紅外熱成像介紹課件

1、紅外熱成像技術(shù)和應(yīng)用介紹內(nèi)容概要123第一章 熱成像技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)第二章 熱成像與可見(jiàn)光成像對(duì)比 第三章 熱成像產(chǎn)品介紹4第四章 熱成像應(yīng)用介紹第一章 熱成像技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié) 熱輻射的傳播第三節(jié) 熱輻射的采集第一節(jié) 熱輻射的產(chǎn)生第四節(jié) 熱成像原理熱輻射的產(chǎn)生自然界中，一切高于絕對(duì)零度(-273)的物質(zhì)每時(shí)每刻源源不斷地向外輻射與自身性質(zhì)、溫度相關(guān)的電磁波，我們稱這一現(xiàn)象為熱輻射現(xiàn)象。人體熱輻射饒鐵熱輻射太陽(yáng)熱輻射不同溫度下，物體所發(fā)出熱輻射的波長(zhǎng)不一樣37C的人體，最大輻射出現(xiàn)在約9.3m處300C的饒鐵，最大輻射出現(xiàn)在約5.6m處5500C的太陽(yáng)，最大輻射出現(xiàn)在約0.5m處，此時(shí)熱輻射表現(xiàn)為

2、可見(jiàn)光熱輻射第一節(jié) 熱輻射的產(chǎn)生熱成像技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 什么是熱紅外線 通常我們?nèi)搜劭筛兄姶挪ǖ牟ㄩL(zhǎng)（可見(jiàn)光）在400到700納米之間，作為監(jiān)控輔助照明的紅外波長(zhǎng)在850納米，而波長(zhǎng)從2.01000微米的部分稱為熱紅外線。 我們周圍的物體只有當(dāng)它們的溫度高達(dá)1000以上時(shí)，才能夠發(fā)出可見(jiàn)光。相比之下，我們周圍所有溫度在絕對(duì)零度（-273）以上的物體，都會(huì)不停地發(fā)出熱紅外線。所以，熱紅外線（或稱熱輻射）是自然界中存在最為廣泛的輻射。紅外輻射與光波和無(wú)線電波一樣，是一種電磁波。第二節(jié) 熱輻射的傳播第三節(jié) 熱輻射的采集第一節(jié) 熱輻射的產(chǎn)生第四節(jié) 熱成像原理第一章 熱成像技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)熱輻射的傳播電磁波在

3、穿過(guò)大氣層時(shí)，會(huì)受到大氣層的反射、吸收和散射，因而使透過(guò)大氣層的電磁波能量受到衰減電磁波通過(guò)大氣層較少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段成為大氣窗口大氣窗口的光譜段主要有:微波波段（300-1GHz）,熱紅外波段（8-14um）,中紅外波段（3.5-4um）,可見(jiàn)光和近紅外波段（0.4-2.5um）空氣紫外線紅外光可見(jiàn)光第二節(jié) 熱輻射的傳播熱輻射的紅外線是一種電磁波，具有電磁波的一切物理特性紅外線根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域可劃分為四個(gè)更小的波段：近紅外線波段： 0.75m3m中紅外線波段： 3m6m遠(yuǎn)紅外線波段： 6m15m極遠(yuǎn)紅外線波段： 15m1000m目前商業(yè)領(lǐng)域中常用的熱成像儀有8m14m

4、的長(zhǎng)波熱像儀和3m5的短波熱像儀以及一些針對(duì)特殊應(yīng)用的熱像儀。太陽(yáng)輻射通過(guò)大氣層時(shí)，未被反射、吸收和散射的那些透射率高的光輻射波段范圍稱之為“大氣窗口”。在紅外波長(zhǎng)段也存在大氣窗口，在814m范圍的紅外波段有穩(wěn)定的大氣透射率,因此，在此波段使用紅外技術(shù)測(cè)量的效果也尤為明顯。大家都知道太陽(yáng)輻射之所以能傳輸?shù)降厍蛏?，是因?yàn)橛写髿獯翱?，有了這些大氣窗口，部分太陽(yáng)輻射才能照射到地球上，地球上的生命才會(huì)存在。所謂的大氣窗口是指太陽(yáng)輻射在通過(guò)大氣層時(shí)，未被反射、吸收和散射的那些透射率高的電磁輻射的波段范圍。同樣，紅外波段也存在的大氣窗口，在1m3m、3m5m以及8m14m范圍的紅外波段有穩(wěn)定的大氣透射率,

5、因此在這些波段使用紅外技術(shù)測(cè)量的效果也尤為明顯。為什么能透霧 第二節(jié) 熱輻射的傳播第三節(jié) 熱輻射的采集第一節(jié) 熱輻射的產(chǎn)生第四節(jié) 熱成像原理第一章 熱成像技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié) 熱輻射的采集熱輻射的采集普通鏡頭鍺鏡頭1.特殊材質(zhì)的鏡頭紅外鏡頭高純鍺單晶具有高的折射系數(shù)，對(duì)紅外光透明，不透過(guò)可見(jiàn)光和紫外線2.熱紅外探測(cè)器熱紅外探測(cè)器是熱成像攝像機(jī)的心臟，主要功能是將紅外輻射轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，探測(cè)器分為制冷型、非制冷型兩種制冷型：以光伏探測(cè)器為基礎(chǔ)，基于光子探測(cè)，集成低溫制冷器，用于給探測(cè)器降溫，這樣是為了使熱噪聲的信號(hào)低于成像信號(hào)非制冷型：以微測(cè)輻射熱計(jì)為基礎(chǔ)，基于熱探測(cè)，主要有多晶硅和氧化釩兩種探測(cè)器

6、制冷型探測(cè)器成像質(zhì)量?jī)?yōu)秀，造價(jià)昂貴，體積較大非制冷型探測(cè)器成像質(zhì)量較好，造價(jià)相對(duì)較低，體積小第三節(jié) 熱輻射的采集第三節(jié) 熱輻射的采集普通攝像機(jī)采集可見(jiàn)光波段(0.4m-0.76m)、近紅外波段（0.76m-1m）的光被動(dòng)式紅外熱成像的攝像機(jī)采集熱紅外波段（8m-14m）的光第二節(jié) 熱輻射的傳播第三節(jié) 熱輻射的采集第一節(jié) 熱輻射的產(chǎn)生第四節(jié) 熱成像原理第一章 熱成像技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)第四節(jié) 熱成像原理熱成像攝像機(jī)的探測(cè)機(jī)理是利用目標(biāo)和背景或目標(biāo)各部分之間的輻射差異形成的紅外輻射特征圖像來(lái)發(fā)現(xiàn)和識(shí)別目標(biāo)紅外探測(cè)器輸出的圖像通常稱為“熱圖像”，由于不同物體甚至同一物體不同部位輻射能力和它們對(duì)紅外線的反射強(qiáng)

7、弱不同。利用物體與背景環(huán)境的輻射差異以及景物本身各部分輻射的差異，熱圖像能夠呈現(xiàn)景物各部分的輻射起伏，從而能顯示出景物的特征。 同一目標(biāo)的熱圖像和可見(jiàn)光圖像是不同，它不是人眼所能看到的可見(jiàn)光圖像，而是目標(biāo)表面溫度分布圖像，或者說(shuō)，紅外熱圖像是人眼不能直接看到目標(biāo)的表面溫度分布，變成人眼可以看到的代表目標(biāo)表面溫度分布的熱圖像。 熱成像原理什么是熱成像技術(shù) 被測(cè)目標(biāo)通過(guò)傳感器采集到的數(shù)據(jù)，通過(guò)處理電路產(chǎn)生一種景物的熱圖像。紅外成像是唯一一種可以將熱信息瞬間可視化，并加以驗(yàn)證的診斷技術(shù),將不可見(jiàn)的輻射圖像轉(zhuǎn)變?yōu)槿搜劭梢?jiàn)的、清晰的圖像。熱成像的關(guān)鍵技術(shù): 焦平面探測(cè)器 圖像處理算法 電子處理電路 熱成

8、像鏡頭 測(cè)溫算法和校正 生產(chǎn)調(diào)校工藝和檢測(cè)內(nèi)容概要213第二章 熱成像與可見(jiàn)光成像對(duì)比第一章 熱成像技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)第三章 熱成像產(chǎn)品介紹4第四章 熱成像應(yīng)用介紹第二章 熱成像與可見(jiàn)光成像對(duì)比 第二節(jié) 性能對(duì)比第一節(jié) 成像方式對(duì)比第三節(jié) 效果對(duì)比第一節(jié) 成像方式對(duì)比紅外攝像機(jī)（主動(dòng)式）：借助紅外發(fā)射燈主動(dòng)發(fā)射紅外光，通過(guò)采集場(chǎng)景中原有的光線及反射回來(lái)的紅外光，從而生成圖像熱成像攝像機(jī)（被動(dòng)式）：探測(cè)并采集被測(cè)場(chǎng)景中發(fā)出的紅外熱輻射，從而生成圖像普通攝像機(jī)（被動(dòng)式）：通過(guò)采集場(chǎng)景中的可見(jiàn)光，從而生成圖像傳統(tǒng)攝像機(jī)和熱成像攝像機(jī)的對(duì)比1.成像方式對(duì)比第二章 熱成像與可見(jiàn)光成像對(duì)比 第二節(jié) 性能對(duì)比第一

9、節(jié) 成像方式對(duì)比第三節(jié) 效果對(duì)比第二節(jié) 性能對(duì)比性能特點(diǎn)普通攝像機(jī)主動(dòng)紅外攝像機(jī)熱成像攝像機(jī)工作方式被動(dòng)式依賴日光或照明設(shè)施主動(dòng)式依賴紅外燈光被動(dòng)式不受光線影響監(jiān)控距離監(jiān)控范圍小監(jiān)控作用距離近監(jiān)控范圍小監(jiān)控作用距離近監(jiān)控范圍大監(jiān)控作用距離遠(yuǎn)監(jiān)控能力著重于對(duì)物體的分辨著重于對(duì)物體的分辨著重于對(duì)物體的探測(cè)隱蔽性能隱蔽性能一般，較容易暴露隱蔽性能差，很容易暴露隱蔽性好、不易暴露溫度顯示不能分辨目標(biāo)物體的溫度，受強(qiáng)光影響較大不能分辨目標(biāo)物體的溫度，受強(qiáng)光影響較大能直觀顯示物體表面的溫度差，不受強(qiáng)光影響第二章 熱成像與可見(jiàn)光成像對(duì)比 第二節(jié) 性能對(duì)比第一節(jié) 成像方式對(duì)比第三節(jié) 效果對(duì)比第三節(jié) 效果對(duì)比普

10、通攝像機(jī)主動(dòng)紅外攝像機(jī)熱成像攝像機(jī)野外效果：第三節(jié) 效果對(duì)比普通攝像機(jī)主動(dòng)紅外攝像機(jī)熱成像攝像機(jī)室內(nèi)效果：第三節(jié) 效果對(duì)比普通攝像機(jī)主動(dòng)紅外攝像機(jī)熱成像攝像機(jī)室外效果：內(nèi)容概要312第三章 熱成像產(chǎn)品介紹第一章 熱成像技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)第二章 熱成像與可見(jiàn)光成像對(duì)比4第四章 熱成像應(yīng)用介紹第三章 熱成像產(chǎn)品介紹第一節(jié) 產(chǎn)品構(gòu)成及參數(shù)第二節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)第三節(jié) 產(chǎn)品優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié) 產(chǎn)品構(gòu)成及參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的H.264編碼鍺金屬鏡頭非制冷焦平面探測(cè)器熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要結(jié)構(gòu)構(gòu)成熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)主要參數(shù)表第二節(jié) 產(chǎn)品構(gòu)成及參數(shù)第三章 熱成像產(chǎn)品介紹第一節(jié) 產(chǎn)品構(gòu)成及參數(shù)第二節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)第三節(jié) 產(chǎn)品優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié) 產(chǎn)

11、品特點(diǎn)紅外熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的幾大特點(diǎn)1.探測(cè)能力強(qiáng)適用于完全黑暗的環(huán)境之下，可在零光照的情況下清楚分辨不同物體，識(shí)別偽裝及隱蔽的目標(biāo)第三節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)適用于強(qiáng)光、逆光、眩光等的監(jiān)控場(chǎng)景之下，不受光線強(qiáng)弱的干擾，可以在任意光強(qiáng)的場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)有效的探測(cè)及識(shí)別第三節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)適用于煙、霧、雨、雪、沙塵、眩光等視野受阻的惡劣環(huán)境之下適用于色彩迷惑度較高、場(chǎng)景偽裝度較強(qiáng)等分辨難度較大的環(huán)境之下第三節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)2.探測(cè)距離遠(yuǎn)相對(duì)于普通攝像機(jī)而言，熱成像攝像機(jī)擁有更遠(yuǎn)的探測(cè)距離焦距8mm25mm40mm75mm100mm150mmF#0.851111.11視場(chǎng)角62X4921.7X16.413.7X10.37.

12、3X5.55.5X4.123.67X2.75探測(cè)距離（人）400m1200m1900m3600m4800m7200m探測(cè)距離（車）780m2300m3600m6900m9000m13500m識(shí)別距離（人）150m400m640m1200m1600m2400m識(shí)別距離（車）260m750m1200m2300m3000m4500m探測(cè)距離與天氣有較大關(guān)系第三節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)3.溫度辨識(shí)功能熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過(guò)探測(cè)不同溫度物體發(fā)出的不同波長(zhǎng)的紅外熱輻射，從而辨識(shí)物體表面的溫度裝著溫開(kāi)水的杯子正在使用的電插頭第三節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)4.標(biāo)準(zhǔn)編碼，網(wǎng)絡(luò)傳輸熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)擁有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)不具備的功能的同時(shí)，也繼承

13、了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的優(yōu)良特性：5.多功能應(yīng)用采用標(biāo)準(zhǔn)的H.264編碼技術(shù)，壓縮比高，且處理非常靈活全實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，可擴(kuò)展接入標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)軟件 有線/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸限制少支持SD 卡本地存儲(chǔ) 支持PoE 網(wǎng)絡(luò)功能 本地模擬輸出，方便安裝調(diào)節(jié)，可直接使用 支持雙向語(yǔ)音功能 支持雙碼流，支持手機(jī)監(jiān)控一鍵復(fù)位，心跳，密碼保護(hù)，水印技術(shù)等一應(yīng)俱全第三節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1被動(dòng)紅外，非接觸，隱蔽性好2全天候監(jiān)控，可以穿過(guò)煙霧3作用距離遠(yuǎn)4能夠顯示物體溫度場(chǎng)5不受強(qiáng)光影響 缺點(diǎn)1分辨細(xì)節(jié)能力差2不能透過(guò)透明的障礙物，例如玻璃3成本高第三節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)6） 智能功能熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)擁有以下智能功能：穿

14、越警戒線區(qū)域入侵離開(kāi)區(qū)域徘徊停車物品遺留物品拿取快速移動(dòng)人員聚集配合智能報(bào)警功能，能更大程度發(fā)揮熱成像監(jiān)控優(yōu)勢(shì)第三章 熱成像產(chǎn)品介紹第一節(jié) 產(chǎn)品構(gòu)成及參數(shù)第二節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)第三節(jié) 產(chǎn)品優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)第四節(jié) 產(chǎn)品優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)紅外熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)1.像元大小像元，又稱探測(cè)元，它是傳感器對(duì)景物進(jìn)行掃描采樣的最小單元,每個(gè)像元就是一個(gè)溫度采集單元。單個(gè)探測(cè)元的大小，一般的規(guī)格有25m，35m等。探測(cè)元越小，則成像的質(zhì)量越好。我們的紅外熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)探測(cè)元大小的規(guī)格為25m，成像質(zhì)量?jī)?yōu)于普通的紅外熱成像攝像機(jī)第四節(jié) 產(chǎn)品優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)器單元排列 探測(cè)單元排列一般分為線形陣列、二維TDI陣列、焦平面陣列等2.

15、成像分辨率分辨率是衡量熱成像探測(cè)器優(yōu)劣的一個(gè)重要參數(shù)，分辨率的大小體現(xiàn)了探測(cè)器焦平面上探測(cè)元的排列分布情況及總體個(gè)數(shù)目前市場(chǎng)主流分辨率為160120，384288等，此外還有320240，640480等。我們的分辨率420315屬較高分辨率。第四節(jié) 產(chǎn)品優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)3.噪聲等效溫差（NETD）熱成像攝像機(jī)對(duì)測(cè)度圖案進(jìn)行觀察，當(dāng)系統(tǒng)的基準(zhǔn)電子濾波器輸出的信號(hào)電壓峰值和噪聲電壓的均方根之比為1時(shí)，黑體目標(biāo)和黑體背景的溫差稱為噪聲等效溫差.或解釋為溫度分辨率：紅外熱像儀的溫度分辨率是指紅外熱像儀使觀察者能從背景中精確的分辨出目標(biāo)輻射的最小溫度差異的能力。溫度分辨率越小則意味著紅外熱像儀對(duì)溫度的變化感知越

16、明顯。通常使用NETD（噪聲等效溫差）來(lái)表述該性能指標(biāo)。例如：NETD=60mK，表示測(cè)量物體表面溫度變化了60mK（相當(dāng)于0.06溫差）熱像儀就能感知出變化. NETD越小，表示成像畫面質(zhì)量越好制冷型探測(cè)器非制冷型探測(cè)器第四節(jié) 產(chǎn)品優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)4.非均勻校正功能由于紅外探測(cè)器制造工藝的局限，紅外探測(cè)器每個(gè)探測(cè)元對(duì)紅外輻射的響應(yīng)率不同，成像面上會(huì)出現(xiàn)不隨目標(biāo)變化的或明或暗的紋路（鬼影），影響熱像儀的成像質(zhì)量非均勻校正功能可以有效防止上述現(xiàn)象，真實(shí)還原圖像校正前校正后第四節(jié) 產(chǎn)品優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)5.熱響應(yīng)時(shí)間在溫度出現(xiàn)階躍變化時(shí)，熱電偶或熱電阻的輸出變化至相當(dāng)于該階躍變化的某個(gè)規(guī)定百分?jǐn)?shù)所需的時(shí)間探測(cè)器響應(yīng)

17、時(shí)間，相對(duì)同類型產(chǎn)品而言響應(yīng)時(shí)間低，處理效果好6.使用壽命、使用穩(wěn)定性我們的攝像機(jī)采用最新的熱紅外感應(yīng)材料，使用壽命長(zhǎng)、作用精度高、所生成的圖像穩(wěn)定紅外熱成像技術(shù)的缺點(diǎn) 圖像對(duì)比度低，分辨細(xì)節(jié)能力較差 由于紅外熱成像儀靠溫差成像，而一般目標(biāo)溫差都不大，因此紅外熱圖像對(duì)比度低，使分辨細(xì)節(jié)能力變差。不能透過(guò)透明的障礙物看清目標(biāo)，如窗戶玻璃。 由于紅外熱成像儀靠溫差成像，而像窗戶玻璃這種透明的障礙物，使紅外熱成像儀探測(cè)不到其后物體的溫差，因而不能透過(guò)透明的障礙物看清目標(biāo)。成本高、價(jià)格貴 目前紅外熱成像儀的成本仍是限制它廣泛使用的最大因素，但一些新型的非致冷紅外焦平面陣列探測(cè)器的出現(xiàn)，提供了一種以低成

18、本獲得高分辨力、高可靠性器件的有效手段。隨著科技的發(fā)展，關(guān)鍵技術(shù)的突破，并提高加工效率，今后的成本會(huì)大為降低的。內(nèi)容概要412第四章 熱成像應(yīng)用介紹第一章第二章3第三章 熱成像產(chǎn)品介紹12第一章 熱成像技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)第二章 熱成像與可見(jiàn)光成像對(duì)比第四章 熱成像應(yīng)用介紹第一節(jié) 熱成像攝像機(jī)的實(shí)際應(yīng)用第一節(jié) 熱成像攝像機(jī)的實(shí)際應(yīng)用1.倉(cāng)庫(kù)、廠房、監(jiān)所、園區(qū)周界等場(chǎng)景特點(diǎn)：夜間無(wú)光照或全天無(wú)光照、場(chǎng)景復(fù)雜分辨度低監(jiān)控場(chǎng)景尤其是針對(duì)一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)所，如在惡劣天氣下24h全天候監(jiān)控、邊防與周界入侵自動(dòng)報(bào)警、火災(zāi)隱患的自動(dòng)識(shí)別、被遺棄的行李和包裹等遺留物體檢測(cè)、盜竊贓物查找、被埋尸體查找、公共場(chǎng)所的反恐監(jiān)

19、控等等，若利用紅外熱成像技術(shù)作智能視頻監(jiān)控探測(cè)與識(shí)別，更顯得方便而容易。 第一節(jié) 熱成像攝像機(jī)的實(shí)際應(yīng)用2.輸油管道、電力樞紐、森林草原、邊防緝私、名勝古跡等場(chǎng)景特點(diǎn)：監(jiān)控范圍大、監(jiān)控距離遠(yuǎn)、探測(cè)能力要求高第一節(jié) 熱成像攝像機(jī)的實(shí)際應(yīng)用3.航道、海防、林防、港口監(jiān)控、機(jī)場(chǎng)監(jiān)控等場(chǎng)景特點(diǎn)：可視化程度低，安全性要求高、監(jiān)控難度大第一節(jié) 熱成像攝像機(jī)的實(shí)際應(yīng)用4.戈壁、沙漠、油田、礦井、化工廠等場(chǎng)景特點(diǎn)：空氣濃度差異大、氣候環(huán)境惡劣（雨霧雪塵）第一節(jié) 熱成像攝像機(jī)的實(shí)際應(yīng)用5.森林、草原、景區(qū)、名勝古跡、環(huán)境保護(hù)區(qū)的消防預(yù)警火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的，用現(xiàn)有的傳統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭熱成像網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準(zhǔn)確判定火災(zāi)的地點(diǎn)和范