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红外热像仪的基本原理与应用

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:红外热像仪是一种通过对目标物体进行红外辐射探测,并对物体加以信号处理、光电转换等手段,利用红外热成像技术将目标物的温度分布的图像转换成可视图像的设备。当观测目标和周围环境的温度以及发射率产生差异时,就会产生不同的热对比度,红外热像仪能够检测到这种差异,显示出红外辐射能量的密度分布,并且把红外光转换成肉眼可见的热图像。图2-10红外热像仪的工作原理热像仪的核心部件是红外探测仪。

红外热像仪的基本原理与应用

红外热像仪是一种通过对目标物体进行红外辐射探测,并对物体加以信号处理、光电转换等手段,利用红外热成像技术将目标物的温度分布的图像转换成可视图像的设备。

当观测目标和周围环境的温度以及发射率产生差异时,就会产生不同的热对比度,红外热像仪能够检测到这种差异,显示出红外辐射能量的密度分布,并且把红外光转换成肉眼可见的热图像。在这个过程中,红外探测器首先将物体的红外辐射信号转化为电信号,由此反映红外辐射的强弱,再将电信号转化为光信号显示在屏幕上,得到观察目标物体的红外热图(图2-10)。

图2-10 红外热像仪的工作原理

热像仪的核心部件是红外探测仪。在现代热成像装置中广泛应用了基于窄禁带半导体材料的光子探测器,其中,HgCdTe器件占大多数。它具有高的探测率和较合适的工作温度,受到了较高的重视,而且其工作波段可以通过改变材料中CdTe和HgTe的组分配比加以调整。(www.xing528.com)

红外热像仪是根据目标与背景的红外辐射出射度的差异来侦视目标。红外侦察系统能探测目标的最大距离R为:

式中:J为目标的辐射强度;τ0为大气透过率;NA为光学系统的数值孔径;D0为探测器的探测率;ω为瞬间视场;Δf为系统带宽;Vs为信号电平;Vn为噪声电平。

目标的红外辐射强度与表面温度的四次方、红外反射率成正比。

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