1、红外热成像技术和应用介绍内容概要123第一章 热成像技术基础知识第二章 热成像与可见光成像对比 第三章 热成像产品介绍4第四章 热成像应用介绍第一章 热成像技术基础知识第二节 热辐射的传播第三节 热辐射的采集第四节 热成像原理热辐射的产生热辐射的产生自然界中，一切高于绝对零度(-273)的物质每时每刻源源不断地向外辐射与自身性质、温度相关的电磁波，我们称这一现象为热辐射现象。人体热辐射饶铁热辐射太阳热辐射不同温度下，物体所发出热辐射的波长不一样37C的人体，最大辐射出现在约9.3m处300C的饶铁，最大辐射出现在约5.6m处5500C的太阳，最大辐射出现在约0.5m处，此时热辐射表现为可见光热
2、辐射热辐射热辐射的产生热成像技术基础知识热成像技术基础知识 什么是热红外线什么是热红外线 通常通常我们人眼可感知我们人眼可感知电磁波的电磁波的波长波长（可见光）在（可见光）在400到到700纳米之间，作为监纳米之间，作为监控辅助照明的红外波长在控辅助照明的红外波长在850纳米，而纳米，而波长波长从从2.01000微米的部分称为热红微米的部分称为热红外线。外线。我们周围的物体只有当它们的温度高达我们周围的物体只有当它们的温度高达10001000以上时，才能够发出可以上时，才能够发出可见光。相比之下，我们周围所有温度在绝对零度（见光。相比之下，我们周围所有温度在绝对零度（-273-273）以上的物
3、体，都）以上的物体，都会不停地发出热红外线。所以，热红外线（或称热辐射）是自然界中存在最会不停地发出热红外线。所以，热红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。红外辐射与光波和无线电波一样，是一种电磁波。为广泛的辐射。红外辐射与光波和无线电波一样，是一种电磁波。第三节 热辐射的采集第一节 热辐射的产生第四节 热成像原理第一章 热成像技术基础知识热辐射的传播热辐射的传播电磁波在穿过大气层时，会受到大气层的反射、吸收和散射，因而使透过大气层的电磁波能量受到衰减电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段成为大气窗口大气窗口的光谱段主要有:微波波段（300-1GHz）,热红外波
4、段（8-14um）,中红外波段（3.5-4um）,可见光和近红外波段（0.4-2.5um）空气紫外线红外光可见光热辐射的传播热辐射的红外线是一种电磁波，具有电磁波的一切物理特性红外线根据不同的应用领域可划分为四个更小的波段：近红外线波段：0.75m3m中红外线波段：3m6m远红外线波段：6m15m极远红外线波段：15m1000m目前商业领域中常用的热成像仪有8m14m8m14m的长波热像仪和3m5的短波热像仪以及一些针对特殊应用的热像仪。太阳辐射通过大气层时，未被反射、吸收和散射的那些透射率高的光辐射波段范围称之为“大气窗口”。在红外波长段也存在大气窗口，在814m范围的红外波段有稳定的大气透
5、射率,因此，在此波段使用红外技术测量的效果也尤为明显。大家都知道太阳辐射之所以能传输到地球上，是因为有大气窗口，有了这些大气窗口，部分太阳辐射才能照射到地球上，地球上的生命才会存在。所谓的大气窗口是指太阳辐射在通过大气层时，未被反射、吸收和散射的那些透射率高的电磁辐射的波段范围。同样，红外波段也存在的大气窗口，在1m3m、3m5m以及8m14m范围的红外波段有稳定的大气透射率,因此在这些波段使用红外技术测量的效果也尤为明显。为什么能透雾为什么能透雾 第二节 热辐射的传播第一节 热辐射的产生第四节 热成像原理第一章 热成像技术基础知识热辐射的采集热辐射的采集热辐射的采集普通镜头锗镜头1.特殊材质
6、的镜头红外镜头高纯锗单晶具有高的折射系数，对红外光透明，不透过可见光和紫外线2.热红外探测器热红外探测器是热成像摄像机的心脏，主要功能是将红外辐射转变为电信号，探测器分为制冷型、非制冷型两种制冷型：以光伏探测器为基础，基于光子探测，集成低温制冷器，用于给探测器降温，这样是为了使热噪声的信号低于成像信号非制冷型：以微测辐射热计为基础，基于热探测，主要有多晶硅和氧化钒两种探测器制冷型探测器成像质量优秀，造价昂贵，体积较大非制冷型探测器成像质量较好，造价相对较低，体积小热辐射的采集热辐射的采集普通摄像机采集可见光波段(0.4m-0.76m)、近红外波段（0.76m-1m）的光被动式红外热成像的摄像机
7、采集热红外波段（8m-14m）的光第二节 热辐射的传播第三节 热辐射的采集第一节 热辐射的产生第一章 热成像技术基础知识热成像摄像机的探测机理是利用目标和背景或目标各部分之间的辐射差异形成的红外辐射特征图像来发现和识别目标红外探测器输出的图像通常称为“热图像”，由于不同物体甚至同一物体不同部位辐射能力和它们对红外线的反射强弱不同。利用物体与背景环境的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异，热图像能够呈现景物各部分的辐射起伏，从而能显示出景物的特征。同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，
8、变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。热成像原理热成像原理什么是热成像技术什么是热成像技术 被测目标通过传感器采集到的数据，通过处理电路产生一种景物的热图像。被测目标通过传感器采集到的数据，通过处理电路产生一种景物的热图像。红外成像是唯一一种可以将热信息瞬间可视化，并加以验证的诊断技术红外成像是唯一一种可以将热信息瞬间可视化，并加以验证的诊断技术,将不将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。热成像的关键技术热成像的关键技术:n 焦平面探测器n 图像处理算法 n 电子处理电路n 热成像镜头n 测温算法和校正n 生产调校工艺和检测内容概
9、要213第二章 热成像与可见光成像对比第一章 热成像技术基础知识第三章 热成像产品介绍4第四章 热成像应用介绍第二章 热成像与可见光成像对比 第二节 性能对比成像方式对比第三节 效果对比红外摄像机（主动式）：借助红外发射灯主动发射红外光，通过采集场景中原有的光线及反射回来的红外光，从而生成图像热成像摄像机（被动式）：探测并采集被测场景中发出的红外热辐射，从而生成图像普通摄像机（被动式）：通过采集场景中的可见光，从而生成图像传统摄像机和热成像摄像机的对比1.成像方式对比第二章 热成像与可见光成像对比 第一节 成像方式对比第三节 效果对比性能特点性能特点普通摄像机普通摄像机主动红外摄像机热成像摄像
10、机热成像摄像机工作方式工作方式被动式依赖日光或照明设施主动式依赖红外灯光被动式不受光线影响监控距离监控距离监控范围小监控作用距离近监控范围小监控作用距离近监控范围大监控作用距离远监控能力着重于对物体的分辨着重于对物体的分辨着重于对物体的探测隐蔽性能隐蔽性能隐蔽性能一般，较容易暴露隐蔽性能差，很容易暴露隐蔽性好、不易暴露温度显示温度显示不能分辨目标物体的温度，受强光影响较大不能分辨目标物体的温度，受强光影响较大能直观显示物体表面的温度差，不受强光影响第二章 热成像与可见光成像对比 第二节 性能对比第一节 成像方式对比普通摄像机主动红外摄像机热成像摄像机野外效果：普通摄像机主动红外摄像机热成像摄像
11、机室内效果：普通摄像机主动红外摄像机热成像摄像机室外效果：内容概要312第三章 热成像产品介绍第一章 热成像技术基础知识第二章 热成像与可见光成像对比4第四章 热成像应用介绍第三章 热成像产品介绍第二节 产品特点第三节 产品优劣标准标准的H.264编码锗金属镜头非制冷焦平面探测器热成像网络摄像机主要结构构成热成像网络摄像机主要参数表第三章 热成像产品介绍第一节 产品构成及参数第三节 产品优劣标准红外热成像网络摄像机的几大特点1.探测能力强适用于完全黑暗的环境之下，可在零光照的情况下清楚分辨不同物体，识别伪装及隐蔽的目标伪装及隐蔽的目标适用于强光、逆光、眩光等的监控场景之下，不受光线强弱的干扰，
12、可以在任意光强的场景下实现有效的探测及识别适用于烟、雾、雨、雪、沙尘、眩光等视野受阻的恶劣环境之下适用于色彩迷惑度较高、场景伪装度较强等分辨难度较大的环境之下2.探测距离远相对于普通摄像机而言，热成像摄像机拥有更远的探测距离焦距8mm25mm40mm75mm100mm150mmF#0.851111.11视场角62X4921.7X16.413.7X10.37.3X5.55.5X4.123.67X2.75探测距离（人）400m1200m1900m3600m4800m7200m探测距离（车）780m2300m3600m6900m9000m13500m识别距离（人）150m400m640m1200m1
13、600m2400m识别距离（车）260m750m1200m2300m3000m4500m探测距离与天气有较大关系3.温度辨识功能热成像网络摄像机通过探测不同温度物体发出的不同波长的红外热辐射，从而辨识物体表面的温度装着温开水的杯子正在使用的电插头4.标准编码，网络传输热成像网络摄像机拥有传统网络摄像机不具备的功能的同时，也继承了传统网络摄像机的优良特性：5.多功能应用n采用标准的H.264编码技术，压缩比高，且处理非常灵活n全实时网络监控，可扩展接入标准平台软件 n有线/无线网络传输功能，传输距离远，传输限制少n 支持SD 卡本地存储 n 支持PoE 网络功能 n 本地模拟输出，方便安装调节，
14、可直接使用 n 支持双向语音功能 n 支持双码流，支持手机监控n 一键复位，心跳，密码保护，水印技术等一应俱全优点1被动红外，非接触，隐蔽性好2全天候监控，可以穿过烟雾3作用距离远4能够显示物体温度场5不受强光影响 缺点1分辨细节能力差2不能透过透明的障碍物，例如玻璃3成本高6）智能功能热成像网络摄像机拥有以下智能功能：穿越警戒线区域入侵离开区域徘徊停车物品遗留物品拿取快速移动人员聚集配合智能报警功能，能更大程度发挥热成像监控优势第三章 热成像产品介绍第一节 产品构成及参数第二节 产品特点红外热成像网络摄像机优劣标准1.像元大小像元，又称探测元，它是传感器对景物进行扫描采样的最小单元,每个像元
15、就是一个温度采集单元。单个探测元的大小，一般的规格有25m，35m等。探测元越小，则成像的质量越好。我们的红外热成像网络摄像机探测元大小的规格为25m，成像质量优于普通的红外热成像摄像机探测器单元排列 探测单元排列一般分为线形阵列、二维TDI阵列、焦平面阵列等2.成像分辨率分辨率是衡量热成像探测器优劣的一个重要参数，分辨率的大小体现了探测器焦平面上探测元的排列分布情况及总体个数目前市场主流分辨率为160120，384288等，此外还有320240，640480等。我们的分辨率420315属较高分辨率。3.噪声等效温差（NETD）热成像摄像机对测度图案进行观察，当系统的基准电子滤波器输出的信号电
16、压峰值和噪声电压的均方根之比为1时，黑体目标和黑体背景的温差称为噪声等效温差.或解释为温度分辨率：温度分辨率：红外热像仪的温度分辨率是指红外热像仪使观察者能从背景中精确的分辨出目标辐射的最小温度差异的能力。温度分辨率越小则意味着红外热像仪对温度的变化感知越明显。通常使用NETD（噪声等效温差）来表述该性能指标。例如：NETD=60mK，表示测量物体表面温度变化了60mK（相当于0.06温差）热像仪就能感知出变化.NETD越小，表示成像画面质量越好制冷型探测器非制冷型探测器4.非均匀校正功能由于红外探测器制造工艺的局限，红外探测器每个探测元对红外辐射的响应率不同，成像面上会出现不随目标变化的或明
17、或暗的纹路（鬼影），影响热像仪的成像质量非均匀校正功能可以有效防止上述现象，真实还原图像校正前校正后5.热响应时间热响应时间在温度出现阶跃变化时，热电偶或热电阻的输出变化至相当于该阶跃变化的某个规定百分数所需的时间探测器响应时间，相对同类型产品而言响应时间低，处理效果好6.使用寿命、使用稳定性我们的摄像机采用最新的热红外感应材料，使用寿命长、作用精度高、所生成的图像稳定红外热成像技术的缺点 n 图像对比度低，分辨细节能力较差 由于红外热成像仪靠温差成像，而一般目标温差都不大，因此红外热图像对比度低，使分辨细节能力变差。n 不能透过透明的障碍物看清目标，如窗户玻璃。由于红外热成像仪靠温差成像，而
18、像窗户玻璃这种透明的障碍物，使红外热成像仪探测不到其后物体的温差，因而不能透过透明的障碍物看清目标。n 成本高、价格贵 目前红外热成像仪的成本仍是限制它广泛使用的最大因素，但一些新型的非致冷红外焦平面阵列探测器的出現，提供了一种以低成本获得高分辨力、高可靠性器件的有效手段。随着科技的发展，关键技术的突破，并提高加工效率，今后的成本会大为降低的。内容概要412第四章 热成像应用介绍第一章第二章3第三章 热成像产品介绍12第一章 热成像技术基础知识第二章 热成像与可见光成像对比第四章 热成像应用介绍 热成像摄像机的实际应用1.仓库、厂房、监所、园区周界等场景特点：夜间无光照或全天无光照、场景复杂分
19、辨度低监控场景n 尤其是针对一些特殊的应用场所，如在恶劣天气下24h全天候监控、边防与周界入侵自动报警、火灾隐患的自动识别、被遗弃的行李和包裹等遗留物体检测、盗窃赃物查找、被埋尸体查找、公共场所的反恐监控等等，若利用红外热成像技术作智能视频监控探测与识别，更显得方便而容易。2.输油管道、电力枢纽、森林草原、边防缉私、名胜古迹等场景特点：监控范围大、监控距离远、探测能力要求高3.航道、海防、林防、港口监控、机场监控等场景特点：可视化程度低，安全性要求高、监控难度大4.戈壁、沙漠、油田、矿井、化工厂等场景特点：空气浓度差异大、气候环境恶劣（雨雾雪尘）5.森林、草原、景区、名胜古迹、环境保护区的消防
20、预警火灾往往是由不明显的隐火引发的，用现有的传统监控设备，很难发现这种隐性火灾苗头热成像网络摄像机可以快速有效地发现这些隐火，并且可以准确判定火灾的地点和范围，及时控制灾情，杜绝隐患，防止大面积火灾的发生场景特点：监控范围大、物体密度高、火警隐患程度高、隐患探测难度大6.医疗卫生、搜救探测等特殊领域的应用热成像网络摄像机对温度的精准识别能力，使其能够在复杂的场景中快速有效地探测出不同人的体温特性，在医疗卫生、生命探测、搜索救援中有着良好的应用7.公安、武警夜间侦查；防范越境、贩毒、反恐等。夜幕给了不法分子最好的隐蔽和藏身方式，据统计有80%的刑事案件发生在夜间。打击夜间犯罪，首先要有效地发现隐
21、蔽的嫌疑人，否则犯罪分子很有可能在警察的鼻子底下溜走；如果一线警察装备了先进的红外夜视设备，就可以大大增强对犯罪分子的威慑力，提高夜间犯罪打击的效率、降低警员的伤亡率。8.平安城市，高空瞭望。热成像网络摄像机用于高空瞭望，能够全天候用于治理交通、防范火灾、防范恶性突发事件等。9 电力在线测温9 电力在线测温集成像、测温及报警分析等功能于一体，变电站测温监控系统软件配套使用，组成一个性能可靠的红外测温监控系统自动巡检报警设定点、线、面动态测温图像9 电力在线测温设备测温参数设置服务端电力设备可见光实时视频电力设备抓图录像并回测温图像任意点实时测温电力设备红外实时视频电力设备超温报警电力设备自动巡检抓图电力设备巡检历史数据分析8 其他应用场景
