飒特红外原理介绍.pptxVIP

第一部分红外技术原理什么是红外线? 红外线是1800年英国物理学家赫胥尔发现的，任何温度高于绝对零度（-273oC）的物体都会发出红外线,又称红外辐射. 红外线是从物质内部发射出来的；反映物体表面的温度场. 红外光谱在电磁波中的位置大气传输大多数红外成像系统采用的响应光谱范围为大气吸收较小的波长。大气传输率的光谱范围称为“大气窗口”。黑体和发射率黑体是指吸收所有入射光线而不反射或透射的物体即黑体所吸收的红外线能量与发射红外线能量相等。辐射率又称发射率：是实际物体与同温度的黑体，在相同条件下辐出度的比值。影响辐射率的因素：材料、粗糙度、温度等。二、红外热像仪器成像理论1、红外热像仪成像原理它的探测目标物体自身发射的“热辐射”，将红外能量转换成电信号，通过电子处理，最终转化为人眼可见的红外图象。二、红外热像仪器成像理论采用由红外电磁能产生的热效应引起的材料性能改变原理。1.红外辐射以电磁波的形式进入传感器，传感器吸收红外辐射，传感器温度升高。2.传感器电阻改变。3.电阻改变以电信号的形式被探测。4.不需要冷却，因为采用直接加热的效应。红外辐射E温度升高加热传感器电阻降低?V = ?R?I?V: 电压变化?R: 由于红外吸收引起的电阻变化I:通过辐射测热仪的恒定电流2、非制冷焦平面探测器采用微型辐射热量探测器工作原理：类似热敏电阻，即探测器吸收入射的红外辐射，致使自身的温度升高，从而导致探测器阻值发生变化，在外加电流的作用下可以产生电压信号输出。3、红外镜头能够将红外辐射能量聚焦到探测器上的特殊镜头。材料是锗单晶，表面镀金钢石。Ge是红外长波仪器镜头最好的材料，但价格昂贵。4、红外热像仪的基本参数帧频：反映探测器变化快慢的量。如HY6800帧频是50Hz,即1/50秒。空间分辨率空间分辨率 ：红外热像仪分辨物体的能力，单位mrad。可理解为测量距离和目标大小的关系。空间分辨率为1.3mrad的热像仪,：如果被测目标与热像仪之间距离为100m，那么0.13M大小的物体在热像仪的镜头聚焦,并投影到探测器上,正好充满1个探测器单元像数. 0.26M大小的物体在热像仪的镜头聚焦,并投影到探测器上,正好充满四个探测器单元像数,并能确保必然充满其中一个像数.瞬时视场和分辨率的关系单元数量空间分辨率有以下公式计算FOV 角FOV ??θ空间分辨率FOV （ｒａｄ）=X180单元数量?24°320（像素数）180空间分辨率24°标准镜头的视场角为24° ×18°，空间分辨率为1.3mrad。 计算方式如下：空间分辨率(FOV ) = × =0.0013 rad =1.3 mrad?12°320（像素数）180空间分辨率12°标准镜头的视场角为12° ×9°，空间分辨率为0.65mrad。 计算方式如下：空间分辨率(FOV ) = × =0.00065 rad =0.65 mrad?7°320（像素数）180空间分辨率7°标准镜头的视场角为7° ×5°，空间分辨率为0.38mrad。 计算方式如下：空间分辨率(FOV ) = × =0.00038 rad =0.38mrad空间分辨率物体成像必须充满一个像素点才能测温精确图像中的“十”字测温交叉点的中心点。探测器阵列的概念： 探测器像数单元：黑色的部分是天空背景，为零下-30红外的部分是发热接头。二者一平均，测量温度数据偏低很多。空间分辨率未充满像数： A、被测目标的小于四个像素点时可能出现的情况:＋ →不能充满一个像素点.B、被测目标的大于或等于四个像素点时可能出现的情况:＋→或保证能充满一个像素点.空间分辨率为了保障红外图片细节的清晰和测温准确性，对不同类型电气设备拍摄需要采用不同的镜头。变电站内设备拍摄时一般采用24°标准镜头（高压套管、避雷器，独立CT等）。近距离线路设备拍摄采用12°镜头（如35kV户 外线路电缆头等）远距离线路设备拍摄采用7°三倍镜头（如500kV线路耐张线夹等）。NETDNETD又称温度分辨率是评价热成像系统探测灵敏度的一个客观参数.三、影响红外测温的因素1.观测角度的影响朗伯余弦定律所谓朗伯余弦定律,就是黑体在任意方向上的辐射强度与观测方向相对于辐射表面法线夹角的余弦成正比。此定律表明，黑体在辐射表面法线方向的辐射最强。因此，实际做红外检测时，应尽可能选择在被测目标表面法线方向进行。2、不同材料的影响不同性质的材料因对辐射的吸收或反射性能各异，因此它们的发射性能也应不同。一般当温度低于