3第三章红外检测技术

红外技术的基本概念

的物体

：通过收集物体发出的整个光谱范围的全部辐射能量来确定温度。实际只是较宽波段范围内的大部分辐射能量。

红外热成像系统是

红外热释电摄像管））非制冷凝视焦平面探测器））非制冷线列焦平面探测器））

由红外吸收材引起敏感元件温度上升引起敏感元件温度上升。。敏感再通过所设计的某种转其核心部件是红外焦平

非制冷型红外焦平面阵列原理

热敏电阻型
利用热敏电阻的阻值随温度变化来探测辐射的强弱 探测材料：氧化钒、非晶硅、钛、钇钡铜氧等
热敏电阻型红外探测器结构
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热释电型
红外辐射使材料温度改变， 红外辐射使材料温度改变，引起材料的自发极化强度变 化，在垂直于自发极化方向的两个晶面出现感应电荷。 在垂直于自发极化方向的两个晶面出现感应电荷。 通过测量感应电荷量或电压的大小来探测辐射的强弱。 通过测量感应电荷量或电压的大小来探测辐射的强弱。 探测材料： 探测材料：硫酸三甘肽、 硫酸三甘肽、钽酸锂、 钽酸锂、钽铌酸钾、 钽铌酸钾、钛（铁电） 铁电） 酸铅、 酸铅、钛酸锶铅、 钛酸锶铅、钽钪酸铅、 钽钪酸铅、钛酸钡
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热电堆型
由逸出功不同的两种导体材料所组成的闭合回路， 由逸出功不同的两种导体材料所组成的闭合回路，当两接触点 处的温度不同时， 处的温度不同时，由于温度梯度使得材料内部的载流子向温度低 的一端移动， 的一端移动，在温度低的一端形成电荷积累， 在温度低的一端形成电荷积累，回路中就会产生热 电势， 电势，这种现象称为Seebeck 这种现象称为Seebeck效应 Seebeck效应。 效应。而这种结构称之为热电偶。 而这种结构称之为热电偶。 一系列的热电偶串联称为热电堆， 一系列的热电偶串联称为热电堆，可以通过测量热电堆两端的电 压变化， 压变化，探测红外辐射的强弱。 探测红外辐射的强弱。
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二极管型
这种红外探测技术利用半导体PN结具有良好的温度特 性。与前面所述的各种非制冷红外探测器不同，这种红外 探测器的温度探测单元为单晶或多晶PN结，与CMOS工艺完 全兼容，易于单片集成，非常适合大批量生产。
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光学读出非制冷红外焦平面
光学读出非制冷红外焦平面
光学读出方式是一种全新的红外探测技术 光学读出方式是一种全新的红外探测技术， 是一种全新的红外探测技术，与传统的电学读出红 外探测技术相比， 外探测技术相比，它具有一系列潜在的优点： 它具有一系列潜在的优点： （1）采用光学读出， 采用光学读出，利用光学原理实现像增强与像转换， 利用光学原理实现像增强与像转换，整个系统 是全光系统， 是全光系统，不需要复杂而庞大的读出电路 （2）具有可视性， 具有可视性，可以用眼睛而不用其他任何接受装置观察到红外 图像 （3）探测灵敏度高， 探测灵敏度高，其理论预测探测灵敏度极限可以达到μ 其理论预测探测灵敏度极限可以达到μk量级 （4）潜在的价格优势明显， 潜在的价格优势明显，具有高性价比的潜力
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应用光力学效应的焦平面阵列
当FPA单元吸收入射的红外辐射产生温升时，由 于组成微悬臂梁的双材料热膨胀系数存在差异，梁 会产生弯曲变形或离面位移。 每个像素的温升不同，产生的转角变化或离面位 移也就不同，再利用光学检测系统读出这些转角变 化或离面位移，并把这些信号转化成相应辐射源的 热图像
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基于F-B微腔阵列型
F-B干涉型光学读出热成像系统的工作机理是红 外热效应、双金属片效应和光的干涉原理，利用双 材料梁由于红外热效应和双金属片效应而产生的位 移对可见光的强度进行调制，从而将红外图像直接 转化为可见光图像。
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F-B微腔阵列单元工作原理
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红外热图像的应用
看得见可见光看不到的
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影响测量的因素
不要在超过45/50°时进行测量。角度垂直时 也要留意，您自己可能成为反射源。
OK NO
OK NO
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表面反射的影响

问题在这里

这是铜导线上的反射，这里没

有热点.

不锈钢表面上的反射操作员的反射

分析