红外成像及应用PPT课件
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红外热成像技术
对生产线、设备等进行实时监 测，提高生产效率和产品质量
。
环境监测
监测大气、土壤、水资源等环 境指标，助力环境保护和治理
。
THANK YOU
感谢观看
环境质量监测
利用红外热成像技术可以监测城市空气质量、工业污染等环境问题 ，帮助政府部门制定环境保护政策。
生态保护
红外热成像技术可以观察动植物体的温度分布，为生态保护域，红外热成像技 术可以用于火灾监测、救援和灭 火，提高安全保障水平。
交通安全
在交通安全领域，红外热成像技 术可以用于夜间和恶劣天气下的 道路监测，提高交通安全保障能 力。
未来红外热成像技术的发 展方向
提高图像质量
高分辨率
提高红外热成像的分辨率，使得能够更清晰地识 别目标细节。
灵敏度提升
增强红外探测器的灵敏度，提高对微弱热辐射的 检测能力。
动态范围扩展
增大红外热成像的动态范围，使其能够适应更广 泛的温度变化。
降低成本
1 2
批量生产
通过规模化生产，降低红外热成像设备的制造成 本。
红外热成像技术的应用领域
• 医疗领域：红外热成像技术在医疗领域的应用包括无创检测、疾病诊断、理疗 等。例如，通过红外热成像技术可以检测出肿瘤、炎症等病变部位的温度异常 ，为医生提供有价值的诊断信息。
• 工业领域：在工业领域，红外热成像技术可用于检测设备故障、评估产品质量 等。例如，对电力设备进行红外热成像检测，能够发现潜在的故障和隐患，提 高设备运行的安全性和稳定性。
材料成本降低
研发低成本、高性能的红外材料，降低设备采购 成本。
3
技术创新
持续推动红外热成像技术的创新与优化，降低维 护与升级成本。
发展新型应用领域
。
环境监测
监测大气、土壤、水资源等环 境指标，助力环境保护和治理
。
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环境质量监测
利用红外热成像技术可以监测城市空气质量、工业污染等环境问题 ，帮助政府部门制定环境保护政策。
生态保护
红外热成像技术可以观察动植物体的温度分布，为生态保护域，红外热成像技 术可以用于火灾监测、救援和灭 火，提高安全保障水平。
交通安全
在交通安全领域，红外热成像技 术可以用于夜间和恶劣天气下的 道路监测，提高交通安全保障能 力。
未来红外热成像技术的发 展方向
提高图像质量
高分辨率
提高红外热成像的分辨率，使得能够更清晰地识 别目标细节。
灵敏度提升
增强红外探测器的灵敏度，提高对微弱热辐射的 检测能力。
动态范围扩展
增大红外热成像的动态范围，使其能够适应更广 泛的温度变化。
降低成本
1 2
批量生产
通过规模化生产，降低红外热成像设备的制造成 本。
红外热成像技术的应用领域
• 医疗领域：红外热成像技术在医疗领域的应用包括无创检测、疾病诊断、理疗 等。例如，通过红外热成像技术可以检测出肿瘤、炎症等病变部位的温度异常 ，为医生提供有价值的诊断信息。
• 工业领域：在工业领域，红外热成像技术可用于检测设备故障、评估产品质量 等。例如，对电力设备进行红外热成像检测，能够发现潜在的故障和隐患，提 高设备运行的安全性和稳定性。
材料成本降低
研发低成本、高性能的红外材料，降低设备采购 成本。
3
技术创新
持续推动红外热成像技术的创新与优化，降低维 护与升级成本。
发展新型应用领域
红外热像仪成像原理课件PPT
所张的角度，通俗的说，镜头有一个确定的视野，镜头对这个视野的高度 和宽度的张角称为视场角。
2021/3/10
14
名词解释
测温精度： 测温精度是指测温型红外热像仪进行温度测量时，读取的温度数据与
实际温度的差异。此数值越小，代表热像仪的性能越好。
测温范围： 测温范围是指测温型红外热像仪可以测量到的最高温度和最低温度的
范围。
2021/3/10
15
名词解释
焦距： 透镜中心到其焦点的距离，通常用f表示。焦距的单位通常用mm(毫米)
来表示，一个镜头的焦距一般都标在镜头的前面，如f=50mm（这就是我们 通常所说的“标准镜头”），28-70mm（我们最常用的镜头）、70-210mm （长焦镜头）等。焦距越大，可清晰成像的距离就越远。
制冷式热成像仪： 其探测器中集成了一个低温制冷器，这种装置可以给探测器降温度，
这样是为了使热噪声的信号低于成像信号，成像质量更好。
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。
2021/3/10
制冷型
非制冷型
9
名词解释
红外热像仪按照功能分为测温型和非测温型
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
2021/3/10
20
名词解释
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。
2021/3/10
14
名词解释
测温精度： 测温精度是指测温型红外热像仪进行温度测量时，读取的温度数据与
实际温度的差异。此数值越小，代表热像仪的性能越好。
测温范围： 测温范围是指测温型红外热像仪可以测量到的最高温度和最低温度的
范围。
2021/3/10
15
名词解释
焦距： 透镜中心到其焦点的距离，通常用f表示。焦距的单位通常用mm(毫米)
来表示，一个镜头的焦距一般都标在镜头的前面，如f=50mm（这就是我们 通常所说的“标准镜头”），28-70mm（我们最常用的镜头）、70-210mm （长焦镜头）等。焦距越大，可清晰成像的距离就越远。
制冷式热成像仪： 其探测器中集成了一个低温制冷器，这种装置可以给探测器降温度，
这样是为了使热噪声的信号低于成像信号，成像质量更好。
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。
2021/3/10
制冷型
非制冷型
9
名词解释
红外热像仪按照功能分为测温型和非测温型
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
2021/3/10
20
名词解释
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。
《红外成像技术》课件
缺点
价格较高
红外成像技术设备较为昂贵，对于一些小型企业和个人来 说可能难以承受。
环境温度影响
红外成像技术受到环境温度的影响较大，如果周围环境的 温度变化较大，可能会影响红外成像的准确性和稳定性。
穿透能力有限
虽然红外线具有较好的穿透能力和绕过障碍物的能力，但 是对于一些厚实的障碍物，如墙体或大型物体，红外成像 技术可能无法穿透或穿透效果较差。
未来红外成像将向高分辨 率和高帧率发展，以满足 更多应用场景的需求。
智能化与自动化
红外成像技术将与人工智 能、机器学习等技术结合 ，实现智能化和自动化。
未来展望
更广泛的应用领域
随着技术的进步，红外成像将在更多 领域发挥重要作用，如医疗、环保、安防等。Fra bibliotek更低的成本
随着技术的成熟和应用的普及，红外 成像技术的成本将逐渐降低，使其更
02
红外成像技术的原理
红外辐射的原理
01 红外辐射
红外辐射是电磁波的一种，波长在760纳米至1毫 米之间，位于可见光和微波之间。
02 辐射特性
红外辐射具有与可见光相似的直线传播、反射、 折射等特性，同时还有其独特的热效应。
03 辐射源
自然界中的一切温度高于绝对零度的物体都能产 生红外辐射。
红外探测器的原理
具有市场竞争力。
更高的性能
未来红外成像技术将具备更高的性能 ，如更高的分辨率、更低的噪声、更 强的抗干扰能力等。
与其他技术的融合
未来红外成像技术将与其他技术如光 学、雷达、可见光等融合，形成多模 态、多频谱的成像系统，以满足更复 杂的应用需求。
THANKS
感谢观看
红外成像技术的应用领域
要点一
总结词
红外遥控原理及应用-PPT课件
多路控制的红外遥控系统
普通的家用遥控器实际上已经是多路控制红外遥控系统。 多路控制的红外发射部分一般有许多按键，代表不同的控制功能。当发射端按下某一按键时，相应 地接收端有不同地输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。 “脉冲” 输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”。比如说跳台、音量调 节 等等； “电平” 输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”消失。此处的“有效脉冲” 和“有效电 平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有 效； 如静态时为高，则 “低”为有效。大多数情况下“高”为有效。比如字幕，语言等等； “自锁” 输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为 低 电平，原来低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出 形式为“反相”。 “互锁” 输出是指多个输出互相清除，在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况， 其他如调光、调速、音响的输入选择等。 “数据” 输出是指把一些发射键编上号码，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的 按 键输入。一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便以 后适 时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。比如DVD的定时收看； 除以上输出形式外，还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的 信号，接 收端对应输出予以“储存”，直至收到新的信号为止；“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。 当然这个部分主要是由解码后单片机部分来进行分析处理，遥控器发射端只是需要发出各个按键的
红外遥控原理及应用
一、红外遥控漫谈
《红外成像制导》PPT课件
红外成像制导
周孟
红外线的发现和分类
1800年，英国物理学家赫歇尔研究单色光 的温度时发现 ，红光外一种看不见的“热 线”，称为红外线。
三个波段：近红外线，波长范围为0．76～ 1．5μm；中红外线，波长范围为1．5～ 5．6μm；远红外线，波长范围为5．6～ 1000μm。
红外成像制导
红外制导：是利用红外探测器捕获和跟踪 目标自身辐射的能量来实现寻地制导的技 术。分为红外成像制导技术和红外非成像 制导技术两大类。 主要用于空空导弹、空地导弹和地空导 弹，约有70余种导弹采用红外制导 。
红外非成像制导：一种被动制导技术 ，它 利用红外探测器捕获和跟踪目标自身所辐 射的红外能量来实现精确制导 。
特点：制导精度高，不受无线电干扰的影 响；可昼夜作战；由于采用被动寻的方式， 攻击隐蔽性好。但受云、雾和烟尘的影响； 并有可能被红外诱饵等热源诱惑，偏离和 丢失目标。
一般用作近程武器的制导系统或nfrared ImagIng）：是指借助 对红外线敏感的探测器，不直接接触物体， 来记录物体对红外线的辐射、反射、散射 等信息，通过分析，揭示出物体的特征及 其变化。
有被动红外成像技术和主动红外成像技术
红外成像制导：是一种实时扫描技术，它 将景物表面温度的空间分布情况变成按时 序排列的电信号，并以可见光的形式显示 出来，或将其数字化储存在存储器中，然 后利用图形识别和图像处理技术进行背景 抑制，目标图像增强、目标提取和识别特 征工作，从而得到制导信息。
处理中采用红外弱小目标的图像序列作为 原始图像。在实际红外场景中，背景杂波 将小目标淹没，且分布并不服从理想目标 背景模型，若直接用动态规划进行处理， 结果会产生大量的虚警点。因此，在使用 动态规划方法之前，须进行适当的预处理。
周孟
红外线的发现和分类
1800年，英国物理学家赫歇尔研究单色光 的温度时发现 ，红光外一种看不见的“热 线”，称为红外线。
三个波段：近红外线，波长范围为0．76～ 1．5μm；中红外线，波长范围为1．5～ 5．6μm；远红外线，波长范围为5．6～ 1000μm。
红外成像制导
红外制导：是利用红外探测器捕获和跟踪 目标自身辐射的能量来实现寻地制导的技 术。分为红外成像制导技术和红外非成像 制导技术两大类。 主要用于空空导弹、空地导弹和地空导 弹，约有70余种导弹采用红外制导 。
红外非成像制导：一种被动制导技术 ，它 利用红外探测器捕获和跟踪目标自身所辐 射的红外能量来实现精确制导 。
特点：制导精度高，不受无线电干扰的影 响；可昼夜作战；由于采用被动寻的方式， 攻击隐蔽性好。但受云、雾和烟尘的影响； 并有可能被红外诱饵等热源诱惑，偏离和 丢失目标。
一般用作近程武器的制导系统或nfrared ImagIng）：是指借助 对红外线敏感的探测器，不直接接触物体， 来记录物体对红外线的辐射、反射、散射 等信息，通过分析，揭示出物体的特征及 其变化。
有被动红外成像技术和主动红外成像技术
红外成像制导：是一种实时扫描技术，它 将景物表面温度的空间分布情况变成按时 序排列的电信号，并以可见光的形式显示 出来，或将其数字化储存在存储器中，然 后利用图形识别和图像处理技术进行背景 抑制，目标图像增强、目标提取和识别特 征工作，从而得到制导信息。
处理中采用红外弱小目标的图像序列作为 原始图像。在实际红外场景中，背景杂波 将小目标淹没，且分布并不服从理想目标 背景模型，若直接用动态规划进行处理， 结果会产生大量的虚警点。因此，在使用 动态规划方法之前，须进行适当的预处理。
红外成像原理
红外成像原理及应用
一、红外的基本概念 二、红外成像系统 三、红外成像系统的应用
一、红外的基本概念
1666年，进行了著名的色散实色散
天文学家威廉姆·赫胥尔1800年发现了红外线。
由于太阳光是由各种颜色的光谱组成，并且是一 种热量来源，赫胥尔想了解哪一种颜色的光是产 生热量的原因。他设计了一个巧妙的实验。他将 直射的太阳光穿过一个玻璃棱镜，生成光谱，然 后用温度计测量每种颜色的温度。赫胥尔发现从 紫色到红色的光谱波段，温度会逐渐升高，而且 在红色光谱以上的区域竟然是所有光谱中温度最 高的一部分。这部分区域由于其热量辐射，是无 法被人类肉眼探测到的，属于不可见光区域。赫 胥尔将这种不可见辐射命名为“发热的射线”。 现在我们将其称之为红外辐射。
4.科研
如微电子，纸处理，自动化，塑料，模具，装 备设计，通讯，机械测试，科研等等。
红外热像仪能够实时捕捉和记录热分布情况， 有助于工程师对自己建立的装置或正在监测的 事件的热模型进行量化和可视化。由于电子产 品的发展趋势为更小、更轻、功能更强大。
5.建筑检测
在建筑材料中的湿气会破坏结构的完整性，并 且滋生霉菌。解决湿气问题的第一步便是快速 准确的找到并消除一切湿气产生的来源。红外 热像仪将可以立即向您显示何处潮湿和何处干 燥。红外热像仪可以迅速找到问题根源，并进 行小规模的或根本无需对建筑物进行拆卸，从 而把对居住者的影响降到最低。
6.消防
在大面积的森林中，火灾往往是由不明显 的隐火引发的。这是毁灭性火灾的根源， 用现有的普通方法，很难发现这种隐性火 灾苗头。用飞机巡逻，采用红外热成像仪， 则可以快速有效地发现这些隐火，把火灾 消灭在最初。
一般建筑家用电器的发热检测。
请看下一节
3.食品
一、红外的基本概念 二、红外成像系统 三、红外成像系统的应用
一、红外的基本概念
1666年，进行了著名的色散实色散
天文学家威廉姆·赫胥尔1800年发现了红外线。
由于太阳光是由各种颜色的光谱组成，并且是一 种热量来源，赫胥尔想了解哪一种颜色的光是产 生热量的原因。他设计了一个巧妙的实验。他将 直射的太阳光穿过一个玻璃棱镜，生成光谱，然 后用温度计测量每种颜色的温度。赫胥尔发现从 紫色到红色的光谱波段，温度会逐渐升高，而且 在红色光谱以上的区域竟然是所有光谱中温度最 高的一部分。这部分区域由于其热量辐射，是无 法被人类肉眼探测到的，属于不可见光区域。赫 胥尔将这种不可见辐射命名为“发热的射线”。 现在我们将其称之为红外辐射。
4.科研
如微电子，纸处理，自动化，塑料，模具，装 备设计，通讯，机械测试，科研等等。
红外热像仪能够实时捕捉和记录热分布情况， 有助于工程师对自己建立的装置或正在监测的 事件的热模型进行量化和可视化。由于电子产 品的发展趋势为更小、更轻、功能更强大。
5.建筑检测
在建筑材料中的湿气会破坏结构的完整性，并 且滋生霉菌。解决湿气问题的第一步便是快速 准确的找到并消除一切湿气产生的来源。红外 热像仪将可以立即向您显示何处潮湿和何处干 燥。红外热像仪可以迅速找到问题根源，并进 行小规模的或根本无需对建筑物进行拆卸，从 而把对居住者的影响降到最低。
6.消防
在大面积的森林中，火灾往往是由不明显 的隐火引发的。这是毁灭性火灾的根源， 用现有的普通方法，很难发现这种隐性火 灾苗头。用飞机巡逻，采用红外热成像仪， 则可以快速有效地发现这些隐火，把火灾 消灭在最初。
一般建筑家用电器的发热检测。
请看下一节
3.食品
红外热成像三种热图ppt课件
热图技术要素 生理热图 干扰热图 病理热图
1
正常热图
2
正常热图
3
正常热图
4
正常热图
5
生 理 热 区
6
生 理 热 区
7
生 理 热 区
8
生 理 热 区
9
生 理 热 区
10
生 理 热 区
11
生理热区
12
生 理 热 区
13
干扰热图研究 Interfere image
35
６、脊柱侧弯的干扰 热图示腰背部异常扭曲的高温带，与侧弯的脊柱相对应 。
36
７、静脉曲张的干扰 静脉回流欠佳，淤血滞留热量。另外，静脉曲张产生局部炎症，形成高温表现。
37
38
39
40
８、针刺的干扰 左图：左手针刺前的热图
右图：针刺后的热图。针刺局部低温改变
41
９、冷风的干扰 左图：左手吹冷风后的热图 右图：在室温下休息１５ 分钟后的热图
诊断 左小腿后方软损、踝管综合症
腰椎间盘突出（右）
无腰椎间盘突出症
51
黄** 腰及左臀部软损,梨状肌损伤
CT示：L5、S1椎间盘突出
52
刘东华：左下肢疼痛1年，间歇性跛行。 腰椎间盘突出,腰椎间盘突出症? 腰椎管狭窄,腰椎管狭窄症? 腰臀软组织损伤
腰3/4椎间 盘突出
53
刘东华： 直腿抬高试验正
44
红外热像技术临床应用亮点 红外疼痛技术:红外热像诊断技 术和疼痛微创治疗技术结合，是 一种新的疼痛治疗工作模式。 红外亚健康状况评估:全面评估, 早期发现,追踪预测,数字记录. 绿色无创.
45
软组织疼痛颈肩腰腿痛热图
疼痛是一种主观感觉，目前没有一种设备 能记录疼痛，由于疼痛区域必然伴有或/和 异常代谢变化，或/和神经功能状态变化， 或/和血液循环变化，这些因素的变化，必 然导致温度的变化，红外热像仪可以通过记 录与疼痛伴随的温度变化来反映疼痛的性质、 程度、范围。
1
正常热图
2
正常热图
3
正常热图
4
正常热图
5
生 理 热 区
6
生 理 热 区
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生 理 热 区
8
生 理 热 区
9
生 理 热 区
10
生 理 热 区
11
生理热区
12
生 理 热 区
13
干扰热图研究 Interfere image
35
６、脊柱侧弯的干扰 热图示腰背部异常扭曲的高温带，与侧弯的脊柱相对应 。
36
７、静脉曲张的干扰 静脉回流欠佳，淤血滞留热量。另外，静脉曲张产生局部炎症，形成高温表现。
37
38
39
40
８、针刺的干扰 左图：左手针刺前的热图
右图：针刺后的热图。针刺局部低温改变
41
９、冷风的干扰 左图：左手吹冷风后的热图 右图：在室温下休息１５ 分钟后的热图
诊断 左小腿后方软损、踝管综合症
腰椎间盘突出（右）
无腰椎间盘突出症
51
黄** 腰及左臀部软损,梨状肌损伤
CT示：L5、S1椎间盘突出
52
刘东华：左下肢疼痛1年，间歇性跛行。 腰椎间盘突出,腰椎间盘突出症? 腰椎管狭窄,腰椎管狭窄症? 腰臀软组织损伤
腰3/4椎间 盘突出
53
刘东华： 直腿抬高试验正
44
红外热像技术临床应用亮点 红外疼痛技术:红外热像诊断技 术和疼痛微创治疗技术结合，是 一种新的疼痛治疗工作模式。 红外亚健康状况评估:全面评估, 早期发现,追踪预测,数字记录. 绿色无创.
45
软组织疼痛颈肩腰腿痛热图
疼痛是一种主观感觉，目前没有一种设备 能记录疼痛，由于疼痛区域必然伴有或/和 异常代谢变化，或/和神经功能状态变化， 或/和血液循环变化，这些因素的变化，必 然导致温度的变化，红外热像仪可以通过记 录与疼痛伴随的温度变化来反映疼痛的性质、 程度、范围。
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plane array) 表征辐射性质的基本物理量 几个基本的辐射定理
一、前言
1.2.1 红外射线及窗口
红外射线
红外射线是一种与物体的表面温度密切相关的一种 辐射，它是一种看不见、摸不着的一种电磁波。
红外窗口
红外成像
四三个区窗域口
红外辐射：从0.76m~1000m的短近光波红辐红外射外区范窗围口。0.706.~81~.25mm
因此，从原理上讲，只要能收集并探测出这些辐 射能，就可以通过重新排列来自探测器的、与景物辐 射分布相对应的信号，形成热图像。
这种热图像再现了景物各部分的辐射起伏，因而 能显示出景物的各部分的特征。
利用这种原理制成的成像器件就是红外热像仪。
一、前言
1.1 红外成像的由来
1800年，英国天文学家W. Herschel发现红外射线；
习惯上，红外波段被划分为：“中近中波”红红、外外区“窗中口”、1.5“3~~6远5m”m
和“极远”四个区域。
长远波红红外外区窗口 6~8~1512mm
根据红外波在大气中的传输特性极远，红又外分区为三个15窗~1口03。m
一、前言
1.2.2 红外焦平面阵列探测器 (IRFPA，infrared focal plane array)
1.2.4 基本的辐射定理
普朗克定律(Planck’s Law)
以波长表示的普朗克公式为：
M
C1
5
1
C2
eT 1
式中，M表示绝对黑体的光谱辐射出射度（Spectral Radiant Exitance），单位：W•cm-2•m-1。
表示波长(m)，T表示绝对温度(K)，C1、C2分别
M
0
Md
T4
由M表斯示蒂黑芬体－的玻总尔辐兹射曼出定射律度可，以单看位出W：•c黑m-2体。的总辐射出
射度=5与.6绝69对6温10度-8(的W•四m-次2•方k-4成)，正为比斯，蒂因芬此-即玻使尔温兹度曼变常化数相。
当小，都会引起辐射出射度很大的变化。
斯蒂芬-玻尔兹曼定律表明了黑体辐射功率和绝对温 度之间的关系，它是通过物体辐射功率测量物体温度的 主要理论依据。
辐射通量
辐射通量的空间密度F 辐射出射度M 辐射照度E 辐射通量的谱密度M
黑体和灰体
辐射通量(Radiation Flux，单位：W)
单位时间内通过某一表面的辐射能量Q(单位：J)。 辐射通量的空间密度F(单位：W•m-2)
单位时间内，通过单位面积的辐射能量。 当只考虑辐射的发射和入照时，可分别使用辐射出射
根据维恩位移定律，300K室温目标光谱出射度的峰值 约为9.6m，所以8~14m的长波红外成像特别受到重视
1.2.4 基本的辐射定理
基尔霍夫定律(Kirchoff’s Law) 一定温度下，任何物体的辐射出射度与其吸收率的比 值是一个普适函数，只是温度、波长的函数，与物体 的性质无关。
F,T E ,T
十九世纪，认识红外辐射的本质，建立基本的辐射定 理；
二十世纪七十年代，红外电荷耦合器件(IR CCD)、阵 列探测器(Array Detectors)和扫积型器件(SPRITE)等 先进探测器研制成功，红外技术和红外成像进入并发 展到了一个新的发展阶段。
一、前言
1.2 要了解的几个概念
红外射线及大气窗口 红 外 焦 平 面 阵 列 探 测 器 (IRFPA ， infrared focal
度M和辐射照度E。 辐射出射度M(单位：W•m-2)
单位时间内，从单位面积上辐射出的辐射能量。
物理意义：单位波长间隔(m)内在单位面积(mm-2)
单位时间内，单位面积上接收的辐射能量。
辐射通量谱密度M 设一个物体的辐射出射度为M，则： M=dM／d M是单位波长间隔中的辐射出射度，是波长的函数，
A ,T
基尔霍夫定律表明：任何物体的辐射出射度和其吸收率 之比，等于同一温度下黑体的辐射出射度。
二、红外成像的发展
2.1 红外成像系统的分类
根据目前红外热成像系统的发展情况及对今后的预测， 红外热成像系统大致可分为三代：
IRFPA：
把大量探测器单元，按照一定规则，用先进的微 电子工艺，高密度地集成到一块对红外透明的材料芯 片上，同时将其它必要的信号读出及处理电路，如： 前放，集成到同一芯片或另一其他材料的芯片上，构 成一个既能接收光辐射，又能将光电信号转变为可用 数据输出的整体。
一、前言
1.2.3 表征辐射性质的基本物理量
1.2.4 基本的辐射定理
维恩位移定律(Wein’s Displancement Law) 1893年，维恩从热力学理论导出黑体辐射光谱的极大
值对应的波长：max=b／T 式中，b=2897.8m•K。
从维恩位移定律可知：光谱辐射出射度的峰值波长与 绝对温度成反比。温度愈高，峰值波长越短。
称为分光辐射出射度，或辐射通量谱密度。
黑体和灰体 绝对黑体：对任何波长的辐射，都能全部吸收的物 体。 黑体：只能吸收某一波长辐射的物体。 灰体：物体的吸收率不随波长而变，且小于1。
一、前言
1.2.4 基本的辐射定理
红外成像原理中要涉及到的几个辐射定理： 普朗克定律 斯蒂芬—玻尔兹曼定律 维恩位移定律 基尔霍夫定律
表示第一、第二辐射常数。
普朗克定律给出了绝对黑体辐射的光谱分布规律：
光谱辐射出射度随温度的增加而增加，温度越高，所 有波长上的光谱辐射出射度也就越大。且光谱辐射出 射度的峰值波长随温度的增加而向短波方向移动。
1.2.4 基本的辐射定理
斯蒂芬-玻尔兹曼定律
在全部波长范围内对普朗克公式积分，得到从黑体单 位面积辐射到半球空间的总辐射功率，即总辐射出射 度的表达式，通常称为斯蒂芬－玻尔兹曼定律：
主要内容
前言 红外成像的发展 红外成像原理 红外焦平面和红外热像仪分类 红外热像仪的应用 红外焦平面阵列和红外成像仪的未来发展方向 市场分析
一、前言
自 然 界 中 一 切 物 体 ， 只 要 温 度 高 于 绝 对 零 度 (273℃)，就总是在不断地发射辐射能（红外线）。
一、前言
1.2.1 红外射线及窗口
红外射线
红外射线是一种与物体的表面温度密切相关的一种 辐射，它是一种看不见、摸不着的一种电磁波。
红外窗口
红外成像
四三个区窗域口
红外辐射：从0.76m~1000m的短近光波红辐红外射外区范窗围口。0.706.~81~.25mm
因此，从原理上讲，只要能收集并探测出这些辐 射能，就可以通过重新排列来自探测器的、与景物辐 射分布相对应的信号，形成热图像。
这种热图像再现了景物各部分的辐射起伏，因而 能显示出景物的各部分的特征。
利用这种原理制成的成像器件就是红外热像仪。
一、前言
1.1 红外成像的由来
1800年，英国天文学家W. Herschel发现红外射线；
习惯上，红外波段被划分为：“中近中波”红红、外外区“窗中口”、1.5“3~~6远5m”m
和“极远”四个区域。
长远波红红外外区窗口 6~8~1512mm
根据红外波在大气中的传输特性极远，红又外分区为三个15窗~1口03。m
一、前言
1.2.2 红外焦平面阵列探测器 (IRFPA，infrared focal plane array)
1.2.4 基本的辐射定理
普朗克定律(Planck’s Law)
以波长表示的普朗克公式为：
M
C1
5
1
C2
eT 1
式中，M表示绝对黑体的光谱辐射出射度（Spectral Radiant Exitance），单位：W•cm-2•m-1。
表示波长(m)，T表示绝对温度(K)，C1、C2分别
M
0
Md
T4
由M表斯示蒂黑芬体－的玻总尔辐兹射曼出定射律度可，以单看位出W：•c黑m-2体。的总辐射出
射度=5与.6绝69对6温10度-8(的W•四m-次2•方k-4成)，正为比斯，蒂因芬此-即玻使尔温兹度曼变常化数相。
当小，都会引起辐射出射度很大的变化。
斯蒂芬-玻尔兹曼定律表明了黑体辐射功率和绝对温 度之间的关系，它是通过物体辐射功率测量物体温度的 主要理论依据。
辐射通量
辐射通量的空间密度F 辐射出射度M 辐射照度E 辐射通量的谱密度M
黑体和灰体
辐射通量(Radiation Flux，单位：W)
单位时间内通过某一表面的辐射能量Q(单位：J)。 辐射通量的空间密度F(单位：W•m-2)
单位时间内，通过单位面积的辐射能量。 当只考虑辐射的发射和入照时，可分别使用辐射出射
根据维恩位移定律，300K室温目标光谱出射度的峰值 约为9.6m，所以8~14m的长波红外成像特别受到重视
1.2.4 基本的辐射定理
基尔霍夫定律(Kirchoff’s Law) 一定温度下，任何物体的辐射出射度与其吸收率的比 值是一个普适函数，只是温度、波长的函数，与物体 的性质无关。
F,T E ,T
十九世纪，认识红外辐射的本质，建立基本的辐射定 理；
二十世纪七十年代，红外电荷耦合器件(IR CCD)、阵 列探测器(Array Detectors)和扫积型器件(SPRITE)等 先进探测器研制成功，红外技术和红外成像进入并发 展到了一个新的发展阶段。
一、前言
1.2 要了解的几个概念
红外射线及大气窗口 红 外 焦 平 面 阵 列 探 测 器 (IRFPA ， infrared focal
度M和辐射照度E。 辐射出射度M(单位：W•m-2)
单位时间内，从单位面积上辐射出的辐射能量。
物理意义：单位波长间隔(m)内在单位面积(mm-2)
单位时间内，单位面积上接收的辐射能量。
辐射通量谱密度M 设一个物体的辐射出射度为M，则： M=dM／d M是单位波长间隔中的辐射出射度，是波长的函数，
A ,T
基尔霍夫定律表明：任何物体的辐射出射度和其吸收率 之比，等于同一温度下黑体的辐射出射度。
二、红外成像的发展
2.1 红外成像系统的分类
根据目前红外热成像系统的发展情况及对今后的预测， 红外热成像系统大致可分为三代：
IRFPA：
把大量探测器单元，按照一定规则，用先进的微 电子工艺，高密度地集成到一块对红外透明的材料芯 片上，同时将其它必要的信号读出及处理电路，如： 前放，集成到同一芯片或另一其他材料的芯片上，构 成一个既能接收光辐射，又能将光电信号转变为可用 数据输出的整体。
一、前言
1.2.3 表征辐射性质的基本物理量
1.2.4 基本的辐射定理
维恩位移定律(Wein’s Displancement Law) 1893年，维恩从热力学理论导出黑体辐射光谱的极大
值对应的波长：max=b／T 式中，b=2897.8m•K。
从维恩位移定律可知：光谱辐射出射度的峰值波长与 绝对温度成反比。温度愈高，峰值波长越短。
称为分光辐射出射度，或辐射通量谱密度。
黑体和灰体 绝对黑体：对任何波长的辐射，都能全部吸收的物 体。 黑体：只能吸收某一波长辐射的物体。 灰体：物体的吸收率不随波长而变，且小于1。
一、前言
1.2.4 基本的辐射定理
红外成像原理中要涉及到的几个辐射定理： 普朗克定律 斯蒂芬—玻尔兹曼定律 维恩位移定律 基尔霍夫定律
表示第一、第二辐射常数。
普朗克定律给出了绝对黑体辐射的光谱分布规律：
光谱辐射出射度随温度的增加而增加，温度越高，所 有波长上的光谱辐射出射度也就越大。且光谱辐射出 射度的峰值波长随温度的增加而向短波方向移动。
1.2.4 基本的辐射定理
斯蒂芬-玻尔兹曼定律
在全部波长范围内对普朗克公式积分，得到从黑体单 位面积辐射到半球空间的总辐射功率，即总辐射出射 度的表达式，通常称为斯蒂芬－玻尔兹曼定律：
主要内容
前言 红外成像的发展 红外成像原理 红外焦平面和红外热像仪分类 红外热像仪的应用 红外焦平面阵列和红外成像仪的未来发展方向 市场分析
一、前言
自 然 界 中 一 切 物 体 ， 只 要 温 度 高 于 绝 对 零 度 (273℃)，就总是在不断地发射辐射能（红外线）。