红外成像装置动态指标检测

1. 一般的红外热成像仪可以穿过墙体探测到人体吗，如果不行，可不可以探测到火源

红外热成像仪不可以穿过墙体探测到人体但，可以探测到火源

热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。

热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。通过查看热图像，可以观察到被测目标的整体温度分布状况，研究目标的发热情况，从而进行下一步工作的判断。

现代热像仪的工作原理是使用光电设备来检测和测量辐射，并在辐射与表面温度之间建立相互联系。所有高于绝对零度（-273℃）的物体都会发出红外辐射。

热像仪利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。

(1)红外成像装置动态指标检测扩展阅读：

太阳射出的白光，经过棱镜后分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种光线。1800年，英国天文学家赫歇耳发表论文，宣布在红色光外还有一种“热线”。这就是我们现在常说的红外
线。

红外线是一种电磁波，其波长一般在0．75微米到1毫米之间。科学家经过研究，又按波长将红外线分为近红外、中红外和远红外、极远红外等几类。

自然界的物体，凡是高于零下273摄氏度（即绝对零度）的，都会向外界辐射红外线。红外线是人的肉眼看不见的，但无论在夜幕下，还是浓雾中，利用红外技术制成的仪器能探测到诸如人体、火苗等热源。

红外热成像技术的应用起源于20世纪中叶。最早是纳粹德国军队使用的夜视仪。二战之后，美国得克萨斯仪器公司开发了红外寻视系统（FLIR），也是一种用于军事的红外成像装置。

20世纪60年代，瑞典的AGA公司研制成一种红外热成像仪，不但可以寻找热源，而且能够测定其温度。从此，研究红外热成像技术发生了又一次飞跃。

我国的红外热成像技术也有发展。广州飒特电力红外技术有限公司是我国第一家专门从事红外热成像技术研制、开发和生产的高新技术企业。红外热成像仪有时像一台小摄像机，装在汽车顶上，可以沿着高压线巡视，远距离测定线路的温度，预防火灾。

至于在仓库里堆放的粮食、棉花和煤炭，人的肉眼更难以发现隐患，红外热成像仪则能够测定所瞄准的部位温度有多高。如果真发生火灾，消防人员戴防毒面具进入现场，受到浓烟的阻碍，往往难以找到火源与受困人员。

红外热成像仪则可以帮助解决这个难题。现在，红外热成像技术的应用已扩展到医疗领域。因为人体的某处发生炎症、肿瘤或血管堵塞，就会影响热平衡。通过仪器可以探测到不正常的部位，大夫将此作为判断疾病的科学依据。

有一家医院对276位育龄妇女进行检测，发现4名女性的胸部有一处的温度比周围高出1摄氏度以上，怀疑有乳腺癌。经临床病理诊断，准确率达到100％。

2. 红外热成像仪的主要指标

波段、测温范围、空间分辨率、测温精度、热灵敏度

3. 红外热像仪主要的技术指标是那些！~

考虑到成本
最主要的指标是：探测器种类
NETD
空间分辨率
相元间距
功能划分就复杂了，具体视你们应用而定

4. 请问有人知道红外热成像仪的测试方法吗

http://digital.ni.com/worldwide/china.nsf///$FILE/54.pdf

成像微光度计光学设计与实现中几个问题的探讨

李华 邢辉 曲卫东 王英鸿

摘 要: 通过分析成像微光度计图像采集与处理系统对光学系统的要求，确定光学设计的依据和计算光学基本参数，构建成像微光度计光学系统，实际光学系统的设计满足了系统图像采集的基本要求，取得较好效果。最后对设计与实现中的问题进行讨论。

关键词: 成像微光度计；CCD；光学系统；设计实现；探讨

中图分类号：TH753+.4 文献标识码：A

一、前言

在红外静态技术参数测试系统研制过程中，利用Mintron MS-2821C面阵CCD图像传感器作为主要部件可构建成像微光度计测量采集系统。虽然已经有关于面阵CCD图像传感器的光学系统设计的报道[1]，但由于成像微光度计的测量环境和测试对象的特殊性，常规CCD光学镜头不能直接用于光度计，需要按照光学系统的设计原则并结合成像微光度计的用途进行相应设计和计算。本文从成像微光度计的功能入手，分析了光学系统的设计原则并确定了参数，最后对光学系统构建中的相关问题进行探讨。

二、成像微光度计的功能结构及测试原理

成像微光度计是红外静态技术参数测试系统的主要数据录取设备之一，是基于计算机技术和数字图像处理技术的光机电一体数据采集处理系统（其组成框图见图1），其主要作用是配合红外静态参数测试系统的其它分系统，在对红外热成像系统的参数测试中进行图像采集。

被测试红外热成像系统在显示器上所成的图像经过成像微光度计光学系统在CCD光敏面上成像，接着经过光电转换、量化、转移、读出后，通过视频采集卡以模拟视频信号在计算机上输出。计算机可对标校系统、亮度调节系统进行控制，达到整体测试要求的条件后，测量系统同步采集数据并处理、计算后得到的测试数据。

光学系统是进行图像采集和数据处理的前端，光学部件的性能参数直接决定整体系统测试数据采集的精度。进行科学的光学设计和选择合适的光学部件是进行高精度测量的前提。

三、对光学系统的设计原则和依据

成像微光度计的光学系统（光学信号接收系统）包括成像物镜镜头、光圈、视觉校正器、减光器等。对光学系统的设计就是在满足总系统对成像微光度计的基本功能要求前提下，对光学系统进行参数设计和计算，使之达到工程要求。设计的主要原则和依据有：

(1) 各参数测试中的测量条件和参数测试精度要求；

(2) CCD接收光能性能的要求，其中包括成像特性的要求，即在一定相对孔径和给定视场下能理想的成像；

(3) 被测量对象的空间尺寸特性、物像共轭距离的要求，即根据测试条件确定成像范围；

(4) 系统分辨率要求，即系统能分辨光信号在空间、时间信号方面的细致程度。

四、成像微光度计光学参数分析和确定

由于成像微光度计在应用中需要进行有关尺寸的参数测量和计算，因此在系统结构上采取物方远心光路，光学系统设计简图如图2。

这里分析以下基本参数和光学设计中的参数确定的依据。

1、像方焦距

像方焦距f′的确定是光学系统设计的基本前提，设计时需要考虑光路的组成、光路布置以及中性滤光片、视觉校正片、镜头的实际设计和加工制作工艺。

2、放大率

光学系统放大率计算公式为：

b=y′/y （1）

式中，y′—CCD像面上成的像的大小；

y—屏幕发光面的物的大小。

光度计放大率的确定跟被测屏幕的测量区域和CCD光敏面的空间尺寸、CCD的分辨率、要求的光度计系统的分辨率等因素密切相关。

根据GJB2340-95（《军用热像仪通用规范》）中对热像仪畸变和均匀性测量要求，将被测量荧光屏分为至少5个区域，以9〃～15〃显示器为例并考虑一定余量，将满屏的1/6作为视场测量区域，这样根据CCD光敏面的尺寸确定放大率的数值。

3、分辨率

设计中考虑了选用的CCD的极限分辨率。CCD的原分辨率主要取决于单位面积CCD像素数目和信号传输效率的影响，即CCD的单位光敏元（像元）尺寸wh×wv决定成像微光度计系统的极限分辨率。面阵CCD是离散采样器件，为保证所采集 LSF数据能被复原，采样点数理论最高空间频率极限f0满足奈奎斯特采样定理：

2f0=1/Dx （2）

式中，Dx—空间采样间距。

为了保证信号质量，取采样信号的频率为被测信号频率的2倍， 实际中按CCD 的空间频率的5到10倍来取 采样信号，以确保采样不受混叠的影响，同时按照面阵探测器水平和垂直瞬时视场IFOV的倒数的二分之一大小来取分辨率：

N=1/(2w)（p/mm） （3）

在水平和垂直方向的角分辨率为[4]： （mrad） （4）

（mrad） （5）

式中，f′—系统像方焦距；

Dx、Dy—CCD光敏面单个接收像元的尺寸。

考虑光学系统对系统分辨率的贡献，成像微光度计系统总的分辨率有：

（6）

式中，Nopt—光学系统的分辨率；

NCCD—CCD的极限分辨率。

考虑实际工程实现的难度，NCCD选取平常值的2～3倍。

4、相对孔径D/f′

此参数根据光学系统中对光能的要求和对细节的分辨能力的要求来确定，此外还需要考虑视场中分辨率、畸变、景深、像质等要求。

摄影物镜的分辨率由衍射极限和瑞利准则定义，理想分辨率s和物镜的相对孔径D/f′关系 [4]为：

（7）

式中，l—入射光波长，l=555nm；

n—折射率。

这样，在CCD像面上的光照度有[5]：

（8）

式中，E—CCD像面上的光照度；

t1、t1—光学系统透过率；

w—视场角；

S1—被测荧光屏面积；

S2—CCD靶面成像面积。

在本红外静态参数测试系统中，成像微光度计基本的测试对象是红外热像仪的显示器，因此亮度变化较小，测试过程中主要以暗背景环境为主，设计中采用大通光孔径镜头。另外，考虑到测试热像仪调制传递函数（MTF）的需要，以中性滤光片转换作为光度衰减和调节手段，不采取变换光圈的方法。

5、视场

视场参数的设计中综合考虑了视场中光照度均匀性要求、畸变、像差等方面的影响。

基于面阵CCD光敏面的视场大小和放大率因素，按照如下公式计算：

（9）

（10）

式中，a、b—面阵CCD光敏面的尺寸；

2wx、2wy—x、y方向的视场角。

考虑像面照度均匀性要求，视场轴外照度E′和视场中心照度E的比值为[5]：

（11）

在系统设计中要求视场边缘与中心照度的偏差小于2%，则w小于5°即2w小于10°

五、光学系统设计的条件和参数测试结果

1、光学系统设计的基本前提条件

物距：200mm～400mm；

面阵CCD有效像素数：752(水平)×582(垂直)；

像素尺寸：8.6mm×8.3mm；

最小照度：0.02 lx；

面阵CCD光敏面尺寸：6.4mm×4.8mm。

2、实际参数测试结果：

畸变：小于0.6%；

调焦范围：大于30mm；

镜头分辨率：大于110lp/mm。

六、结束语

在光学系统设计中，由于系统性能和制作工艺等方面的影响，各个基本参数都是相互制约的。通过整体设计，可使得各个光学部件在性能上能够相互配合；选择合适的光学结构参数和光学元器件，可以使预定的技术要求在最大限度上得以实现。

面阵CCD已经越来越多的应用到光电测试和图象采集的各个领域，我们相信，通过对基于面阵CCD的成像微光度计光学系统的分析和设计，本文将会对面阵CCD在其它领域的设计和应用提供有益的帮助。

参考文献

[1] 郑颖君等. CCD系统光学设计实用方案[J].激光与红外.2001.31(6):367-369

[2] Kenneth.R Castleman.数字图像处理[M].北京:电子工业出版社，1998年第一版

[3] 安连生等.应用光学[M]. 北京:北京理工大学出版社，2001年第二版

[4] 周琨等.应用光学[M].成都:四川大学出版社，2001年第二版

[5] 李士贤等.光学设计手册[M].北京:北京理工大学出版社，1996年第二版

The Discussion To Design And Implement For The Microphotometer Optical System

Abstract： The analysis of the requirements to the optical system of low light imaging optical radiation measurement (microphotometer) is provided. The applied design and parameters to optical system are also introced. Practical implement indicated that the system can meet the requirement of image access and optical radiation measurement and correction . The design to the optical system is fit to the image access . At last the key techniques in practical design are discussed.

Keywords： microphotometer；CCD；optical system； design and Implement；discussion

作者简介：

李华，中国人民解放军63891部队高级工程师，主要从事光电检测和光电试验总体工作。
联系地址：河南洛阳市061信箱511号

邮政编码：471003 电话：0379-4991514

E-mail：[email protected]

邢辉，中国人 民解放军63891部队工程师。

曲卫东，国防科技大学工学硕士，现为中国人民解放军63891部队工程师。

王英鸿，中国人民解放军63891部队，助工。

5. 红外检测原理

以红外线光谱测定温度

6. 医用红外热成像仪检查什么

医用红外热成像仪采用的是医用红外热像技术。 医用红外热像技术是医学技术和红外摄像技术，计算机多媒体技术结合的产物，目前在临床上作为一种记录人体热场的影像装置。 我们都知道，人体是一个天然的生物发热体，由于解剖结构、组织代谢 、血液循环及神经状态的不同，机体各部位的温度也会有所不同，从而形成不同的热场。 而红外热像仪就是通过光学电子系统将人体辐射的远红外光波经滤波聚集, 调制及光电转换，变为电信号，并经A/D 转换为数字量，然后经过多媒体图像处理技术，以伪彩色热图的形式，显示人体的温度场。 根据大数据统计，正常的机体状态有正常的热图。而异常的机体状态则会有异常的热图，比较两者的异同，再结合临床就可以诊断，推论疾病的性质和程度。 医用红外热成像仪有哪些功能？ 1、热监视； 2、热诊断： ①、早期探查：对疾病进行早期探查，确认是否有问题； ②、疾病诊断：经过探查患者体内的热场吩咐，判断患者的病情，确认正确的诊断方案； ③、疗效评定：对使用药物后患者的身体状况进行评估，判断患者在服用药物前后的状况，对不同的疗法确认疗效情况； ④、追踪观察：同对病情进行局部和全身的动态监视 ,及时发现新的变化 ,对诊断及治疗进行修正； ⑤、科研探索：热活动贯穿人体生命全过程，热活动规律是生命活动的基本规律，为医学科学探索提供新的研究手段 。 3、热测定； 4、热研究。

7. 红外热成像 能检查什么

现在很多医院都采购了医用红外热像仪，不同的科室都有不同的应用，最常规的就是体检，像TMT生命热图，它是从头到脚覆盖身体每一个系统和脏器，只要身体有异常的，都会通过热源表现出来，我自己也亲身体验过，站在tmt-9000的舱体里，几分钟就完成体检，出来之后医生看着那个热图和我说，缺钙，静脉曲张，结石，颈椎和腰椎不好，所幸都是小毛病，但我觉得也特别神奇，就这样把我全身上下的毛病都看出来了。

医用红外热像仪不仅可以做体检，也可以用在中医、疼痛、骨伤、肛肠、五官、皮肤、心脑血管、乳腺、心理等领域，而且它能够比CT，B超更早发现病灶，因为身体一旦有炎症，热源就会表现出来，通过热源的形状、大小评估师就能分析这个部位的情况。

以一个肿瘤为例，B超和CT只能检查出0.5厘米以上，而红外热像仪在0.1厘米的时候就能发现出来，所以也叫早早期，而且这个仪器是没有任何辐射的，大量的医学文献也证实了这一点，可以反复检查，老人，孕妇，儿童也不例外。

8. 红外热像仪的探测，识别，辨认距离各指的是什么啊

1、识别距离：

将探测的目标能大致分出种类的距离。

2、辨认距离：

在分别出种类的基础上的细分。

3、探测距离：

能将目标与背景及一些引起注意的目标清晰分别开来的最大临界。

热像仪主要用于研发或工业检测与设备维护中，在防火、夜视以及安防中也有广泛应用。热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

(8)红外成像装置动态指标检测扩展阅读：

热像仪的应用：

1、对于发电机、电动机的不平衡负载，轴承温度过高，碳刷、滑环和集流环发热，绕组短路或开路，冷却管路堵塞，过载过热等问题进行监测。

2、可以对电气设备进行维修检查。而对于安全防盗，屋顶查漏，环保检查，节能检测，无损探伤，森林防火，医疗检查，质量控制等也比较有帮助。

3、可以监控像火山爆发、山体滑坡等突发的自然环境变化。

4、对于变压器的套管过热，过载，接头松动，冷却管堵塞不畅，接触不良，三相负载不平衡等进行监测。

9. 医用红外热成像能检查什么呢哪个比较好

医用红外热像仪在不同的科室有不同的应用，最常规的就是体检科，可以用来做健康评估与疾病筛查，那具体能检查出哪些毛病呢？不同厂家的医用红外热像仪，功能都是有所差异的，以我比较了解的TMT医用红外热像仪为例，它在体检应用可以覆盖以下几个方面：

1. 内分泌、免役、植物神经系统健康状态评估

2. 血脂、血糖、血压、微循环健康状态评估

3. 耳、鼻、咽、喉五官健康状态及睡眠健康状态评估

4. 心肌供血、脑供血、肢体血管健康状态评估

5. 肺、气管呼吸系统健康状态评估

6. 肝、胆、胰、食道、胃、结肠、直肠消化系统健康状态评估

7. 乳腺、子宫、卵巢女性生殖系统健康状态评估

8. 前列腺、男性生殖系统健康状态评估

9. 肾、膀胱泌尿系统健康状态评估

10. 全身关节、椎体、骨骼系统健康状态评估

    从以上的内容可以看出，TMT医用红外热像仪做体检是非常全面的，它可以覆盖人体的每一个系统和脏器，只要有异常热图上都会显示出来。通过观察异常热源的形态、强度、走势，从而全面、动态地反应人体的健康状况和疾病信息。

10. 红外热成像仪检测原理

1 红外热成像检测技术的原理
红外线是一种电磁波，它的波长范围为0．76～1000μm，不为肉眼所见。任何温度高于绝对零度（－273．15℃）的物体，都会不断地发射红外辐射。根据斯蒂芬—玻尔兹曼定律，温度为T的物体，单位面积所发射的辐射功率是
P＝εσT4 （1） -thermalgraphy-139-288-757-76-εσT
其中：
P——单位面积辐射功率，（W）；
ε——物体表面发射率；
σ——斯蒂芬—玻尔兹曼常数，其数值为5．673×10－8W／（m2K4）；
T——物体表面温度，（K）。
从上式可知，物体的表面温度越高，单位面积的辐射功率就越大。当已知物体的表面温度和它的发射率时，按上式就可计算出物体的辐射功率。反之，如果测定了物体所发射的辐射功率，就可以利用上式确定物体表面的温度。

2 红外热成像检测仪器
红外检测仪器可以检测到这种过热型隐患发射出的红外辐射能量，并将其转换成相应的电信号，经过专门的电信号处理系统进行处理，最后再经成像装置得到与物体表面温度相对应的热像图，确定过热点位置和温度。这就是国能蓝电等红外热成像检测技术检测电气隐患的依据。
红外检测仪器多种多样，目前在我国消防工作中普遍应用的有三类，即红外测温仪、红外热电视、红外热像仪。