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红外灯的原理选择与应用 


一、概述 
  在电视监控系统工程中,过去很少应用红外灯,近年来,不但金库、油库、军械库、图书文献库、文物部门、监狱等重要部门采用,而且也在一般监控系统中都被采用。甚至居民小区电视监控工程也应用了红外灯。这说明人们对电视监控系统工程的要求愈来愈规范、愈来愈高。不但要求白天和夜间可见光照明监控,而且要求夜间隐蔽性监控。 

   随着电视监控系统工程技术的发展,购买红外灯用户的迅猛增加,也出现不少问题,例如:某用户购买了十几个红外灯,说一个都不亮,经过询问了解才知道,他采用的是普通彩色摄像机,而普通彩色摄像机是不感受红外光的;有的用户说你们的红外灯达不到标称的照射距离,经过了解,他们缺乏红外灯对摄像机、镜头、防护罩和供电系统配套性要求的认识,在电视监控工程设计中没有作为一个红外低照度低照度假夜视系统工程来总体考虑;有的用户对红外灯自以为了解,自行增加DC12V红外灯供电电压,以此增加红外灯的辐照功率,或采用不稳压直流电源给DC12V红外灯供电造成红外灯烧毁;有的用户反映它们按红外灯要求的照度选配了摄像机,在红外灯标称的照射距离内却不能获得清晰图象,而不知有的摄像机生产厂家给出的最低照度有水分,或有意无意地使用了含糊的最低照度概念,以所谓的靶面照度代替景物照度;此外,有的用户对摄像机照度之外影响获得清晰图像的因素,如摄像机和镜头的标称尺寸、镜头光圈F、焦距f、对摄像机功能要求等不十分了解。我们认为现在向电视监控器材经销商、工程商和用户介绍一些红外灯的原理、选择和应用方法是有益的。  

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浅析红外热成像技术

人类的发展可分为三个阶段,第一个阶段是人类通过制造工具,扩展体力活动的能力;第二个阶段通过提高判断能力,寻求更清晰和更广泛的理解与判断事物的标准;而人类近年来致力的增强获得输入信息的能力,扩大感觉范围或增添新的感官,使我们的大脑能接受更多的信息,正是人类发展的第三阶段。在这个阶段中,红外技术的发展已经把人类的感官由五种增加到六种。

 在海湾战争中,高科技武器展示了先进技术的广阔平台,成为世界科技发展的风向计,也成为世界各国竞相研究和开发的方向和重点。这些高科技技术也因此成为新的产业和投资热点,创造了亿万的财富和无法预计的社会效益。在这些新科技中,以卫星定位(GPS)和红外热成像(TIS)两项技术。 

   卫星定位系统(又称GPS)已经非常广泛地应用于各行各业,成为从军事到民用都有宽广发展前途的行业,其应用的发展速度,远远超过人们的预想,例如:在在广泛使用的汽车防盗定位系统等。红外热成像技术,也是一个有非常广阔前途的高科技技术,其大量的应用将会引起许多行业变革性的改变。 

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非制冷型焦平面红外热成像仪

红外线是一种电磁波,其波长范围在0.78um~1000um之间。由于红外波段在电磁波连续波谱中位于可见光和无线电波中间,因此,红外线又被称为不可见光。正是由于红外线具有这些与可见光不同的特性,因此,通过观测物体的红外辐射图像,可以实现夜间、浓烟、云层、浓雾等能见度极低条件下的视觉增强;还可以通过观测物体红外辐射图像的变化了解物体的温度分布变化,进而发现物体特性上的一些异常变化等等。但由于红外线是不可见光,因此需要通过红外成像才能看到物体的红外辐射图像。

    红外热成像仪是一种用来探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、电信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备。 
    红外探测器是红外热成像仪中的核心器件。

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热成像技术的发展

20世纪40年代德国率先开始研究热成像技术,但第一个热成像系统却是美国德克萨斯仪器公司于20世纪50年代研制成功的。它利用振动反射镜连续扫描一个场景,然后将扫描的图像传送到固定的探测器上。早期的热成像系统存在电噪声问题,因此图像不清晰。

1964年取得了技术突破,美军研制成功了制冷式前视红外系统,将红外探测器冷却至-196℃,使电噪声降至最小,从而提高了灵敏度,图像也清晰了许多。1972年,德克萨斯仪器公司的工程师们研制出了通用型模块化(制冷式)前视红外系统。

1978年非制冷式热成像技术研制成功,并向美国陆军作了演示。省去了制冷的必需品,确实是一个较大的突破,使可靠性和使用寿命都得到了提高。同时,也大大地降低了成本和复杂性。

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