一体化热成像定位系统的光学参数及意义

 

   微测辐射热仪是一体化热成像定位系统的摄像机组件，通常有制冷与非制冷两种类型。以非制冷型为佳，因为非制冷型微测辐射热仪无需液氮和斯特林制冷，可长期无维护连续工作，寿命长且工作时无声音，启动时间短。无论室内、户外使用，仪器不受阳光、气候和其它高温物体的影响。

 

   可简单定义为仪器或使观察者能从背景中精确分辨出目标辐射的最小温度。热灵敏度值越小，代表热灵敏度越高。

 

   它是光学系统视场角的简称，表示能够在光学系统像平面视场光阑内成像的空间范围。当物体位于以光轴为轴线，顶角为视场角的圆锥内的任一点（在一定距离内）时能被光学系统发现，即成像于光学系统像平面的视场光阑内，也即物体能在热成像摄像机中成像的物空间的最大张角叫做视场，一般是ao×βo的矩阵视场。类似CCD摄像机有效像素的概念。视场越大，图像清晰度越高。

 

   像素尺寸指ao×βo矩阵视场内每个像素的大小。一般，像素尺寸越小，热灵敏度越高。

 

   这是指热成像摄像机对红外光谱的响应范围，通常有中红外光谱及远红外光谱两种响应范围。以远红外光谱（8.0-14.0μm）为佳，因为中红外光谱（3.0-8.0μm）的波长较短，较容易穿透有些物质，使其最终无法正常成像.

 

   现场温度范围是指热成像摄像机能感应成像的最高温度，物体一旦超过该温度，摄像机将无法给出边缘图像。这类似普通CCD摄像机的受光过饱和现象。温度范围越高，热成像摄像机的图像动态范围越广。

 

   另外，为方便读者识别以上参数指标，现以FLIR一体化热成像定位系统的规格参数为范例：

·非制冷氧化矾微测辐射热仪（uncooled，Vanadium Oxide Microbolometer）；

·热灵敏度（sensitivity）：<40mk@F1.0；

·视场(array format)：320×240；

·像素尺寸（pixel size）：38μm；

·光谱响应（spectrum response）：7.5-13.5μm，远红外感应（LWIR）；

·现场温度范围（scene temp range）：至150℃，最高可达560℃（可选）；

·图像显示模式（display format）：White Hot、Black Hot、Sepia、Rainbow。

 

 

 

   一体化热成像定位系统只需凭借微弱的物体温层变化，即可看清大桥、水坝、管道、发电站或月台，任意建筑物均一览无余。任何环境活动，动物、人类，均在视线之内。值得一提的是，无论现场是否处于黑暗、浓雾及烟尘，或存在枝叶以及其它遮挡物，一体化热成像摄像机仍就可率先发现可疑侵入目标，优先于肉眼乃至高清晰高变倍的标准摄像机。

 

   对制造加工的产品及设备进行合格性及安全性测试。不少产品及设备出现品质问题之时，往往会出现温度的异常变化，如漏电、短路、断裂等。一体化热成像定位系统则可在问题发生的当即在图像上显示并反映，加强了工艺流程的安全管理，也节省了人力监控的付出。

 

   可对熔炉温度、容器内液体位置、电气机械、运输管道以及石油化工产品的加工过程进行安全监控。石油化工行业属于高危险性监控场，环境内经常存在易燃、易爆性物质，现场需尽量避免人员出入，而大多数泄露及爆炸事故都会预先表征为温度异常。一体化热成像定位系统，是石油化工领域的安全伙伴。

 

   森林防火预警保护我国林业财产的重大项目举措。目前的森林防火监控多采用高变倍云台摄像机，然而由于摄像机的变焦倍数有限、森林枝叶繁茂遮挡，火情的发现及报警率相对较低。采用一体化热成像定位系统则可克服枝叶遮挡及远距离监控的问题，并从根本上加强对火情的提早发现（温度变化）。同时，一体化热成像定位系统的监控范围广、敏捷灵活、定位精准及智能化发达等特色，更为森林监控的快速预警机制带来福利。

 

   变电站、电厂、钢铁厂等应用领域，也是一体化热成像定位系统大展身手之处。检测电流通过电阻接点积聚热量是否正常，检测充满铁水的鱼雷罐内部耐火材料是否损坏，无疑是电力冶金行业的监控重中之重。

 

其它行业，诸如道路铺设、建筑工程、科研检测及动物医疗都是一体化热成像定位系统职能发挥其所长的场合。

 

   一体化热成像定位系统的引入，使视频监控行业进入了成像技术应用新纪元。热成像技术彻底地打破了CCD摄像机“光照限制”的瓶颈，为全球市场揭开了全新的发展空间。相信在未来，一体化热成像定位系统将在大量应用领域中替代CCD摄像机，成为集多种监控功能（安全监控、设备监控、工艺流程监控等）于一身的全新视频安全伙伴。