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红外成像技术在军事上的应用
红外成像技术的发展及应用
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红外成像技术的发展及应用
热成像仪是从对红外线敏感的光敏元件上发展而来,但是光敏元件只能判断有没有红外线,无法呈现出图像。在第二次世界大战中交战各国对热成像仪的军事用途表现出了兴趣,对其进行了零星的研究和小规模应用,1943年美国就与RNO合作生产了一款代号M12的机型,其功能和外观已经能看出热成像仪的雏形,这应该算是最找的一款热成像仪,算是热成像仪的鼻祖。
1952年,一款非常重要的材料研-锑化铟被开发出来,这种新的半导体材料促进了红外线热成像仪的进一步发展。不久之后,德州仪器和RNO公司联合开发出了具有实用价值的前视红外线(Forward looking infrared)热成像仪。这一系统采用的是单原件感光,利用机械装置控制镜片转动,将光线反射到感光元件上。
随着碲镉汞材料制造工艺的成熟,在军事领域大规模采用热成像仪成为了可能。60年代之后出现了由60或更多的感光元件组成的线性整列,美国的RNO公司将热成像仪的应用拓展至民用领域发展。然而由于最初采用的是非制冷感光元件,制冷部件加上机械扫描机构使得整个系统非常庞大。
D技术成熟之后,焦平面阵列式热成像仪取代了机械扫描式热
成像仪。至80年代半导体制冷技术取代了液氮、压缩机制冷之后开始出现了便携、手持的热成像仪。90年代之后,RNO公司又开发
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出了基于非晶硅的非制冷红外焦平面阵列,进一步降低了热成像仪的生产成本。
红外线,又称红外辐射,~1000微米的电磁波。其中波长为2~1000微米的部分称为热红外线。
目标的热图像和目标的可见光图像不同,它不是人眼所能看到的可见光图像,而是表面温度分布图像。红外热成像使人眼不能直接看到表面温度分布,变成可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。所有温度在绝对零度(-273)℃以上的物体,都会不停地发出热红外线。红外线(或热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射,它还具有两个重要的特性:(1)物体的热辐射能量的大小,直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无需接触的温度测量和热状态分析,从而为工业生产,节约能源,保护环境等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。(2) 大气、烟云等吸收可见光和近红外线,但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是透明的。因此,这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口,使人们在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的战场,清晰地观察到前方的情况。由于这个特点,热红外成像技术在军事上提供了先进的夜视装备,并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在现代战争中发挥了非常重要的作用。
全球红外热像仪市场发展具有广阔的前景并呈现良好的发展趋势。红外热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
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的高科技产品。红外热像仪具有很高的军事应用价值和民用价值。
在军事上,红外热像仪可应用于军事夜视侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域;在民用方面,红外热像仪可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程