红外热像仪原理介绍.pptx

红外热像仪原理介绍汇报人：XX2024-01-16

CATALOGUE目录红外热像仪概述红外探测器技术光学系统设计信号处理与显示技术系统集成与性能评估未来发展趋势与挑战

01红外热像仪概述

定义红外热像仪是一种利用红外辐射原理，将物体表面温度分布转换成可见图像的光电检测仪器。发展历程自20世纪60年代第一台红外热像仪问世以来，随着技术不断进步和应用领域拓展，红外热像仪已经从最初的军事应用逐渐渗透到工业、医疗、科研等各个领域。定义与发展历程

红外热像仪在电力、石油化工、钢铁冶金、建筑等领域有着广泛应用，如设备故障诊断、预防性维护、节能检测等。应用领域随着工业4.0和智能制造的推进，以及人们对安全、环保、节能等方面的要求不断提高，红外热像仪市场需求持续增长。市场需求应用领域及市场需求

红外热像仪基本原理红外辐射原理自然界中一切温度高于绝对零度的物体都会不断向外辐射红外线，红外热像仪通过接收物体辐射的红外线来感知其温度分布。光电转换原理红外热像仪采用特殊的光电转换器件，将接收到的红外辐射转换成电信号，再经过放大、处理等电路转换成可见的图像信号。图像显示原理红外热像仪通过显示屏将处理后的图像信号显示出来，用户可以通过观察显示屏上的图像来了解物体表面的温度分布情况。

02红外探测器技术

利用热电效应，将红外辐射转化为温差电动势。具有响应速度快、灵敏度高等特点。热电偶型探测器利用热释电效应，将红外辐射引起的温度变化转化为电信号。具有无需制冷、体积小、重量轻等优点。热释电型探测器利用光电效应，将红外光子转化为电子。具有高灵敏度、低噪声等特点，但需要制冷以降低暗电流噪声。光子型探测器探测器类型及特点

性能差异制冷型探测器具有高灵敏度、低噪声等优点，但价格昂贵且需要维护；非制冷型探测器价格较低、维护简便，但性能相对较差。制冷方式制冷型探测器采用制冷机降低探测器温度，提高信噪比；非制冷型探测器则无需制冷，通过其他方式降低噪声。应用领域制冷型探测器适用于高性能红外热像仪，如军事侦察、科研等领域；非制冷型探测器则广泛应用于民用领域，如安防监控、工业检测等。制冷型与非制冷型探测器比较

描述探测器对红外辐射的响应能力，通常以伏特每瓦（V/W）或安培每瓦（A/W）表示。响应度越高，探测器性能越好。响应度表示探测器能够分辨的最小温差，是评价红外热像仪性能的重要指标。NETD越小，红外热像仪性能越好。噪声等效温差（NETD）描述探测器输出信号与输入红外辐射之间的线性关系。线性度越好，探测器输出信号越准确。线性度表示探测器在长时间工作过程中性能的变化情况。稳定性越好，探测器使用寿命越长。稳定性探测器性能指标评价方法

03光学系统设计

光阑光阑用于限制进入光学系统的光线范围，减少杂散光和背景光的干扰，提高成像质量。反射镜反射镜用于改变光线的传播方向，使得光学系统可以更加灵活地适应不同的应用场景。透镜组透镜组是红外热像仪光学系统的核心部分，由多个透镜组成，用于会聚和调整红外光线，使其在探测器上形成清晰的图像。光学系统组成及作用

03热稳定性由于红外热像仪需要在不同温度环境下工作，因此所选材料需要具有良好的热稳定性，以确保光学系统的性能稳定。01透过率红外光学材料需要具有高透过率，以确保红外光线能够充分透过并到达探测器。02折射率材料的折射率决定了透镜的形状和焦距，因此需要根据设计要求选择合适的折射率。红外光学材料选择依据

透射式光学系统01透射式光学系统主要由透镜组组成，具有结构紧凑、成像质量高等优点。但由于透镜组需要精确装配和调整，因此制造成本较高。反射式光学系统02反射式光学系统主要由反射镜组成，具有无色差、无热透镜效应等优点。但由于反射镜需要精确加工和调整，因此制造成本也较高。折反式光学系统03折反式光学系统结合了透射式和反射式的优点，具有结构紧凑、无色差、无热透镜效应等优点。但由于需要同时加工和调整透镜和反射镜，因此制造成本更高。典型光学系统案例分析

04信号处理与显示技术

红外信号接收信号转换与放大模拟信号处理A/D转换信号处理流程简外热像仪通过光学系统接收目标物体发射的红外辐射信号。红外辐射信号经过光电转换器件转换为电信号，并进行放大处理。对放大后的电信号进行滤波、去噪等模拟信号处理。将模拟信号转换为数字信号，以便进行后续的数字信号处理。

非均匀性校正图像增强噪声抑制目标检测与跟踪数字图像处理算法应用消除红外探测器各像元响应不一致引起的图像非均匀性。采用空域或频域滤波算法抑制图像中的随机噪声。通过直方图均衡化、对比度拉伸等算法提高图像对比度，突出目标细节。利用图像处理算法实现目标自动检测、识别和跟踪。

小型化与便携性随着微电子技术和光学技术的不断进步，红外热像仪将朝着小型化、便携化方向发展，更加方便携带和使用。高分辨率显示器随