非制冷红外最大焦距
非制冷红外焦平面探测器技术及应用解决方案

个人消费市场
个人红外成像,如消费级无人机红外成像载荷,安全视觉、狩猎、户外观等; 个人视觉系统应用:护目镜、安全视觉、狩猎、户外观察 智能家电应用:空调、微波炉等家居应用,采用低成本、小面阵传感器 家庭安防:红外成像不泄漏家庭隐私,可以实现家庭24小时安全监控 手机型工具类热像仪
8
国内红外成像市场发展
LOCKHEED MARTIN
1996 BOEING
准Байду номын сангаас天候
作用距离远
可穿透烟雾、雾霾、云雾成像, 在恶劣天气条件下的成像效果 几乎不受影响。
探测能力强:一般长焦热成 像仪能观测3千米以上的人员 和6千米以上的车辆。
辨伪能力强
可识别迷彩等伪装,分辨人体 车辆能力强
红外成像能穿透烟雾看到后面的人 红外成像能看到树丛后的人员
5
红外成像典型应用
夜视成像
国防装备、汽车夜间辅助驾驶、安 防监控、消防救援、城市安全、执 法、个人消费电子、
非制冷红外成像技术流派
20世纪90年代末,非制冷红外焦平面探测器的技术流派基本定型,下图是现今市场上仍保 持占有率的两类micro-bolometer技术(VOx和a-Si )及其承袭关系。
VOx
α-Si
Honeywell
1990~1994
LORAL
ROCKWELL AMBER HUGHES
1996
3
不同波段红外成像特征
SWIR
• 可使用常规可见光 镜头,可透过玻璃 成像
• 可探测1.06μm及 1.55μm激光
• 可复现可见光图像 细节
MWIR
• 在高温、潮湿的海 洋大气条件下,中 波红外的传输优于 长波红外
• 如舰船发动机等高 温目标中波红外特 征明显
非制冷红外焦平面探测器及其典型应用

SWIR
• 可使用常规可见光 镜头,可透过玻璃 成像
• 可探测1.06μm及 1.55μm激光
• 可复现可见光图像 细节Fra bibliotekMWIR
• 在高温、潮湿的海 洋大气条件下,中 波红外的传输优于 长波红外
• 如舰船发动机等高 温目标中波红外特 征明显
• 中波制冷红外的技 术成熟度
LWIR
• 长波红外在地面大 气环境的传输最好
11
红外成像技术—发展史
1800年, 赫胥尔发现了红外线 (水银温度计)
光机扫描、红外 摄像管技术
1800 1901年,Langley 利用探测到 1/4英里外的一头牛(电阻
1930
式测辐射热计)
1940
光机扫描红外成像技术 非制冷型红外成像技术
1956
AIM-9响尾蛇导弹
民用红外成像有望呈现爆发式增长。
9
红外成像探测器技术
制冷光子型
原理:光子型探测 优势:成像距离远,成像清晰,响应时间快,可高帧频工作(400Hz); 劣势:系统功耗大,体积大,成本高,运行时间受制冷机寿命限制; 应用:红外雷达,光电吊舱,导引头等远距离观测与跟踪高端军用
• 长波红外与室温目 标的红外辐射光谱 的匹配最好
• 战场环境烟雾环境 适应性好
• 非制冷长波红外成 像成本较低
IRay Confidential
4
红外成像技术优势
隐蔽性好 全天时
被动式目标成像与识别,隐 蔽性好
能真正做到24小时全天时监控, 不受白天黑夜影响
抗电磁干扰
不受电磁影响,能远距离精 确跟踪热目标
准全天候
作用距离远
可穿透烟雾、雾霾、云雾成像, 在恶劣天气条件下的成像效果 几乎不受影响。
非制冷红外成像组件设计的新方法

非制冷红外成像组件设计的新方法邹瑞滨;白立冬【摘要】设计了一款非制冷红外成像组件,实现了红外成像功能.介绍了这种非制冷红外成像组件的硬件设计.对于这种红外微弱信号的采集,在模拟电路采取了多种降噪的措施.在软件上,实时实现了红外图像的非均匀校正;并根据红外成像的特点,设计了一种基于红外成像温度窗特性的图像增强方法,适合硬件实现.该组件通过通讯接口可改变组件工作状态.最后,给出了这种红外成像组件的测试方法及结果,证明组件成像效果很好,满足设计要求.【期刊名称】《聊城大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(027)002【总页数】7页(P28-34)【关键词】非制冷红外探测器;红外成像;图像增强;非均匀性;噪声等效温差【作者】邹瑞滨;白立冬【作者单位】聊城大学物理科学与信息工程学院;山东省光通信科学与技术重点实验室,山东聊城252059;北京遥感设备研究所,北京100854【正文语种】中文【中图分类】TP391.410 引言红外成像具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、准全天候、全天时工作等优点.在军事领域,对军事目标的搜索、观瞄、侦察、探测、识别与跟踪;红外成像的精确制导;武器平台的驾驶、导航;探测隐身武器系统,进行光电对抗等方面应用广泛.在民用领域,在工业、遥感、医学、消费电子、测试计量和科学研究等许多方面也得到广泛应用.红外探测器是热成像系统的核心,主要分为两类:制冷型(基于光子探测)和非制冷型(基于热探测).尽管前者被认为是实际应用中最佳的红外热探测技术,但它们的制造和使用成本较高.近年来非制冷红外探测器获得了长足发展.与制冷红外探测器相比,非制冷红外探测器不需要在系统中安装制冷装置,因此尺寸较小、重量较轻且功耗较低.非制冷红外技术能为用户提供成本更低、可靠性更高的高灵敏传感器.虽然,非制冷红外探测器在灵敏度方面至今无法与制冷探测器相比,但是在近距离应用的场合,非制冷红外技术的应用正日趋广泛.本文设计了一种非制冷红外成像组件,实现了红外成像功能.这种非制冷红外成像组件通过通讯接口控制组件的工作状态,能够实现对红外探测器输出控制、图像采集、图像的非均匀校正、图像自动增益控制等功能,最后给出了这种红外成像组件的测试方法及结果.1 非制冷红外成像组件硬件结构非制冷红外成像组件一般包括非制冷红外探测器、探测器驱动电路、图像采集电路及信号处理、图像输出及控制电路等组成.按功能来分,又可分为非制冷红外探测器、模拟电路和数字处理等三部分.如图1所示.非制冷红外探测器在驱动电路的控制下,将热辐射转化为电信号;经过采集电路转化为数字图像信号;数字图像信号经过处理(包括非均匀校正、图像自动增益控制等),成为能够应用的信息;处理后的图像再经过数模转换为模拟信号,输出至显示器进行显示;控制器通过通讯电路控制组件的状态等.图1 非制冷红外成像组件结构1.1 非制冷红外探测器和模拟电路非制冷探测器选用法国的UL 03 16 2,384×288元非制冷微测辐射热计,工作波段为8-14μm;在f=1时,其NETD为65mK;采用CMOS生产工艺,集焦平面阵列(FPA)、读出电路(ROIC)及热电制冷器(TEC)为一体,其核心是焦平面阵列和读出电路.该探测器只需外加偏置电压及相应的时序控制信号即可工作. 偏置电压由驱动电路提供.偏置电压包括四路偏压,电流驱动能力<5mA,要求非常低的噪声,比如其中一路噪声 RMS要求:100μV (1Hz-10MHz).设计思路:低噪声线性稳压直流电源(LDO)+低通滤波方法.LDO电源LT1763封装小,噪声低(20 μV RMS(10Hz-100kHz))适合这种系统中,滤波器选用LT6203.探测器的时序控制信号由数字处理部分提供.探测器时序以主时钟MC为同步信号,帧同步信号RESET作为一帧图像的开始,积分信号INT是探测器每行的积分时间,时间越长,探测器响应率越高,但是不能超过一行最大输出时间,以上信号均由数字处理部分给出.VIDEO是输出的模拟信号,在每行积分信号下降沿后18.5个主时钟周期按顺序输出每行数据.探测器的时序信号见图2.图2 探测器的时序探测器模拟输出范围1.0V-4.2V,最大响应率10mV/K,需要有>100kΩ阻性负载和<25pF容性负载.采样电路结构是:AD825(射随)+AD8139(差分运放)+AD9244(ADC).这种结构的采样电路:a)差模噪声小,抑制共模噪声;b)配置灵活;c)探测器信号失真小,非常适合采集微弱的探测器输出.1.2 数字处理数字处理包括图像处理、图像输出和控制电路等.图像处理是以FPGA、DSP可编程处理器为核心.FPGA生成探测器的驱动信号,同时接收AD转换的数字图像,传递到DSP中;在DSP中计算两点系数或者单点修正的系数,回传给FPGA,同时存储到FLASH中;通过命令控制FPGA的工作状态,实现实时的非均匀校正;校正后的图像,按照一定的时序输出VGA模拟信号.FPGA选用Xilinx公司的XC4VFX60,内嵌25280slices,4174Kb Block RAM.Block RAM可以保存一组校正系数和缓存一帧图像数据.DSP选用TI公司的TMS320C6416GLZ,600MHz的CPU时钟,拥有丰富的外部接口和内存空间,非常适合图像处理.通讯芯片MAX3077实现TTL电平与RS422电平的转换.通讯协议在FPGA中实现,由控制器控制组件的状态.K9K8xx FLASH是一款大容量的FLASH,可以存取多组非均匀校正系数,通过通讯指令选取合适的系数.ADV7123是VGA控制芯片,RGB三路10比特输入,RGB模拟输出.当输入的R=G=B时,输出黑白图像.设计的非制冷红外成像组件图像大小为256×256,所以在设计中VGA显示设为:800×600,中心区域开辟512×512空间,用来显示256×256的图像.FPGA+DSP处理器结构既利用了FPGA灵活的编程方式和并行处理能力的优点,又利用了DSP强大的实时运算能力,便于完成图像处理中复杂的算法.2 非制冷红外成像组件软件功能非制冷红外成像组件软件功能主要包括非均匀校正和图像自动增益控制等算法,这两种功能均由FPGA和DSP配合实现的.2.1 非均匀校正红外探测器中的红外焦平面阵列(IRFPA)是光电转换的关键器件,最主要的缺点是非均匀性.非均匀性指的是红外焦平面阵列在外界均匀光强照射时各单元的输出不一致,在图像上表现为空间噪声或固定图案噪声.这种固有的空间噪声或固定图案噪声是可以校正的[1].焦平面器件应用至今,国际上已经提出了多种非均匀校正方法.在系统中应用比较多的是两点校正或多点定标校正[2].其它的非均匀校正算法有时域高通滤波法和神经网络法[5]等,这些算法可以基于场景对校正系数进行修正,但是它们都对场景有一定的要求.基于红外参照源的校正方法,多采用温度定标校正的方法,其中两点校正算法有其特有的优点.两点校正算法的优点是计算量小、完全可以实时校正,对红外图像无任何要求,在硬件体积、功耗方面都比较小,校正后图像质量比较理想.红外探测器长期工作,往往受到温度的影响,校正的图像出现“温漂”现象,一般采取的是单点修正(单点校正).红外探测器焦平面的各单元对辐射有一定的热响应,但它们之间的响应没有一定的关系,且这些单元的响应率为非线性的.当采集的图像温度相差不大时,通常的校正方法假定焦平面单元的响应为线性的[1],即式中Xij为第(i,j)个焦平面单元的输入信号,Gij、Qij分别为校正的增益、偏置系数,Yij为第(i,j)点校正后图像.2.1.1 单点校正(修正)算法.设在某一黑体温度下,测得探测器第(i,j)单元的响应为Xij.首先,对焦平面所有单元的输出信号Xij进行平均,得式中N为焦平面单元总数.然后,任一焦平面单元的信号输出与焦平面单元的平均输出信号的差值为最后,校正后的任一单元的信号输出该算法实质上只对探测元偏差作了补偿,未对增益作校正,因而当目标的辐射照度偏离定标点时,空间噪声很大,校正范围很小,经常用在克服“温漂”现象上. 2.1.2 两点校正算法.两点校正方法具体如下[2]:1)在黑体温度为T1时,测得探测器各单元的响应.采集M帧的图像数据,第m 帧(i,j)单元的响应记为XT1ijm,XT1ij=∑XT1ijm/M,即为单元T1的响应. 2)在黑体温度为T2时,测得探测器各单元的响应XT2ij.3)计算各单元的校正系数.在考虑动态范围的情况下,为T1和T2制定两个标准响应值YT1、YT2.在这里用图像的均值来作为YT1、YT2,即当图像大小为m×n时,YT1=∑XT1ij/(m×n),同样可以得到YT2.然后,计算各单元的校正系数根据方程即可计算出系数4)在系统工作时进行实时校正对于一个固定的红外焦平面,校正系数都可以通过计算并确定下来,在以后的运算过程中,校正参数都不会改变.由此作为算法分割的依据:DSP进行非均匀校正系数的计算,完成步骤1)-3);FPGA进行图像的实时校正,完成步骤4). “两点校正+单点修正”算法是适合系统环境的,而且运算量不大,能够实时处理.校正后,基本上能够校掉空间噪声或固定图案噪声,可以在得到的图像上进行目标检测、目标跟踪等一系列复杂的算法.2.1.3 盲元.盲元,或称为失效元,是指焦平面器件中响应过高和过低的探测器单元.盲元的数量及其分布对器件性能的影响很大,因此对焦平面器件中的盲元进行检测和补偿对提高红外系统的性能具有重要的意义[3].盲元补偿是采用盲元周围的有效图像信息或前后帧的图像信息对盲元位置的信息进行预测和替代的过程.2.2 图像自动增益控制红外图像相对于可见光图像有以下特点:a)像素灰度值动态范围不大,很少充满整个灰度级空间.b)绝大部分像素集中在某些相邻的灰度级范围,之外的灰度只有很少的像素.为了改善红外成像的视觉效果,需要在系统中加入图像自动增益控制(AGC),能够增强图像中的有用信息、抑制无用信息.红外图像被量化14位,灰度范围0-214-1,将灰度范围平均分为16段,得到0,K1,…,K15,214-1分段点.在FPGA中统计第i帧图像的最大值Xmax、最小值Xmin;最大值满足Ka≤Xmax<Ka+1,则取Xmax=Ka+1;最小值满足Kb≤ Xmin<Kb+1,则取Xmin= Kb;图像自动增益系数为在下一帧时,新的灰度值为其中β代表将系数放大倍;x是原始的灰度值,x’是新的灰度值;同时VGA芯片为10比特,故乘以210.为了避免出现浮点运算,首先将β放大216,在计算新的灰度值时,再缩小216.自动增益系数由图像最大值和最小值决定,在量化区间变化时,就像在温度区间里滑动,所以称为温度窗式的图像自动增益算法.这种AGC算法:a)将图像的直方图拉伸,突出场景中明亮区域;b)场景均匀时,避免了噪声突出的现象;c)场景变化不大时,图像亮度保持不变,避免了图像闪烁的情况;d)硬件实现灵活、简便.3 非制冷红外成像组件性能评估红外热成像系统的性能评估是指利用已建立的热成像系统评估模型对所设计系统的性能进行预测,以改善和提高热成像系统性能具有重要意义.衡量红外成像组件性能的指标主要有焦平面的非均匀性(the non-uniformity,简称NUN)和噪声等效温差NETD等.3.1 非均匀性[4]对红外焦平面阵列的非均匀性没有一个统一的定义和度量方法,不同的定义侧重点不同.其中,1999年中华人民共和国国家标准《红外焦平面阵列特性参数测试技术规范》中对非均匀性的定义,即:非均匀性是指在均匀入射辐射下,焦平面阵列像元视频输出值的均方根偏差与视频输出平均值的百分比值,可以用下式进行表示.其中Vij为焦平面上第i行第j列阵列元的输出灰度值,Varg为焦平面上所有有效像元的输出灰度平均值,M和N分别为焦平面阵列的行数和列数,d为焦平面阵列中的死像元数,h为焦平面阵列中的过热像元数.一般情况下,把饱和视频信号幅度值一半时所测得的非均匀性大小作为评价和比较器件性能的标准参数.3.2 噪声等效温差[1]红外成像系统的噪声等效温差(NETD)反映了热成像系统的最大噪声特性,是衡量系统性能的最重要指标.噪声等效温差的定义为噪声的标准差σ与红外焦平面温度响应RT之比.可以从像素、行(或列)、整个焦平面三个级别来考察系统的噪声等效温差.确定像素噪声等效温差通常用来评价红外焦平面阵列的性能;确定行或者整个焦平面的噪声等效温差测试通常用来评价一个红外热成像整机系统.对确定行或者整个焦平面的噪声等效温差测试必须在校正状态下完成.3.3 实测性能在室温25°时,采集256×256大小的图像.图3显示了实验的结果.原始图像显示了非制冷探测器的固定“噪声”,即探测器的非均匀性,同时图像中出现了颗粒状的点,即盲元.原始图像的非均匀性较差,达到了2.73%.两点校正后,非均匀性消失,盲元被填补,图像较平整,非均匀性达到了0.031%.经过15天以后,原先的两点系数已不适合场景变化,非均匀性达到了0.17%.经过单点修正,非均匀性达到了0.036%.红外成像的非均匀性满足系统要求.经过两点校正后,图像中心区域的噪声方差达到了6.17;温度每升高1度,灰度值增长33个灰度级,则NETD是75.3mK,接近探测器本身的NETD值(<60mK),满足系统指标.图3 原始图像及校正结果图4 是加上镜头(焦距40mm)后的实际场景中红外成像效果.图像中景物红外特征明显,边缘清晰,说明设计的红外成像组件满足人眼观测,为后期应用打下坚实基础.图4 实际场景中的红外成像效果4 总结本文设计了一种非制冷红外成像组件,通过通讯接口控制红外成像,可改变组件工作状态,同时拥有VGA模拟输出接口.在硬件上,实现了低噪声、高敏感的要求,具有较低的NETD,满足图像非均匀性的要求.在软件上,设计的“两点校正+单点修正”的流程满足了应用场景的要求,同时,根据红外成像的特点,设计了一种“温度窗”的图像增强算法,实时显示效果良好,适合人眼观测.非制冷成像组件具有成本低、重量轻、功耗小等优点,已广泛应用到军用和民用领域.特别是在近距离场景中,随着非制冷红外探测器灵敏性的提高,应用的领域越来越广.参考文献【相关文献】[1]常本康,蔡毅.红外成像阵列与系统[M].北京:科学出版社.2011.[2]江浩洋,石岩,邹胜,等.基于DSP+FPGA技术的两点法非均匀校正模块设计[J].红外,2004,(1):7-11.[3]唐和景,盛翠霞.非制冷红外焦平面阵列信号处理系统设计.电子设计工程[J].2009,17(6):74-75.[4]邢素霞.红外热成像与信号处理[M].北京:国防工业出版社,2011.[5]Rafael C Gonzalez,Richard E Woods,Steven L Eddins.数字图像处理[M].2版.阮秋琦译.北京:电子工业出版社,2006.[6]Liu Yong-jin,Zhu Hong,Zhao Yi-gong.New Scene-Based Nonuniformity Correction Algorithm of Infrared Focal-Plane Arrays[C].Image and Signal Processingand Analysis,2007.[7]Zou R B,Shi C C,Mao E K.A new two-point correction algorithm for non-uniformity correction combined with the information of scene[C].Proceedings of the SPIE -The International Society for Optical Engineering,2010.[8]章毓晋.图像工程[M].2版.北京:清华大学出版社,2007.[9]李俊山,杨威,张雄美.红外图像处理、分析与融合[M].北京:科学出版社,2009.[10]孙洪伟,王宝兴,牛立强,等.基于FPGA的多路视频信息数字复接器的设计[J].聊城大学学报:自然科学版,2009,22(1):90-92.。
德国红外热像仪PCE-TC3D 说明书

成。
PCE-TC3D 标准组件:
A版 1 x 红外热像仪 , PCE-TC 3D (A 版) ,1 x 锂电池 1 x 充电器, 1 x 安全手带,1 x 便携手提包,1 x Micro-SD-存储卡 1 x 专业软件(CD),1 x USB 数据线,1 x 产品使用手册
2.2. 给 PCE-TC3D 充电 • PCE-TC3D 的电池充电可以通过将 4-6V 电源适配器插入侧面的迷你 USB 插口 来充电 (见图 2)。 • 热像仪打开后,电池电量显示在屏幕上(见图 3)。 • 绿色 LED 指示灯显示正在充电,红色表示充电完毕(见图 2)。电池充满电后可 持续工作约 5 小时 。 连接口:
•
不要在有爆炸物的环境中使用。
•
请只使用随设备一起提供的索套,以降低损坏热像仪的风险和造成
人员伤害的风险。
•
请只使用 PCE 提供的备件和附件,其它备件和附件可能损坏热像仪。
•
热像仪成像部分没有用户可自行维修的部件,打开热像仪镜头部分
的封装会导致质保期失效。对该热像仪的所有维修, 只能由授权的 PCE 维修中心完
2.3
更换电池 ............................................................... ....... ....................................6
3.. PCE 热像仪 TC5 基本特征............................................... ....................................................6
4.. 使用快捷键..............................................................................................................................9
大相对孔径非制冷红外光学系统无热化设计

大相对孔径非制冷红外光学系统无热化设计林琳;门克内木乐;解晓蓬;郭晶【摘要】To meet the needs of the current military infrared imaging instrument,we designed a lens for 8~12 μm wave band with uncooled optical passive method.The specific parameter,F is 1,focus is 40 mm,field of view is 16.8°.The design results are achieved within the scope of the -40~65 ℃,as close to the diffraction limitation.The system does not need focus.The athermalization performance is good.%针对当前军工红外成像仪器小型化及宽温度适应性的需要,采用光学被动式无热化方法对8~12μm 波段设计了一款镜头。
该镜头 F 数为1、焦距为40 mm、视场为16.8°、温度适应范围为-40~65℃。
设计结果显示,在要求的温度范围内,系统无需调焦,像质接近衍射极限,达到无热化的性能要求。
【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P319-323)【关键词】红外光学系统;无热化;大相对孔径【作者】林琳;门克内木乐;解晓蓬;郭晶【作者单位】内蒙古大学物理科学与技术学院,内蒙古呼和浩特 010021;内蒙古大学鄂尔多斯学院,内蒙古鄂尔多斯 017000;内蒙古大学物理科学与技术学院,内蒙古呼和浩特 010021;内蒙古大学物理科学与技术学院,内蒙古呼和浩特010021【正文语种】中文【中图分类】TN202引言随着红外成像技术的发展,对于红外成像系统在复杂环境中的适应性提出了越来越高的要求。
FLIR T530,T540技术参数表

数字变焦
1-4倍连续变焦
1-6倍连续变焦
全景图像模式
不支持
支持
共同特性
探测器类型与像元间距
非制冷型红外探测器,17 μm
热灵敏度/NETD
<30 mK @ 30°C(42°镜头)
波长范围
7.5 - 14.0 μm
图像频率
30 Hz
镜头识别
自动
光圈数
f/1.1(42°镜头),f/1.3(24°镜头),f/1.5
调焦
电动连续激光引导调焦(LDM),电动单次激光引导调焦(LDM),电动单次对比调焦,手动调焦
热图像最小焦距
42°镜头– 0.15 m24°镜头– 0.15 m;可选微距模式14°镜头– 1.0 m
微距模式
24°镜头选项/ 103 μm有效光斑尺寸
可编程按钮
2个
图像显示与模式
显示屏
4英寸,带具有自动旋转功能的640×480像素液晶触摸
测量预设值
无测量,中心点,热点,冷点,用户预设值1,用户预设值2
激光指示器
支持
激光测距仪
支持;专用按钮
注释
声音
可通过内置麦克风(有扬声器)或蓝牙为静态图像或视频添加60秒录音注释
文本
预定义列表或触摸屏键盘
草图
从触摸屏进行(仅支持对红外图像)
距离、面积测量
支持;以m2或ft2为单位计算测量方框内的面积
数码相机
500万像素,内置LED灯
调色板
铁红色、灰色、彩虹色、极光色、熔岩色、高对比
图像模式
红外图像、可见光图像、MSX®、画中画
画中画
尺寸可调,可移动
无人机吊舱技术特点

无人机吊舱技术特点1.介绍无人机吊舱可以全天候和全气候工作在观测、预警和跟踪状态,并实现目标距离精确测量。
系统搭载长焦距红外热像仪,可实现对远距离目标的准确探测;系统支持工作在从机模式,在雷达的控制下自动搜索目标。
2.安装载体中大型无人机3.功能和特点●白天、夜晚全天候观测、搜索和瞄准目标;●白天、夜晚全天候识别和跟踪特定目标;●自动目标跟踪,实时回告目标位置和速度信息;●从动模式,转向雷达探测目标进行目标自动搜索;●电子稳相,保证跟踪精度;●双视场、长焦距,清晰观测远处目标;●CCD探测器提供可见光成像;●激光测距机提供目标距离信息;●碳纤维外壳,航空铝合金结构件,保证强度的同时有效减轻整体重量。
4.工作模式●手动模式,观测、搜索目标;●自动跟踪模式;●收藏模式,保护红外镜头;●加锁模式,保护吊舱主要部件,提高使用寿命;●从机模式,随雷达联动,自动搜索目标。
5.性能指标在理想天气状态下,对成年人类目标,主要性能指标如下:同而变化。
上述作用距离是在目标温差为2℃,大家衰减系数为0.85/km,概率为50%时的数据。
6.系统总览与部件6.1系统总览注:系统示意图为红外、CCD和激光测距三光探测吊舱。
系统可定制简化成以下几种组合:1. 单红外传感器吊舱;2. 红外和激光测距吊舱;3. 红外和CCD吊舱。
其中红外热像仪可以定制为制冷型或非制冷型。
6.2系统部件1)光电转塔●红外热像仪●自动跟踪部件●伺服控制部件●前面板●后面板●万向架●无线图传(可选)2)显控部件用户定制,可以实现嵌入无人机控制的一体式控制台。
7.系统技术特点7.1红外热像仪(客户可选其中一种)(1)非制冷红外热像仪●探测器:VOx FPA●响应波段:7.5um-13.5um●像素:324*256●分辨率:25um●NETD:<50 mK@f/1.0●输出信号:标准CCIR●焦距:160mm●视场角:3.5o×2.7o(2)制冷红外热像仪●探测器:制冷HgCdTe FPA●响应波段:3um-5um●像素:320*256●分辨率:30um●NETD(噪声等效温差):<15 mK@f/2.0NETD是热成像系统灵敏度的重要客观评价指标,可用于预测小温差点目标的探测距离,从而实现技术指标向战略指标的转化,MRTD是热像系统灵敏度和分辨率的主观评价标准。
制冷型及非制冷型红外探测器性能对比、应用领域分析

1 用于军事和科研领域的制冷型红外探测器发展情况适用于制冷型红外单色探测器的主流材料是InSb和碲镉汞。
InSb中波红外探测器技术相对成熟,比较容易做成低成本、大面积、均匀性好、高性能的探测器阵列。
但它也存在如工作温度不能提高等一些缺点。
适用于多波长探测的低温红外探测器的材料一般有三种,包括碲镉汞(HgCdTe)、量子阱(QWIPs)和Ⅱ类超晶格。
表6:制冷型红外探测器敏感材料对比敏感材料技术特点锑化铟技术成熟,成本较低,只能用于单色制冷红外探测器,军民大量应用,尤其以红外空空导弹为多。
碲镉汞通过改变镉的组份,可以精确的控制碲镉汞材料的禁带宽度,覆盖短波、中波和长波红外。
但是由于微小的组分偏差就会引起很大的带隙变化,其材料的稳定性、抗辐射特性和均匀性都相对较差,所以成品率较低,成本非常高。
量子阱生长技术成熟,并且生长面型均匀,受控性好;价格低廉、产量大、热稳定性高。
但其结构特殊性使得正入射光无法很好地被探测器吸收,致使量子阱探测器的量子效率并不理想。
Ⅱ类超晶格拥有较高的探测灵敏度,几乎可以与碲镉汞相媲美。
隧穿电流和暗电流均较小,对工作温度的要求相对宽松。
提高性能、缩小体积和降低成本是目前碲镉汞探测器的三大研究方向。
国内研究碲镉汞红外探测器的单位主要包括昆明物理研究所、高德红外。
昆明物理所从2006年就开始着手碲镉汞中波红外探测器的研发工作,并于2010年实现了量产。
2015年,昆明物理研究所量产的640×512中波红外探测器实现了在温度为110K,NETD为19.7mK,有效像元率为99.33%的技术指标,标志着我国中波探测器性能指标基本达到同一时期发达国家的技术水平。
据高德红外子公司高芯科技官网显示,该公司研制了国内最新款制冷型碲镉汞中波红外探测器CB12M MWIR,其面阵规格为1280×1024,像元尺寸为12μm,NETD小于20Mk(F2/F4)。
技术指标达到国内外顶尖水平。
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非制冷红外最大焦距全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:非制冷红外最大焦距红外摄像技术是一种通过记录物体发出的热量来生成图像的高科技技术。
而在红外摄像技术中,焦距是一个非常重要的参数。
焦距越大,摄像机所能捕捉到的目标也就越远,这对于一些需要远距离监控的场景来说非常关键。
而在制冷红外摄像技术中,由于设备成本昂贵、能耗高等问题,制冷红外摄像技术并不适用于大规模应用。
而非制冷红外技术的发展为解决这个问题提供了可能。
目前,非制冷红外摄像技术的最大焦距已经有了很大的提升,一些高端的非制冷红外摄像机已经可以实现几十甚至上百倍的光学变焦。
这些高端的非制冷红外摄像机不仅拥有较远的最大焦距,还具有高分辨率、高灵敏度等优点,能够满足各种复杂应用场景的需求。
采用非制冷红外技术的红外摄像机不仅具有较远的最大焦距,而且还具有更广泛的应用范围。
非制冷红外技术可以应用于航空航天、军事安防、环境监测、医疗诊断等多个领域,为人们的生活和工作带来了很大的便利。
在军事领域,非制冷红外摄像技术已经被广泛应用于目标侦察、导航、火控、通信等方面。
一些先进的导弹、战斗机、无人机等装备已经配备了非制冷红外摄像技术,可以实现对敌方目标的远距离监控和精确打击,提高了作战的效果和胜算。
在环境监测领域,非制冷红外摄像技术也可以发挥重要作用。
利用非制冷红外摄像技术可以实现对森林火灾、城市热岛效应、大气污染等问题的监测和分析,可以帮助人们更好地了解和保护环境,减少自然灾害对人类造成的损失。
在医疗领域,非制冷红外摄像技术还被用于医疗诊断。
通过监测病人的体温变化可以实现对患者的早期诊断,从而帮助医生更快地制定治疗方案,提高治疗效果和患者的生存率。
非制冷红外技术在最大焦距方面的发展为一些需要长距离监控的应用场景提供了更多的选择。
随着技术的不断进步,相信非制冷红外技术在未来会有更广泛的应用和更大的发展空间。
第二篇示例:非制冷红外最大焦距随着科技的不断发展,红外摄像技术在军事、安防和工业领域等得到了广泛的应用。
而在红外摄像技术中,非制冷红外摄像机因为具有零制冷功耗、零维护以及长寿命等优点,已成为热红外摄像技术的主流发展方向之一。
而在非制冷红外摄像机中,最大焦距是非常重要的参数之一。
最大焦距是指红外摄像机镜头的焦距最大可以调至多少,也就是可以实现多大的远距离探测能力。
在实际应用中,有时需要通过远距离来监测目标,因此对于红外摄像机来说,最大焦距的大小是非常重要的。
在非制冷红外摄像技术中,随着技术的不断进步,最大焦距也在不断提高。
在非制冷红外摄像技术中,最大焦距的提高主要受到两个因素的影响,一个是镜头的设计和制造技术,另一个是红外探测器的性能。
对于镜头的设计和制造技术来说,随着光学技术的不断进步,能够制造出更高质量的镜头,使得红外图像的分辨率和清晰度得到了明显提高。
而对于红外探测器的性能来说,随着探测器技术的发展,探测器的灵敏度和响应速度也得到了不断提高,使得红外镜头能够更好地捕捉远距离目标的信息。
目前市面上有一些非制冷红外摄像机,其最大焦距已经可以达到数十甚至上百倍的远距离监测能力,这大大拓展了非制冷红外摄像技术的应用范围。
比如在军事领域,这种具有超长焦距的非制冷红外摄像机可以用于远距离目标的监测和侦察,能够提供更多有用信息给作战指挥员。
在安防领域,这种具有超长焦距的非制冷红外摄像机可以用于监控边境地区,对于边境地带的异常行为进行监测和识别。
在工业领域,这种具有超长焦距的非制冷红外摄像机可以用于监测高温高压设备的运行情况,实现实时监测和预警。
非制冷红外最大焦距的提高将会更好地满足远距离探测需求,拓展红外摄像技术的应用领域,提高监测的准确性和及时性,为各个领域的用户提供更多的选择和更好的服务。
随着科技的不断进步,相信非制冷红外摄像技术在未来会有更大的发展空间,为人们的生活带来更多的便利和安全。
第三篇示例:红外技术是一种非常重要的热成像技朧,它在许多领域都得到了广泛的应用,其中非制冷红外技术是其中的一种。
非制冷红外技术是通过实时检测目标物体所发出的红外辐射来获取目标物体的温度和形态信息,而不需要使用传统的制冷机制来降低温度。
非制冷红外传感器具有快速响应、轻巧便携、低功耗等优点,因此在军事、安防、工业、医疗等多个领域都有着广泛的应用。
非制冷红外技术的一个重要参数就是焦距,焦距是指红外传感器能够探测到目标的最远距离,也被称为最大焦距。
在实际应用中,我们常常需要根据具体的场景和需求来选择合适的非制冷红外传感器,其中焦距是一个非常重要的考量因素。
在本文中,我们将重点讨论非制冷红外技术的最大焦距,探讨其在不同领域中的应用和意义。
我们来了解一下为什么最大焦距在非制冷红外技术中是如此重要的参数。
最大焦距决定了红外传感器能够探测到目标的最远距离,这直接影响了传感器在不同场景下的适用性。
在一些特定的应用场景中,我们需要能够远距离地探测目标物体的温度和形态信息,比如在军事侦察中需要长距离探测目标的热信号,在工业领域需要远距离监测设备的温度变化等。
选择具有较长最大焦距的非制冷红外传感器可以提高传感器在远距离探测目标时的精度和可靠性。
我们来看一下在实际应用中,非制冷红外技术的最大焦距是如何影响传感器性能和应用效果的。
一般来说,焦距越长,传感器的探测距离也就越远,相应的探测角度也会变得更小。
这就意味着在远距离探测目标时,传感器所获取的信息更加精细和准确,但同时也会导致探测范围变窄。
在选择非制冷红外传感器时,需要根据实际的应用需求来平衡焦距和探测范围之间的关系,以达到最佳的应用效果。
在军事领域中,非制冷红外技术的最大焦距对于目标侦察和识别非常重要。
军事侦察通常需要在远距离探测目标,以便及时发现目标的位置和行动。
而非制冷红外传感器具有快速响应和长距离探测的特点,可以帮助军事人员在复杂环境中迅速发现和识别目标,提高战场侦察的效率和准确性。
在这种情况下,选择具有较长最大焦距的非制冷红外传感器是非常必要的。
在工业领域中,非制冷红外技术的最大焦距也有着重要的应用价值。
工业设备和生产线中常常存在着高温或危险环境,因此需要能够远距离监测设备的温度变化和异常情况,以保证生产过程的安全和稳定。
非制冷红外传感器可以在不接触目标条件下实时监测目标的温度,具有远距离探测和无损检测的特点,可以帮助工业工作者及时发现设备的异常情况并进行处理。
选择具有较长最大焦距的非制冷红外传感器可以提高监测的范围和精度,为工业生产提供更可靠的保障。
除了军事和工业领域,非制冷红外技术的最大焦距还在安防监控、医疗诊断、环境监测等多个领域得到广泛应用。
在安防监控中,远距离探测能够帮助监控人员及时发现异常情况;在医疗诊断中,可以用于测量病人的体温和热点分布情况;在环境监测中,可以帮助科研人员远距离监测土壤温度和植被变化等。
非制冷红外技术的最大焦距在各个领域中都有着重要的应用意义和价值。
非制冷红外技术的最大焦距是影响传感器性能和应用效果的重要参数。
在选择非制冷红外传感器时,需要根据具体的应用场景和需求来合理选择焦距,以达到最佳的应用效果。
在不同领域中,非制冷红外技术的最大焦距都具有着重要的应用意义和价值,可以帮助提高工作效率、增强安全性和准确性。
随着红外技术的不断发展和完善,相信非制冷红外技术的最大焦距将会在更多领域中展现出其重要性和价值。
【本文共计2000字】。
第四篇示例:非制冷红外最大焦距是目前红外摄像技术中的一项重要发展。
随着红外技术的不断进步和应用领域的不断拓展,非制冷红外摄像头的最大焦距也在不断提升,使得红外图像的清晰度和分辨率得到了有效的提升。
红外技术是一种能够探测目标物体表面所辐射出的红外辐射的技术,它与可见光成像技术有很大的不同。
可见光成像主要是通过反射和透射的方式获取图像信息,而红外成像则是通过目标物体本身辐射出的热量来获取图像信息。
红外技术在暗光环境下具有较强的穿透能力和侦测能力,广泛应用于夜视、遥感、安防领域等。
在红外成像技术中,焦距是一个非常重要的参数,它决定了摄像系统对目标物体的聚焦能力和成像质量。
而非制冷红外最大焦距则是指在无需制冷的前提下,红外摄像头能够实现的最大焦距。
制冷红外摄像头通常采用制冷技术来保持探测器的温度,以提高探测器的灵敏度和降低噪声,但这增加了设备的复杂性和成本。
而非制冷红外摄像头则是通过优化光学设计和探测器技术,减少热噪声的影响,实现较长的最大焦距。
非制冷红外最大焦距的提升,使得红外摄像头能够拍摄更远距离的目标,实现更广泛的监测和侦测范围。
这对于一些特殊应用场景来说具有重要意义。
比如在军事领域,红外摄像头的最大焦距决定了其在远距离目标侦测中的有效性,能够提高战场情报的收集效率和作战指挥的准确性。
在边境监控、城市安防等领域,超长焦距的红外摄像头可以帮助监控人员远距离侦测目标,提升监控的范围和精准度。
除了在安防领域,非制冷红外最大焦距还在一些特殊的应用场景中发挥着重要作用。
比如在火灾侦测中,通过红外摄像头的远距离监测,可以及时发现火灾隐患,保障人员的生命财产安全。
在环境监测中,超长焦距的红外摄像头能够帮助科研人员远距离观测气象现象、地质构造等,并提供有价值的数据支持。
随着非制冷红外技术的不断创新和发展,红外摄像头的最大焦距也将继续提升。
未来,随着红外技术的应用领域不断拓展,非制冷红外最大焦距将更加广泛应用于军事侦查、边境监控、安防、灾害监测等领域,为人类社会的发展和安全保障提供有力支持。