔ ｎ ｔ ｗｅ ｇ ｔ ｎ ｅ ｉ ｔｅ ｐ ａ ｓ ｓｅ ｉ ｎ ｔａ ｏ ｅ ｔ ｉ ｒ ｖ ｉｓ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｉ ｅ ｉｓ ｇｈ ｉｈ ，ａ ｄ
翟旭 华 ， 张洪 涛 ， 尹福 昌 王 健 。孙 强 。 ， ， （． １长春理 工大学 光电工程 学院， 吉林 长春 １０ ２ ；． ３ ０ ２ ２长春 市装 甲兵技 术学院 控制 系， 吉林 长春 １０ １ ； ３ １ ７ ３ 中国科 学院长春 光 学精 密机 械 与物理 研 究所 ， ． 吉林 长 春 １０ ３ ） ３ ０ ３ 摘 要 ： 射 光 学元件 具 有特 殊 的 负 色散 特 性 ， 光 学 系统 中能 够代 替 透镜 ， 效地 提 高 系统性 衍 在 有 能 、 轻质 量并减 小体 积 。 减 而且将 其应 用到 红外 系统 中具有得 天独 厚 的优 势 。 中利用折 射／ 射光 学 文 衍 技术， 设计 了一套 两片式 、 焦距 、 长 结构 紧凑 、 质量 轻便 的非制 冷红 外热像 仪 光 学 系统 。热像 仪 工作 波
制冷式与非制冷式红外热像仪 菲力尔FLIR
制冷式红外热像仪 先进的制冷式红外热像仪配有集成低 温制冷机的成像探测器。
这是一款可将探测器温度降低至制冷 温度的设备。为了将热噪声降至场景 成像信号水平之下，探测器温度的下 降必不可少。
制冷式红外热像仪是最敏感型红外热 像仪，可探测物体间最细微的温差。 它们工作在光谱中波红外(MWIR)波段 和长波红外(LWIR)波段波段，因为从 物理学角度来讲在这些波段热对比度 较高。热对比度是指信号变化相对于 目标温度变化。热对比度越高，就越 容易探测那些目标温度与背景差异不 大的场景。
用于研发应用的制冷式红外热像仪 非制冷式红外热像仪展现的优势带来了两 难的问题：研发/科学应用最好什么时候 使用制冷式红外热像仪？答案是：取决于 应用需求。
如果你想要发现微小的温差变化，需要 最优的图像质量，拍摄快速移动或发热 目标；如果你需要看清热变化过程，或 者测量极小目标的温度；如果你希望在 非常明确的电磁波谱部位可见热对象； 抑或你希望将红外热像仪与其他测温设 备同步工作，制冷式红外热像仪则是你 的首选仪器。 速度 制冷式红外热像仪的成像速度快于非制 冷式红外热像仪。高速热像成像的曝光 时间可达到微秒，能够停止动态场景的 表观运动，并可捕获每秒62,000帧以上 的帧速率。其应用包括热分析和动态分 析喷气式发动机涡轮叶片、汽车轮胎或 安全气囊检测、超音速弹丸，以及爆炸 等。
《2024年非制冷红外热成像系统研究》范文
《非制冷红外热成像系统研究》篇一一、引言非制冷红外热成像系统（Uncooled Infrared Thermal Imaging System）以其无需制冷、高灵敏度、低功耗等优点，在夜视、安全监控、火灾探测等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，红外热成像技术已成为现代科技领域的研究热点之一。
本文旨在探讨非制冷红外热成像系统的基本原理、技术发展及研究现状，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、非制冷红外热成像系统基本原理非制冷红外热成像系统利用红外探测器将接收到的红外辐射转换为电信号，再通过图像处理技术将电信号转换为可见的图像。
其基本原理包括红外辐射的传播、探测器的响应以及图像处理三个部分。
首先，红外辐射是一种不可见的光辐射，具有较高的能量。
当物体发出或反射红外辐射时，红外探测器通过感知物体发出的红外辐射变化，将其转换为电信号。
其次，非制冷红外探测器是一种无需冷却的探测器，通过热敏材料将接收到的红外辐射转换为电阻变化或电压变化等电信号。
这些电信号反映了物体表面的温度分布，从而形成红外图像。
最后，图像处理技术将探测器输出的电信号进行数字化处理，并通过算法对图像进行增强、滤波等操作，以获得更清晰的图像。
三、非制冷红外热成像系统技术发展及研究现状随着材料科学、微电子技术及计算机技术的不断发展，非制冷红外热成像系统的性能得到了显著提升。
在技术发展方面，主要表现在以下几个方面：1. 探测器材料：新型热敏材料的研发和应用，如微测辐射热计等，提高了探测器的灵敏度和响应速度。
2. 图像处理技术：数字信号处理技术的发展，使得图像处理更为迅速和准确，提高了图像的质量。
3. 系统集成：将红外探测器、光学系统、电路及软件进行高度集成，使非制冷红外热成像系统更加紧凑、可靠。
在研究现状方面，各国研究人员不断探索新的技术手段和方法来提高非制冷红外热成像系统的性能。
例如，通过优化探测器结构、改进图像处理算法等手段，提高系统的分辨率、灵敏度和动态范围。
非制冷红外焦平面热成像系统硬件电路设计与实现
3、系统集成：非制冷红外焦平面热成像系统的各个组件需要高度集成以保 证系统的性能和稳定性。这需要采用先进的微电子制造技术和先进的封装技术来 实现。同时，需要开发高效的接口协议来实现组件之间的数据传输和控制。
4、能耗与散热：在非制冷红外焦平面热成像系统的设计和实现过程中，需 要考虑能耗和散热问题。高能耗可能会导致系统过热，影响性能和稳定性；而散 热不良可能会导致系统温度过高，引发故障。为了解决这些问题，可以采用低功 耗的组件和设计来降低能耗；同时，需要采用有效的散热设计和布局来确保系统 在正常工作温度范围内运行。
3、算法：为了提高非制冷红外热成像技术的图像质量和稳定性，需要采用 先进的信号处理和图像处理算法，如自适应阈值设定、中值滤波、多尺度变换等。
应用场景展望
随着技术的不断发展，非制冷红外热成像技术的应用领域也将越来越广泛。 以下是几个潜在的应用领域：
1、智能家居：非制冷红外热成像技术可用于智能家居中的安全监控、人体 检测、温度控制等领域，提高居住的舒适度和安全性。
引言
非制冷红外热成像技术是一种利用红外传感器捕捉热辐射并转换为可见图像 的技术。自20世纪初以来，随着科技的不断进步，非制冷红外热成像技术已经成 为军事、安全、医疗、科研等领域的重要工具。本次演示将详细介绍非制冷红外 热成像技术的发展历程、现状分析、关键技术探究及其应用场景展望。
发展历程
自20世纪50年代起，非制冷红外热成像技术开始进入实用阶段。早期的非制 冷红外热成像系统采用多元线阵列传感器，但由于其制造成本高、噪声大、灵敏 度低，限制了其应用范围。随着技术的发展，20世纪90年代中期，非制冷红外热 成像技术取得了突破性进展。新一代的传感器采用非晶硅等先进材料，提高了灵 敏度和稳定性，降低了成本，使得非制冷红外热成像技术得以广泛应用。
《2024年非制冷红外热成像系统研究》范文
《非制冷红外热成像系统研究》篇一一、引言非制冷红外热成像系统是一种基于红外探测技术的先进设备，广泛应用于军事、安防、医疗和工业等领域。
该系统通过捕捉目标物体的红外辐射信息，将其转换为可见图像，实现对目标的探测、识别和跟踪。
本文将对非制冷红外热成像系统的研究进行深入探讨，分析其原理、技术、应用及发展趋势。
二、非制冷红外热成像系统原理非制冷红外热成像系统利用微测辐射热计探测器将接收到的红外辐射信号转换为电信号，进而生成红外图像。
该系统主要由光学系统、探测器、信号处理电路和显示设备等部分组成。
其中，探测器是系统的核心部件，其性能直接决定了整个系统的性能。
三、非制冷红外热成像系统技术（一）探测器技术探测器是非制冷红外热成像系统的关键技术之一。
目前，常用的探测器包括氧化钒（VOx）探测器、石墨烯探测器等。
这些探测器具有灵敏度高、响应速度快、稳定性好等优点，能够满足不同应用场景的需求。
（二）信号处理技术信号处理技术是提高非制冷红外热成像系统性能的重要手段。
通过对接收到的红外信号进行滤波、放大、数字化等处理，可以消除噪声干扰，提高图像的信噪比和分辨率。
此外，还可以采用算法优化等技术手段，进一步提高图像的清晰度和对比度。
四、非制冷红外热成像系统应用非制冷红外热成像系统具有广泛的应用领域，包括军事侦察、安防监控、医疗诊断和工业检测等。
在军事侦察领域，非制冷红外热成像系统可用于夜间侦察、目标搜索和识别等任务；在安防监控领域，该系统可用于监控城市交通、公共场所和重要设施等；在医疗诊断领域，该系统可用于辅助医生进行疾病诊断和治疗；在工业检测领域，该系统可用于检测机械设备的运行状态和故障诊断等。
五、非制冷红外热成像系统发展趋势随着科技的不断发展，非制冷红外热成像系统将朝着高性能、低成本、小型化等方向发展。
一方面，通过不断提高探测器的性能和稳定性，提高系统的整体性能；另一方面，通过优化生产工艺和降低成本，降低系统的价格，使其更广泛地应用于各个领域。
DM60-S用户手册
温度颜色报警
温度报警
图 色标 像
控 图像调整 制
设置功能
辐射率校正
环境温度校正
大气透射率校正
规格
非制冷焦平面微热型探测器
384×288 8µm ～ 14µm 0.08℃ (在 30℃时) 16°×12°/0.5m
0.8mrad
自动/手动
PAL(50Hz)/NTSC(60Hz)
MPEG-4/原始测温数据
注意：在选中测温对象的情况下，若按取消键，则将删除该测温对象。
4.2.4 选择/自动键（标记 A）
用于自动获取热像仪的最佳热像和选择测温对象、色标等。第一次按压， 将选中最后操作的那个对象。以后每按压一次，可以按测温点、测温线、测 温区域、色标的顺序依次选中每个测温对象或色标。被选中的测温对象会以 黄色显示，并将编号改成“＊”号，右上角的测温结果也会以黄色作为背景 底色。
图 4.2
5
输出接口定义（从左往右）：
分类
电源
串行通讯接口
通用 IO 及 COM 接口
RS485+ RS485-
定义 +12V GND
T+ T- GPIO1 GPIO2 GPIO3 COM
/R+
/R-
说明：
⑴ 电源输入：+12V（电源端），GND（电源地端）
⑵ 串行通讯接口
① RS485 输出：RS485+，RS4854 个端口“RS485+/R+，RS485-/R-，T+,T-,”可配置成如下模式。
5.操作指南 ................................................................................................................. 9
制冷与非制冷红外探测器区别
制冷和非制冷红外探测器区别配备制冷型探测器的红外热像仪比配备非制冷型探测器的红外热像仪具有更多优势。
然而，这类热像仪价格更昂贵。
新款的制冷型红外热像仪带有集成冷却器的成像传感器，该冷却器可将传感器温度降至低温。
通过降低传感器温度可将热感应噪声降至低于成像场景信号的噪声等级，这是十分必要的。
冷却器中的运动部件具有极其精密的机械公差，它们会随着时间的推移而磨损，而且氦气也会慢慢地渗过气体密封件。
最终，冷却器在运行了10,000-13,000小时后必须进行返修。
非制冷型红外热像仪存在以下问题：研发应用中，何时更应该使用制冷型红外热像仪？答案是：取决于用途。
如果您想掌握细微的温差，需要最佳的图像质量，或应用于快捷/高速的场合，如果您想看清极小目标的热特征或测量其温度，如果您想对电磁波谱中一个非常具体部分的热现象进行可视化，或如果您想将热像仪和其它测量设备同步使用等，制冷型红外热像仪无疑是您的理想选择。
实例对比高速这些红外图像对比了以20 mph速度旋转的轮胎的拍摄效果。
左边这张是用制冷型红外热像仪拍摄的。
您可能会觉得轮胎并未在转动，但这是制冷型红外热像仪在极其高速条件下的拍摄结果，它会“定格”轮胎的转动。
非制冷型红外热像仪的拍摄速度太慢，无法捕捉到轮胎旋转时使得轮辐显得透明的瞬间。
空间分辨率上述热图像对比了采用制冷型和非制冷型热像仪系统可实现的最佳特写放大效果。
左边的红外图像是用带4倍近焦镜头和像元间距13μm制冷型红外热像仪的组合装置拍摄的，其光斑尺寸为3.5μm。
右边的红外图像是用带1倍近焦镜头和像元间距25μm非制冷型红外热像仪的组合装置拍摄的，其光斑尺寸为25μm。
由于传感红外波长较短，制冷型红外热像仪通常具有比非制冷型红外热像仪更强的放大功能。
由于制冷型红外热像仪的灵敏度更高，因此可使用带更多光学元件或更厚元件的镜头而不降低信号噪声比，从而提升了放大功能。
灵敏度制冷型红外热像仪灵敏度改善带来的价值往往并不显而易见。
非制冷红外热像仪完整版
红外成像阵列与系统—非制冷红外热像仪简述2013年11月8日非制冷红外热像仪简述摘要：非制冷红外热像仪是目前主流的夜视观察仪器之一,因其较高的可靠性在军事领域的低端应用、民用等方面有广阔的前景。
它通过被测物体向外界发出的辐射能量来得到物体对应的温度。
本文主要就非制冷红外热像仪的测温原理、开展状况、系统设计与其性能参数做简单的分析与介绍。
比拟了两种不同情况下的测温公式的优劣并且做出了相关推导，简单介绍了基于FPGA的非制冷红外热像仪的电路系统和通用型非制冷红外热像仪的性能参数与其一般测定方法。
对以后的红外热成像系统的学习起到了一定帮助。
关键字：非制冷红外热像仪；测温原理；开展状况；系统设计；性能参数The brief description of uncooled infrared thermal imager Yu Chun-kai, Wang Hui-ting, Qi Xiao-yun, Xu JianAbstract: Currently, uncooled infrared thermal imager is one kind of mainstream devices on night vision. Because of its high reliability, uncooled infrared thermal imager has a broad prospect of application in military and civil field. It gains temperature of the detected object by the infrared radiation the object emits. This paper simply analyses and introduces temperature measuring principle, development status, system design and performance parameter on uncooled infrared thermal imager. We pared two different temperature measuring formulae in their respective situations and did the relevant derivation. We also introduced the circuit system which based on FPGA in uncooled infrared thermal imager and the performance parameter of general uncooled infrared thermal imager. This paper provides us much promotion about the future study of infrared thermal imaging system.Key words: uncooled infrared thermal imager; temperature measuring principle;development status; system design; performance parameter0 前言红外热像仪是一种可探测目标的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段将目标物理的温度分布图像转换为视频图像的设备[1]。
非制冷热像仪测甲烷气体泄漏的原理
非制冷热像仪测甲烷气体泄漏的原理
非制冷热像仪测甲烷气体泄漏的原理是利用红外辐射技术。
甲烷属于温室气体，其分子在一定温度下会发射特定波长的红外辐射。
非制冷热像仪通过红外探测器接收目标物体发出的红外辐射，并将其转化为电信号。
然后，通过信号处理和图像显示，将红外辐射转化为热图像显示出来。
当甲烷气体泄漏时，其分子会产生红外辐射，与周围环境的温度差异导致图像上出现亮点或热斑。
非制冷热像仪可以通过检测和分析这些热斑，准确地定位和识别甲烷气体泄漏的位置。
非制冷热像仪通过红外辐射技术提供了实时、无接触、非破坏性的甲烷气体泄漏检测方法。
它可以在恶劣的工作环境中使用，并具有高灵敏度和准确性。
这种技术可以在工业生产、石油化工、环境监测等领域中广泛应用。
非制冷红外热成像系统研究
非制冷红外热成像系统研究非制冷红外热成像系统研究一、引言近年来，红外热成像技术在军事、安防、医学、工业等领域得到了广泛的应用。
传统的红外热成像系统主要基于制冷红外探测器，这些探测器需要高昂的成本、复杂的维护和制冷设备。
然而，随着红外技术的不断发展，非制冷红外热成像系统逐渐成为了研究的热点。
二、非制冷红外热成像系统原理非制冷红外热成像系统基于热辐射现象，通过探测目标物体发出的红外辐射，将其转化为图像信号，实现对目标物体表面温度的测量与显示。
与制冷红外探测器不同，非制冷红外热成像系统采用了无需制冷的探测器，大大降低了设备的成本和维护的复杂性。
三、非制冷红外热成像系统的关键技术1. 探测器技术非制冷红外热成像系统的关键技术之一是探测器技术。
当前非制冷红外探测器主要包括未冷却红外探测器和热电偶阵列探测器。
未冷却红外探测器是利用红外辐射热量改变电阻、电容或电压等特性的材料进行测量，具有工作温度较高、成本较低等特点；热电偶阵列探测器则是利用热电效应，在一定温度范围内实现红外辐射的探测。
2. 图像处理技术非制冷红外热成像系统中图像处理技术的重要性不言而喻。
图像处理技术包括图像增强、辐射校正、噪声处理等。
图像增强技术主要用于增强图像的对比度、细节和边缘；辐射校正技术主要用于获得准确的目标表面温度；噪声处理技术主要用于抑制图像中的噪声。
3. 热画面分析技术非制冷红外热成像系统的最终目标是对目标物体的热画面进行分析。
热画面分析技术主要包括目标检测、目标识别以及温度测量等。
目标检测技术主要用于在图像中自动检测目标物体；目标识别技术主要用于识别目标物体的类别；温度测量技术主要用于测量目标物体的表面温度。
四、非制冷红外热成像系统的应用领域1. 军事应用非制冷红外热成像系统在军事领域有着广泛的应用。
它可以用于军事目标的侦查与追踪、目标的识别与瞄准、夜视装备等方面，提高了战场的情报获取和打击能力。
2. 安防应用非制冷红外热成像系统在安防领域也有着重要的应用。
制冷型和非制冷型的红外成像仪原理
制冷型和非制冷型的红外成像仪原理Infrared imaging cameras, also known as thermal imaging cameras, are an important tool in various industries. They are used to detect and visualize the temperature of objects and materials by capturing the infrared radiation emitted by them. The two main types of infrared imaging cameras are refrigerated (cryogenic) and uncooled.红外成像仪，也称为热成像仪，在各行各业中都是重要的工具。
它们通过捕获物体和材料发射的红外辐射来检测和可视化它们的温度。
红外成像仪主要有两种类型，即制冷型（冷却型）和非制冷型。
Refrigerated infrared cameras, also known as cryogenic cameras, use a cooling system to maintain the detector at a very low temperature, typically around -320°F (-196°C). This cooling process allows the detector to be more sensitive to the infrared radiation and produce higher resolution images. The cryogenic cooling system usually involves using a mechanical refrigeration system or a Stirling cooler to achieve the low temperatures required for optimal performance.制冷型红外相机，也称为冷却型相机，采用冷却系统将探测器保持在非常低的温度，通常约为-320°F（-196°C）。
《2024年非制冷红外热成像系统研究》范文
《非制冷红外热成像系统研究》篇一摘要：非制冷红外热成像系统凭借其独特的技术优势，在众多领域发挥着越来越重要的作用。
本文从系统结构、技术原理、研究进展及未来展望等方面对非制冷红外热成像系统进行了深入研究，旨在为相关领域的研究与应用提供参考。
一、引言非制冷红外热成像系统是一种基于红外探测技术的成像系统，其核心在于无需制冷即可实现红外信号的探测与成像。
随着红外探测技术的不断发展，非制冷红外热成像系统在军事侦察、安防监控、医疗诊断等领域得到了广泛应用。
本文将对该系统的研究现状、技术原理及发展前景进行详细探讨。
二、非制冷红外热成像系统结构与技术原理1. 系统结构非制冷红外热成像系统主要由光学系统、红外探测器、信号处理电路及显示系统等部分组成。
其中，光学系统负责收集红外辐射；红外探测器将收集到的红外辐射转换为电信号；信号处理电路对电信号进行放大、滤波、数字化等处理；最后，显示系统将处理后的图像信息以可见光的形式呈现出来。
2. 技术原理非制冷红外热成像系统的技术原理主要基于微测辐射热计效应。
当红外辐射照射到探测器表面时，探测器内部的材料会发生热效应，导致材料电阻发生变化。
通过测量这种电阻变化，可以实现对红外辐射的探测与成像。
非制冷红外探测器具有结构简单、成本低、可靠性高等优点，因此得到了广泛应用。
三、非制冷红外热成像系统研究进展1. 材料研究非制冷红外探测器的材料研究是该领域的重要研究方向。
目前，常用的材料包括氧化钒、硅基材料等。
这些材料具有较高的红外响应性能和稳定性，为非制冷红外热成像系统的性能提升提供了有力保障。
2. 工艺研究工艺研究是非制冷红外热成像系统的另一个重要研究方向。
通过优化制备工艺，可以提高探测器的灵敏度、响应速度和稳定性等性能指标。
此外，微纳加工技术、薄膜制备技术等新工艺的应用，也为非制冷红外热成像系统的性能提升提供了新的途径。
3. 系统集成与优化系统集成与优化是非制冷红外热成像系统研究的关键环节。
FLIR BOSON非制冷型长波红外热像仪机芯 菲力尔
Boson 长波红外热像仪机芯重新定义了尺寸、重量和功率(SWaP )的革新标准，再次引领行业先锋。
Boson 采用FLIR 全新的XIR™可扩展红外视频处理架构，在融合了先进的图像处理技术、视频分析功能、外围传感器驱动、以及数个工业标准通信接口的同时，仍保持了极低的功耗。
此外，Boson 提供种类繁多的镜头供客户选择，因此，热像仪机芯的最终尺寸和重量根据镜头选择而定。
极大的降低了尺寸、重量及功耗(SWaP )，性能表现依旧卓越可配置的热像仪机芯或传感器，拥有业界领先的SWaP• 640和320两种分辨率；12 µm 像素间距氧化钒(VOx )红外探测器• 多种高性能视场镜头(FOV )选项；8种320(QVGA )镜头选项和 7种640(VGA )镜头选项• 多种灵敏度水平，最优为<40 mK• 热像仪机芯机身尺寸为21×21×11 mm (4.9 cm 3)• 重量轻至7.5克• 低功耗，最低为500 mW• 坚固耐用的结构，最高额定温度范围：- 40°C - +80°C全新的、功能强大的XIR 可扩展式红外视频处理架构能够执行先进的嵌入式处理和分析• 拥有嵌入式算法处理超分辨率、噪声滤波、增益控制、融合等功能• 嵌入式视频分析为您带来即用型高端智能• 具有软件可定制功能，满足视频处理和功耗要求• 对物理和协议级接口标准的内置支持• 支持辅助传感器的输入和处理，如第三方相机、GPS 和惯性测量单元(IMU )配置性灵活，可加快研发、降低上市成本空前的集成灵活度，有助于加快研发、节约成本• “解决方案加速器”配置；可用于不同垂直市场的即用型配置• 提供由FLIR 委托第三方开发者开发的定制化应用• 对所有版本的机械/电气全面兼容• 多种硬件和图像处理集成，以满足OEM 要求FLIRBOSON非制冷型长波红外热像仪机芯™SWaPBoson 技术参数本文所述设备如用于出口，须获得美国政府的授权。
非制冷红外热像仪的Petzval型物镜的研制与分析[1]
![非制冷红外热像仪的Petzval型物镜的研制与分析[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/7beec24f2e3f5727a5e962d9.png)
非制冷红外热像仪的P etzv al型物镜的研制与分析33张云翠1,233,孙 强1,卢振武1(1.长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:研制了应用在长波红外热成像中的Petzval型物镜,工作波段为8～12μm,F数为1,焦距为90mm,视场为12.6°,空间分辨率为0.5mrad,透镜材料均为G e。
使用折/衍混合器件作为色差校正器件代替1片负透镜,光学器件的重量从0.50kg减轻到0.38kg,衍射面采用金刚石车削技术进行加工。
利用Video光学调制传递函数仪对系统性能进行了检测,检测值的下降不超过设计值的3%。
分析了衍射器件的衍射效率对调制传递函数的影响。
关键词:红外;热成像;衍射器件;非制冷探测器中图分类号:O436 文献标识码:A 文章编号:100520086(2007)0320270203M anu factu re and A nalyse of P etzv al Objective Lens of U ncooled I nfrared Im aging Sys2 temZHANG Yun2cui1,233,SUN Qiang1,LU Zhen2wu1(1.Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,CAS,Changchun130033,China;2.G raduate School of CAS,Beijing100039,China)Abstract:This paper introduces the design of an infrared thermal imaging Petzval objective lens.The focal length of the opti2 cal system is90mm,the F2number is1,the field of view is12.6°,and the material of the total two lenses is G ermanium.A diffractive/refractive lens is used instead of a negative lens to eliminate chromatic aberration,and it is fabricated by diam ond turning technology,which makes the weight of optical elements of this system decrease from0.5kg to0.38kg.The design and detection of MTF is given and the conclusion is educed that the tested MTF reduces no more than3%compared with the design quantity.The influence of diffraction efficiency with wavelength on the MTF is analyzed.K ey w ords:infrared optics;thermal imaging;diffractive optical element;uncooled detector1 引 言 采用非制冷长波红外探测器阵列的热像仪相对制冷型仪器具有价格低、重量轻、功耗小和结构紧凑等优势,具有广泛的市场[1～4]。
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红外成像阵列与系统—非制冷红外热像仪简述2013年11月8日非制冷红外热像仪简述摘要：非制冷红外热像仪是目前主流的夜视观察仪器之一,因其较高的可靠性在军事领域的低端应用、民用等方面有广阔的前景。
它通过被测物体向外界发出的辐射能量来得到物体对应的温度。
本文主要就非制冷红外热像仪的测温原理、发展状况、系统设计及其性能参数做简单的分析及介绍。
比较了两种不同情况下的测温公式的优劣并且做出了相关推导，简单介绍了基于FPGA的非制冷红外热像仪的电路系统和通用型非制冷红外热像仪的性能参数及其一般测定方法。
对以后的红外热成像系统的学习起到了一定帮助。
关键字：非制冷红外热像仪；测温原理；发展状况；系统设计；性能参数The brief description of uncooled infrared thermalimagerYu Chun-kai, Wang Hui-ting, Qi Xiao-yun, Xu Jian Abstract: Currently, uncooled infrared thermal imager is one kind of mainstream devices on night vision. Because of its high reliability, uncooled infrared thermal imager has a broad prospect of application in military and civil field. It gains temperature of the detected object by the infrared radiation the object emits. This paper simply analyses and introduces temperature measuring principle, development status, system design and performance parameter on uncooled infrared thermal imager. We compared two different temperature measuring formulae in their respective situations and did the relevant derivation. We also introduced the circuit system which based on FPGA in uncooled infrared thermal imager and the performance parameter of general uncooled infrared thermal imager. This paper provides us much promotion about the future study of infrared thermal imaging system.Key words:uncooled infrared thermal imager; temperature measuring principle; development status; system design; performance parameter0 前言红外热像仪是一种可探测目标的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段将目标物理的温度分布图像转换为视频图像的设备[1]。
而由于焦平面阵列探测器材料及相关工艺的限制，早期的红外热像仪必须经过制冷处理来尽可能地减小误差，因此早期的红外探测器件往往会有相应的制冷剂伴随着一起工作，这样在成本和使用率方面就比较落后。
但是随着红外技术的不断革新，特别是热电材料及其相关技术的日臻成熟，人们将一些热电、铁电材料逐渐代替了需要制冷方能正常工作的探测器阵列材料，如碲镉贡HgCdTe等，于是在1978年非制冷热成像技术首次研究成功。
相应地，许多不同材料、不同类型的非制冷红外热像仪也相继问世。
到目前为止，非制冷红外热像仪的基本工作原理，理论基础已经得到广泛地验证，在各个方面的应用也取得了比较好的效果，但是就材料、噪声、系统、性能等方面仍存在需要进行大量研究的必要性。
非制冷红外热像仪有着突出的优点。
相比于普通的制冷型红外热像仪而言，非制冷红外热像仪在使用率、价格、可靠性、体积、功耗等方面都有制冷红外成像系统无可比拟的优势。
非制冷热成像系统在各个领域有着广阔的应用前景。
在军事领域，与第一代成像系统相比较，非制冷红外成像系统的结构大大简化，提高了可靠性、分辨率和探测灵敏度，并降低了造价。
采用红外焦平面阵列的红外侦察系统能在远距离和恶劣气候条件下有效地探测和跟踪目标；非制冷热成像系统特别适合陆军的轻武器使用，作为单兵侦查、夜间驾驶、轻武器瞄具等。
AN／VAS．5型驾驶员影像增强器(DⅦ)是战斗和战术轮式车辆驾驶员使用的一种被动非制冷热成像系统。
能使车辆在昼夜和存在人工遮蔽物(如烟、雾或尘)情况下连续工作。
在商业和民用方面，可以用于工业、医学、交通、公安、消防、海关等，这是制冷型热成像系统因为其高昂的价格目前无法打入的市场。
尤其在2003年春的防非典过程中，用于红外测温仪的非制冷热成像系统发挥了巨大作用。
非制冷热成像系统的在商业和民用方面的需求量也在逐年增加。
同时，非制冷热成像系统也存在一定的缺点。
在测试性能方面，非制冷红外热像仪的精度明显不如制冷型红外热像仪，而误差方面也不如制冷型红外热像仪，特别是非制冷红外焦平面阵列的非均匀性对测量误差的影响较大。
1 非制冷红外热像仪的发展状况红外热像仪是一种可探测目标的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，是集光、机、电等尖端技术于一体的高新技术产品。
在军事领域，它可以突破黑夜的障碍，实施夜间行动和作战，大幅度提高武器系统的作战能力；在民用领域，红外热成像系统可以进行无损检测等，同时非制冷焦平面探测器使整个红外热成像系统省去了复杂的制冷系统，成本大大降低，使得红外热成像技术得到飞速发展。
非制冷红外热成像系统的核心是非制冷焦平面，其发展水平直接决定了非制冷热成像系统的发展。
从1978年非制冷式热成像技术首次研究成功，到目前非制冷热成像仪装备到部队，已经有20多年的发展历史。
世界各国都在竞相开展非制冷焦平面的研究，其中美国、英国、法国等国家处于领先地位。
探测器像素已由原来的单元结构发展到目前的大规模面阵，并逐步向超大规模阵列发展，像素尺寸也在明显减小。
1.1非制冷红外热成像技术发展现状非制冷红外探测器主要有电阻型热探测器、铁电型和热释电型探测器。
电阻型热探测器的敏感元是热敏电阻，使用的材料主要为氧化钒（VOx）和非晶硅（ -Si）。
铁电型焦平面探测器的主要材料有锆钛酸铅（PZT），钛酸锶钡（BST）为热释电探测器的主要材料。
性价比最高的非制冷系统使用的是混合式铁电探测阵列。
1.1.1国外非制冷热成像技术发展现状非制冷红外探测器的研究居世界领先水平的国家主要有美国、法国、英国、和日本。
英国从事非制冷红外探测器研究的公司主要是BAE公司，发展成熟的探测器为PST和PZT混合结构的热释电陶瓷探测器，PST与PZT单片式结构探测器正处在研制中。
日本从事非制冷红外探测器研制的公司主要有三菱公司和日本电气公司。
三菱公司的非制冷红外探测器正处于研发过程，主要有Si P/N结型和YbaCuO电阻型热探测器两种。
探测器的规格为320X240，像素尺寸均为40，在f/1条件下，Si P/N结型焦平面探测器的NETD优于120mK，YbaCuO 电阻型焦平面的NETD优于80mK。
日本电气公司主要从事以VOx为材料的电阻型探测器的研究，其第一个原理型探测器的NETD为150mK(256X256,50像素尺寸)。
最新报道的320X240焦平面阵列像素尺寸为37。
热响应时间为12ms，填充因子为72%。
装备热成像系统后的NETD为100mK（f/1.60Hz）。
据国际光学学会（SPIE）预测，目前红外热成像产品的世界市场规模每年合计40亿美元，美国产品占50%以上。
由此看出，在红外热成像技术上，美国处于世界领先地位。
图1 所示为美国非制冷红外探测器的发展过程。
图1美国非制冷红外探测器发展过程世界上第一个非制冷红外热成像系统就是由美国的Texas Instruments研制成功的，主要红外材料为 -Si与BST。
1983年美国Honeywell开始研制室温下的热探测器，使用了硅微型机械加工技术。
应为这样可以提供较好的热隔离，并且可以降低生产成本。
1990-1994年，美国很多公司从Honeywell公司得到技术转让，使以VO X为探测材料的非制冷探测器得到了快速、广泛的发展。
VO X 材料具有较高的热电阻系数，目前世界上性能最好的探测器就是采用VO X材料制备的。
（1）BST铁电型探测器混合结构的BST热探测器发展已经比较成熟，其中像素尺寸为50的320X240焦平面的NETD为47mK。
生产的W1000系列为典型产品，其质量为1.7kg，探测距离可达550m，可用于轻型武器热瞄具（LTWS）、驾驶员视力增强器（DVE）、手持式热像仪和车载式驾驶仪。
截止到2003年9月，Raytheon已经向美国陆军交付10000只武器热瞄具，包括轻、中和重型武器热瞄具，其中以轻型武器热瞄具装备的SpecterIR就是采用320X240阵列的BST探测器制备的，装备的武器有M16、M4、M203、和M136等，可以探测并识别200m 以外的行人。
薄膜铁电型探测器（TFFE）正处于研发阶段[2]，设计规格为320X240，像素大小为48.5,2002年Raytheon在TFFE上取得新的突破，NETD在90-170mK 之间，填充因子为55%。
（2）VOx电阻型探测器由于VOx材料具有较高的热电阻系数，因此用此材料制备的非制冷探测器是目前性能最好的探测器，已经投入市场的焦平面阵列探测器的规格为320X240,像素尺寸为50，NETD为20mK，热响应时间为20ms。
该型号的探测器在Raytheon vision system，BAE、Indigo、DRS等公司都有生产。
DRS公司生产的U3000/U4000已经作为武器热瞄具装备于美国陆军，焦平面像素尺寸为51，响应波段为8-12，NETD（U3000）为64-75mK，质量为1.36kg。
同时，BAE公司也在陆续为部队提供MicroIRTM系列的轻型武器热瞄具，配备的武器系统有A4、A16系列和M136系列、AF4。