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红外热像仪的广泛应用及保养

更新时间:2014-09-30        阅读量:3186

红外热像仪应用

  红外热像仪在军事和民用方面都有广泛的应用。随着热成像技术的成熟以及各种低成本适于民用的热像仪的问世,它在国民经济各部门发挥的作用也越来越大。在工业生产中,许多设备常用于高温、高压和高速运转状态,应用红外热成像仪对这些设备进行检测和监控,既能保证设备的安全运转,又能发现异常情况以便及时排除隐患。同时,利用热像仪还可以进行工业产品质量控制和管理。

  热成像的优势自然界中的一切物体的温度都高于零度,都会有红外辐射.这是由于物体内部分子热运动的结果。其辐射能量正比于自身温度的四次方成正比,辐射出的波长与其温度成反比。红外成像技术就是根据探测到的物体的辐射能的大小。经系统处理转变为目标物体的热图像,以灰度级或伪彩色显示出来,即得到被测目标的温度分布从而判断物体所处的状态。林区背景温度一般在-40~60摄氏度,而森林可燃物产生的火焰的温度为60O~1200摄氏度,两者温度相差较大。在热图像中很容易将可燃物的燃烧情况从地形背景中分离出来。根据热图像的温度分布,我们不仅可以判断火的性质还能探测出火的位置、火场面积、从而估计火势。

  此外,红外热像仪在医疗、治安、消防、考古、交通、农业和地质等许多领域均有重要的应用。如建筑物漏热查寻、森林探火、火源寻找、海上救护、矿石断裂判别、发动机检查、*侦察以及各种材料及制品的无损检查等。北京和普威视光电技术有限公司坐落在*高新产业基地-----首都中关村科技园区内,是集自主研发、生产、销售,拥有核心技术制造光电设备和系统解决方案于一体的高科技企业。

  红外热像仪工作原理

  非制冷红外焦平面探测器由许多MEMS微桥结构的像元在焦平面上二维重复排列构成,每个像元对特定入射角的热辐射进行测量,其基本原理如图4所示,a):红外辐射被像元中的红外吸收层吸收后引起温度变化,进而使非晶硅热敏电阻的阻值变化;b):非晶硅热敏电阻通过MEMS绝热微桥支撑在硅衬底上方,并通过支撑结构与制作在硅衬底上的COMS独处电路相连;c):CMOS电路将热敏电阻阻值变化转变为差分电流并进行积分放大,经采样后得到红外热图像中单个像元的灰度值。

  为了提高探测器的响应率和灵敏度,要求探测器像元微桥具有良好的热绝缘性,同时为保证红外成像的帧频,需使像元的热容尽量小以保证足够小的热时间常数,因此MEMS像元一般设计成如图5所示的结构。利用细长的微悬臂梁支撑以提高绝热性能,热敏材料制作在桥面上,桥面尽量轻、薄以减小热质量。在衬底制作反射层,与桥面之间形成谐振腔,提高红外吸收效率。像元微桥通过悬臂梁的两端与衬底内的CMOS读出电路连接。所以,非制冷红外焦平面探测器是CMOS-MEMS单体集成的大阵列器件。

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