紅外熱成像攝像機原理分析以及應(yīng)用

1、-作者xxxx-日期xxxx紅外熱成像攝像機原理分析以及應(yīng)用【精品文檔】紅外熱成像攝像機原理分析以及應(yīng)用隨著技術(shù)的進步，監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要采用可見光攝像機和人工監(jiān)視、錄像相結(jié)合的方式進行日常的安全防護，但由于可見光攝像機在惡劣天氣或照度較低的條件下，很難濾除干擾得到有用的視頻圖像，因此使得整個安防系統(tǒng)在夜間或惡劣天氣條件下的防范能力大打折扣。 同時，由于現(xiàn)在的視頻監(jiān)控系統(tǒng)仍然依托于人工監(jiān)視，安保人員需要對監(jiān)控畫面進行24小時不間斷的監(jiān)視、人為對視頻圖像進行分析報警，否則系統(tǒng)就起不到實時報警的功能，而更多的只是事發(fā)后取證的作用。從整體上來說，目前的視頻

2、監(jiān)控系統(tǒng)還處于在半天時、半天候和半自動狀態(tài)。一項統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，世界上47%的暴力犯罪案件發(fā)生在晚6點到早6點之間。原因很簡單，在夜幕的籠罩下，犯罪分子容易隱蔽，犯罪場面也不容易被看見黑暗掩蓋了犯罪行為。即使安裝了一般的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，也有可能讓犯罪分子逃之夭夭。因此，如何提高在“夜黑風高”的案件高發(fā)時間段的自動報警防范能力，成為安防系統(tǒng)當成亟待解決的難題之一。在這種情況下，紅外熱成像技術(shù)以其作用距離遠、穿透能力強、能識別隱蔽目標等優(yōu)勢被引入安防領(lǐng)域，成為監(jiān)控領(lǐng)域的一份子。熱成像攝像機的監(jiān)控原理在自然界中一切溫度高于絕對零度(-273.16攝氏度)的物體都不斷地輻射著紅外線，這種現(xiàn)象稱為熱輻射。紅

3、外線是一種人眼不可見的光波，無論白天黑夜，物體都會輻射紅外線，但紅外線不論強弱，人們都看不到。熱成像攝像機(又叫熱像儀)就是利用紅外探測器、光學(xué)成像物鏡接收被測目標的紅外輻射信號，經(jīng)過紅外光學(xué)系統(tǒng)紅外探測器的光敏源上利用電子掃描電路對被測物的紅外熱像進行掃描轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大處理、轉(zhuǎn)換或標準視頻信號通過電視屏或監(jiān)測器顯示紅外熱圖像。利用這種原理制成的儀器為熱成像攝像機。它通過探測微小的溫度差別，將溫度差異轉(zhuǎn)換成實時的視頻圖像，顯示在監(jiān)視器上。與其他需要少量光線產(chǎn)生影像的夜視系統(tǒng)不同，其完全不需要任何光，這使它成為人們在全黑環(huán)境、黑暗的夜晚監(jiān)控的完美工具?，F(xiàn)代的熱成像裝置工作在中紅外區(qū)域（波長

4、35m）或遠紅外區(qū)域（波長812m）。通過探測物體發(fā)出的紅外輻射，熱成像儀產(chǎn)生一個實時的圖像，從而提供一種景物的熱圖像。并將不可見的輻射圖像轉(zhuǎn)變?yōu)槿搜劭梢姷?、清晰的圖像。紅外熱成像原理現(xiàn)代的熱成像裝置工作在中紅外區(qū)域（波長35m）或遠紅外區(qū)域（波長812的溫差。 波長為2.01000m的部分稱為熱紅外線。我們周圍的物體只有當它們的溫度高達1000以上時，才能夠發(fā)出可見光。相比之下，我們周圍所有溫度在絕對零度（-273）以上的物體，都會不停地發(fā)出熱紅外線。所以，熱紅外線（或稱熱輻射）是自然界中存在最為廣泛的輻射。由此可見，紅外熱像儀在完全無光、距離較遠時都可對物體成像，它不僅可在完全無光的情況下

5、觀測，而且可以在黑夜或濃厚的煙幕、云霧中探測到對方的目標，包括已偽裝的目標和高速運動目標，同時還要求在遠距離上識別目標，因而熱成像攝像機屬現(xiàn)今最高檔的夜視儀。被觀察物體一般都比周圍環(huán)境溫度高，因此也就成了熱像儀最好的觀察對象。在夜間以及惡劣氣候條件下，紅外熱成像監(jiān)控設(shè)備可以對各種目標，如人員、車輛等進行監(jiān)控。紅外熱像儀的工作波段可達到中、遠紅外區(qū)域，但由于大氣對波長為3至5微米和8至14微米以外的紅外線有強烈的衰減作用，所以實際上熱像儀主要工作在3至5微米和8至14微米兩個紅外波段。紅外熱成像在機場的應(yīng)用隨著航空事業(yè)的不斷發(fā)展，各地都在興建、擴建機場，飛機出行已成為中國百姓商務(wù)旅行首選，飛機高

6、效、快捷的運輸手段在帶來方便的同時也成為治安事件及恐怖襲擊的重點區(qū)域。因此，機場的安防建設(shè)歷來是中國乃至世界關(guān)注的熱點。由于機場占地面積非常龐大，監(jiān)控布置的難度較大，面對非法入侵甚至恐怖襲擊，確保乘客及機場安全乃頭等大事，紅外熱成像儀能在機場夜間監(jiān)控起到非常大的作用熱輻射除存在的普遍性之外，還有另外兩個重要的特性。 1物體的熱輻射能量的大小，直接和物體表面的溫度相關(guān)。熱輻射的這個特點使人們可以利用它來對物體進行無接觸溫度測量和熱狀態(tài)分析，從而為工業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，保護環(huán)境等等方面提供了一個重要的檢測手段和診斷工具。 2大氣、煙云等吸收可見光和近紅外線，但是對35m和814m的熱紅外線卻是透明的

7、。因此，這兩個波段被稱為熱紅外線的“大氣窗口” 。利用這兩個窗口，可以使人們在完全無光的夜晚，或是在煙云密布的戰(zhàn)場，清晰地觀察到前方的情況。正是由于這個特點，熱紅外成像技術(shù)軍事上提供了先進的夜視裝備并為飛機、艦艇和坦克裝上了全天候前視系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在海灣戰(zhàn)爭中發(fā)揮了非常重要的作用。 工作時，熱成像儀利用光學(xué)器件將場景中的物體發(fā)出的紅外能量聚焦在紅外探測器上，然后來自與每個探測器元件的紅外數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標準的視頻格式，可以在標準的視頻監(jiān)視器上顯示出來，或記錄在錄像帶上。由于熱成像系統(tǒng)探測的是熱而不是光，所以可全天候使用；又因為它完全是被動式的裝置，沒有光輻射或射頻能量，所以不會暴露使用者的位置。 紅

8、外熱像儀除了能顯示物體表面的熱狀態(tài)分布圖之外，還有一個特點：非接觸測溫。這個功能，在當年的“非典”中應(yīng)用是非常廣泛的。但是，筆者認為：紅外在“非典”中的應(yīng)用，對普及紅外熱像儀相關(guān)知識有一定的作用；可在某些地方的應(yīng)用方式上卻是有待商榷的。我們知道：人體是個恒溫體，傳統(tǒng)測溫所采取的部位是：腋窩、口腔、直腸。其中，直腸的溫度最高也最接近人體內(nèi)部溫度。體表呢？要知道紅外熱像儀只能測量表面的熱輻射（體表的不同位置溫度也不一定相同，但多在26度到31度左右），而人又分男女、老少，每個人在體表熱輻射上都有差異，同時，同一個人在24小時內(nèi)的體表溫度也是有差異的。你怎么能排除人受環(huán)境的影響？（比如說人多而空間小、有空調(diào)、剛喝過熱水吃過飯、剛運動過、心情緊張等等）由于人有這些特性，即使你用相對溫差法或熱譜圖法也無法準確判斷。 相關(guān)人士在談及該問題時，開玩笑說：“紅外熱像儀測溫是絕對不準的，發(fā)現(xiàn)相對溫差的能力是一流的?！碑斎唬@只是和接觸式測溫相比而言。應(yīng)該說紅外熱像儀測溫雖然有誤差，但還是比較準確的。 另外，我們國家有些行業(yè)已制訂的檢測規(guī)則中規(guī)定：用紅外熱像儀檢測帶電、高