一體化熱成像定位系統的光學參數及意義

 

   微測輻射熱儀是一體化熱成像定位系統的攝像機組件，通常有制冷與非制冷兩種類型。以非制冷型為佳，因為非制冷型微測輻射熱儀無需液氮和斯特林制冷，可長期無維護連續工作，壽命長且工作時無聲音，啟動時間短。無論室內、戶外使用，儀器不受陽光、氣候和其它高溫物體的影響。

 

   可簡單定義為儀器或使觀察者能從背景中精確分辨出目標輻射的最小溫度。熱靈敏度值越小，代表熱靈敏度越高。

 

   它是光學系統視場角的簡稱，表示能夠在光學系統像平面視場光闌內成像的空間范圍。當物體位于以光軸為軸線，頂角為視場角的圓錐內的任一點（在一定距離內）時能被光學系統發現，即成像于光學系統像平面的視場光闌內，也即物體能在熱成像攝像機中成像的物空間的最大張角叫做視場，一般是ao×βo的矩陣視場。類似CCD攝像機有效像素的概念。視場越大，圖像清晰度越高。

 

   像素尺寸指ao×βo矩陣視場內每個像素的大小。一般，像素尺寸越小，熱靈敏度越高。

 

   這是指熱成像攝像機對紅外光譜的響應范圍，通常有中紅外光譜及遠紅外光譜兩種響應范圍。以遠紅外光譜（8.0-14.0μm）為佳，因為中紅外光譜（3.0-8.0μm）的波長較短，較容易穿透有些物質，使其最終無法正常成像.

 

   現場溫度范圍是指熱成像攝像機能感應成像的最高溫度，物體一旦超過該溫度，攝像機將無法給出邊緣圖像。這類似普通CCD攝像機的受光過飽和現象。溫度范圍越高，熱成像攝像機的圖像動態范圍越廣。

 

   另外，為方便讀者識別以上參數指標，現以FLIR一體化熱成像定位系統的規格參數為范例：

·非制冷氧化礬微測輻射熱儀（uncooled，Vanadium Oxide Microbolometer）；

·熱靈敏度（sensitivity）：<40mk@F1.0；

·視場(array format)：320×240；

·像素尺寸（pixel size）：38μm；

·光譜響應（spectrum response）：7.5-13.5μm，遠紅外感應（LWIR）；

·現場溫度范圍（scene temp range）：至150℃，最高可達560℃（可選）；

·圖像顯示模式（display format）：White Hot、Black Hot、Sepia、Rainbow。

 

 

 

   一體化熱成像定位系統只需憑借微弱的物體溫層變化，即可看清大橋、水壩、管道、發電站或月臺，任意建筑物均一覽無余。任何環境活動，動物、人類，均在視線之內。值得一提的是，無論現場是否處于黑暗、濃霧及煙塵，或存在枝葉以及其它遮擋物，一體化熱成像攝像機仍就可率先發現可疑侵入目標，優先于肉眼乃至高清晰高變倍的標準攝像機。

 

   對制造加工的產品及設備進行合格性及安全性測試。不少產品及設備出現品質問題之時，往往會出現溫度的異常變化，如漏電、短路、斷裂等。一體化熱成像定位系統則可在問題發生的當即在圖像上顯示并反映，加強了工藝流程的安全管理，也節省了人力監控的付出。

 

   可對熔爐溫度、容器內液體位置、電氣機械、運輸管道以及石油化工產品的加工過程進行安全監控。石油化工行業屬于高危險性監控場，環境內經常存在易燃、易爆性物質，現場需盡量避免人員出入，而大多數泄露及爆炸事故都會預先表征為溫度異常。一體化熱成像定位系統，是石油化工領域的安全伙伴。

 

   森林防火預警保護我國林業財產的重大項目舉措。目前的森林防火監控多采用高變倍云臺攝像機，然而由于攝像機的變焦倍數有限、森林枝葉繁茂遮擋，火情的發現及報警率相對較低。采用一體化熱成像定位系統則可克服枝葉遮擋及遠距離監控的問題，并從根本上加強對火情的提早發現（溫度變化）。同時，一體化熱成像定位系統的監控范圍廣、敏捷靈活、定位精準及智能化發達等特色，更為森林監控的快速預警機制帶來福利。

 

   變電站、電廠、鋼鐵廠等應用領域，也是一體化熱成像定位系統大展身手之處。檢測電流通過電阻接點積聚熱量是否正常，檢測充滿鐵水的魚雷罐內部耐火材料是否損壞，無疑是電力冶金行業的監控重中之重。

 

其它行業，諸如道路鋪設、建筑工程、科研檢測及動物醫療都是一體化熱成像定位系統職能發揮其所長的場合。

 

   一體化熱成像定位系統的引入，使視頻監控行業進入了成像技術應用新紀元。熱成像技術徹底地打破了CCD攝像機“光照限制”的瓶頸，為全球市場揭開了全新的發展空間。相信在未來，一體化熱成像定位系統將在大量應用領域中替代CCD攝像機，成為集多種監控功能（安全監控、設備監控、工藝流程監控等）于一身的全新視頻安全伙伴。