热像科技 – 华景康光电科技官网 https://www.hjkir.com/industry/en 红外热成像专家 Tue, 28 Jul 2026 10:45:40 +0000 en-US hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.5.5 https://www.hjkir.com/industry/wp-content/uploads/2021/03/cropped-未标题-3-32x32.png 热像科技 – 华景康光电科技官网 https://www.hjkir.com/industry/en 32 32 热电偶、高温计、红外热像仪怎么选?一文看懂工业测温方案 https://www.hjkir.com/industry/en/9773.html Tue, 28 Jul 2026 10:45:40 +0000 https://www.hjkir.com/industry/?p=9773 在工业生产、设备运维、质量检测场景中,温度是判断工况、排查故障最重要的指标之一。目前市面上主流测温工具分为热电偶、红外高温计、红外热像仪三类,很多工程师选型时常常选错设备造成检测盲区。今天我们横向对比三款测温设备,帮大家精准匹配需求。

一、测温原理

  • 热电偶:依靠两种不同金属导体接触产生温差电动势进行测温,是经典的接触式测温元件。
  • 红外高温计(单点红外测温仪):基于物体热辐射物理特性,通过采集被测目标红外辐射强度,换算得到温度数值。
  • Infrared thermal imager:接收物体发出的红外辐射信号,将辐射信号转化为可视化热图像,直观呈现完整的表面温度分布。

二、测温方式

  • 热电偶:接触式测温,传感器探头必须紧贴被测物体。无法测量带电、高速运动、易碎构件。
  • 红外高温计:非接触单点测温,可在距离外测量目标,无需接触工件。
  • Infrared thermal imager:远距离非接触式测量,全程不接触被测物体,无损测温。

三、测温范围

  • 热电偶:仅能采集单点温度,一个测点一组数据,想要多点测温需要布设大量探头。
  • 红外高温计:同样只测量单点温度,一次只能读取目标上一个点位温度。
  • Infrared thermal imager:支持面全域测温,一张热图获取整片区域温度,还可自由框选自定义区域、多点同时监测,轻松捕捉局部高温热点。

四、响应速度

  • 热电偶:速度偏慢,依靠热传导测温,温度传递存在时间延迟,难以捕捉瞬时温度变化。
  • 红外高温计:响应快,可以快速跟踪单点温度波动。
  • Infrared thermal imager:响应快,实时成像,连续捕捉动态温度变化,不会遗漏瞬时过热现象。

五、成像能力

  • 热电偶:无法成像,仅输出温度数值,无法知晓温度分布。
  • 红外高温计:无法成像,仅有单点温度读数,看不到周边温度差异。
  • Infrared thermal imager:可生成可视化热成像图,冷热区域一目了然;搭配专业分析软件,实现测温数据存储、导出、回放分析。

六、使用与维护成本

  • 热电偶:采购成本低,在高温、腐蚀、粉尘恶劣环境下容易磨损老化,使用寿命短,需要频繁更换,长期维护成本偏高。
  • 红外高温计:采购成本中等,使用寿命较长,日常维护简单。
  • Infrared thermal imager:初期采购成本较高;设备稳定耐用,使用寿命长,后期维护投入较低。

七、适用应用场景

  • 热电偶:适合工况稳定、测点固定、允许探头接触工件的场景 管道固定点位温度监测、熔炉内壁定点测温、小型工件稳态温度采集、实验室固定点位持续测温。
  • 红外高温计:适合只需要关注单一固定点位、远距离单点测温场景 轧钢生产线单点温度监控、熔炉出料口定点测温、管道单一点位远程温度采集。
  • Infrared thermal imager:适合需要全域监测、查找未知热点、隐患排查、动态测温场景,如电路板温升测试、芯片失效分析、玻璃钢化出炉测温、激光焊接熔池温度、熔炉测温、高炉炉口测温等。 不用预先猜测热点位置,一张热图直观看到全部温度分布,从“定点测量”升级为“全域扫描排查”。

选型总结

如果仅需要少数固定点位稳态测温、预算有限→ 热电偶;

如果目标点位明确,只需要持续监测单一位置温度 → 红外高温计

如果你需要查找未知发热隐患、检测温度均匀性、监测大面积设备、防止局部热点漏检 →红外热像仪

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垃圾料坑火灾如何“智”止?这套防爆红外方案,把火灭在“摇篮”里 https://www.hjkir.com/industry/en/9592.html Fri, 05 Jun 2026 03:00:18 +0000 https://www.hjkir.com/industry/?p=9592
90%的垃圾料坑火灾,在明火出现前就已悄然升温。作为管理者,您最清楚:表面平静的垃圾山下,可能正暗藏火患。而一旦起火,便是浓烟蔽日、人员难近、消防无措——紧随其后的,是停产、罚款、投诉,以及难以挽回的信任危机。垃圾料坑防火,早已不是“要不要做”,而是“怎么做才有效”的生存题。

一、那些年,垃圾料坑里烧出的“切肤之痛”

在过去几年的行业新闻中,我们反复看到相似的情节在不同城市上演。
场景一:一个烟头引发的14小时闷烧
高雄南區資源回收廠火灾,在一次夜间卸料后约半小时,储坑内突然冒出浓烟。值班人员通过可见光摄像头发现时,火势已蔓延至大半边坑体。消防队到场后,发现火源深埋在5米厚的垃圾堆内部,水枪打上去只能扑灭表面,内部依然在剧烈阴燃。
最终,消防员不得不调来两台挖掘机,一边翻开垃圾一边注水,整整奋战了14个小时才将火势控制。事后调查,起火原因只是一辆垃圾清运车倾倒时,混入了一个未熄灭的烟头
您能承受这样的14小时吗 停产、罚款、设备损伤、品牌受损——每一分钟都是真金白银的损失。
场景二:高温天气下的“自我燃烧”
重庆某再生资源回收堆场,在连续一周40℃的高温天气后,某天凌晨,堆场深处的废纸和塑料混合物开始自燃。由于发现不及时,火势迅速蔓延,过火面积达到650平方米。官方调查结论写道:“连晴高温天气导致可燃物发生自燃,现场隐患排查不到位。”
近期多地异常高温,谁也无法保证自己负责的料坑会不会成为下一个“自我燃烧”的地方垃圾发酵本身就会产热,夏天高温更是火上浇油。而人类巡检,永远无法24小时盯住每一个角落。

二、为什么传统手段总是“慢半拍”?

复盘这些火灾,您会发现一个共同规律:当值班人员发现异常时,火势已经发展到难以控制的地步
这背后是垃圾料坑防火的三大“死穴”:
① 看不见内部温度
垃圾堆体表面一切正常,内部可能已经升温到80℃以上。微生物发酵产生的热量持续积聚,随时可能突破燃点。而人眼、普通摄像头,对此毫无办法。
② 看不见烟雾下的火源
一旦发生阴燃,浓烟迅速弥漫。普通可见光摄像头“睁眼瞎”,等您看到明火时,火灾往往已燃烧数小时。
③ 现场环境危险,设备不敢装
料坑顶部存在甲烷、硫化氢等可燃气体,还有飞扬的粉尘——这是标准的防爆区域。普通电子设备根本不能安装,一个电火花就可能引爆全场。

三、解决方案:把防线前移到“升温”那一刻

如果有一种技术,能在垃圾堆体温度刚刚升高到70-80℃时就发出警报,在浓烟产生之前就锁定热点位置,而且自身还能安全地安装在防爆区——您是否会感兴趣?
这就是电动调焦长波红外热成像 + 高等级防爆防护罩的组合方案。
3.1 长波红外:捕捉每一度“危险升温”
长波红外热像仪具备两大天然优势:
对低温变化极度敏感热灵敏度可达≤50mK,能够捕捉50-80℃的早期升温,在垃圾自燃萌芽期就发出警报——比传统手段提前数小时甚至数天。
烟雾穿透力强即使料坑内已产生浓烟,热成像画面依然清晰,火点位置一目了然,消防处置不再“盲人摸象”。
3.2 电动调焦:适应不同料坑,运维更省心
不同垃圾焚烧厂的料坑深度差异很大(几米到几十米不等)。固定焦距镜头安装位置受限,一旦焦距偏移还需要工人攀爬到坑顶手动调节。
电动调焦功能让您:
  • 安装时无需反复调整位置,远程即可精确对焦
  • 长期运行后焦距偏移,中控室一键完成校准
  • 日常广角俯瞰全坑,报警时远程拉近查看细节
这不仅是一台热像仪,更是一套“会思考、可操控”的智能监测系统。
3.3 防爆防护罩:让设备“住”进安全区
您的料坑是防爆区,设备必须合规。这套方案的防爆等级为:
Ex d IIC T6 Gb / Ex tD A21 IP68 T80℃
拆解一下这套认证对您的实际价值:
指标
含义
对您的价值
Ex d IIC T6 Gb
气体防爆,隔爆型,表面温度≤85℃
可合法安装在甲烷、硫化氢存在的区域,设备自身温度比垃圾自燃温度还低,绝不成为点火源
Ex tD A21
粉尘防爆
覆盖纸屑、塑料粉末、纤维粉尘等典型垃圾粉尘——气体和粉尘,一套设备全搞定
IP68
完全防尘+持续浸水防护
可承受高压水枪直接冲洗,料坑清洁时无需拆卸,短时浸泡也不怕
市面上不少产品只防气体不防粉尘,或者防爆等级较低(表面温度≤135℃)。而我们的T6/T80℃等级,设备表面温度控制在85℃以内——比垃圾更“冷静”。

四、智能联动:从“发现”到“处置”只需几秒

光有硬件还不够,完整的解决方案还需要智能软件的支持。
配合热像仪的管理平台,您可以实现:
  1. 7×24小时全坑扫描:系统自动划分监测区域,实时分析每个区域的最高温度,无需人员值守。
  2. 分级报警:70℃预警——提醒操作员关注;超过更高阈值——自动联动消防系统。
  3. 精准定位:报警时直接在热图像上标出高温点位置(如“B区2号抓斗下方”),不再需要满坑寻找。
  4. 远程处置:操作员可远程指挥抓斗起重机,将高温垃圾抓起投入炉膛,或控制消防水炮对热点区域精准喷淋——全程无需人员进入危险区域
从温度异常到隐患消除,您在中控室轻点鼠标就能完成

五、对比:传统监测方式 vs 防爆红外方案

维度
传统监测方式
防爆红外方案
发现时机
已有明火或浓烟(火灾中后期)
温度异常升高(火灾萌芽期),提前数小时预警
安全性
普通设备不敢装,或装了不合规
双防爆认证,合规安装,无安全隐患
成像能力
可见光无法穿透烟雾
long wave infrared穿透烟雾,火点清晰可见
焦距调整
固定焦距,安装受限,调焦需攀爬
电动调焦,远程校准,运维零风险
环境适应性
普通防护,怕水怕尘
IP68,耐高压水枪冲洗、耐腐蚀
处置方式
通知消防,大量喷水(污染大、成本高)
抓斗移除或精准水炮(及时、环保、低成本
停产风险
火灾后停产数天
将火灾消灭在萌芽期,几乎不影响生产
垃圾料坑的火灾防控,核心在于六个字:早发现、早干预。
当行业还在讨论如何扑灭垃圾大火时,这套方案已经将防线前移到了火灾发生之前——用long wave infrared捕捉每一度升温,用电动调焦实现灵活部署与便捷运维,用Ex d IIC T6 Gb / Ex tD A21 IP68 T80℃的高等级防爆保障安全合规,用智能联动实现远程快速处置。
与其在浓烟中灭火,不如在升温时预警。
如果您也在为垃圾料坑的防火问题发愁,如果您希望将火灾风险降到最低,如果您不想再经历那些“切肤之痛”——欢迎联系我们,获取更详细的技术资料和现场测试方案。
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藏在论文里的“热眼”:华景康K26E25如何守护锂金属电池安全? https://www.hjkir.com/industry/en/9531.html Wed, 22 Apr 2026 01:19:27 +0000 https://www.hjkir.com/industry/?p=9531 最近,一篇发表于《Nature Communications》的锂金属电池安全研究引发关注。论文中,研究人员用一台国产热像仪,实时捕捉到了材料在异常升温时的关键热响应过程——这台设备,就是华景康K26E25在线式红外热成像测温仪

为什么电池安全研究需要一双“热眼”?

锂金属电池能量密度高,但一旦局部短路或热失控,温度会瞬间飙升。研究人员需要知道:什么时候开始升温?热量怎么扩散?阻燃层是否及时响应?

这些问题,靠常规热电偶测点温度远远不够。他们需要的是——非接触、全画面、毫秒级的热像追踪

K26E25在论文里做了什么?

虽然论文主要聚焦材料设计,但在方法部分明确记载:红外热成像视频由华景康K26E25在线式红外热像仪拍摄,环境温度25±5°C,大气环境下完成。

这意味着:

研究人员用它直观验证了阻燃锂负极在异常升温时的温度场演变

它提供了肉眼看不见的热扩散路径证据

帮助团队确认智能阻燃层确实在关键时刻发挥作用

为什么是K26E25?

从产品参数看,这台设备天生适合科研现场:

关键能力 K26E25指标 科研价值
Resolving Power 640×480 清晰呈现热分布细节
Measuring Range -20℃~1600℃(多档) 覆盖电池热失控全过程
Thermal Sensitivity ≤50mK@30℃ 察觉细微温升,提前预警
Frame Rate ≤50Hz可配置 捕捉瞬态热扩散过程
数据输出 16Bit全码流温度数据 支持定量分析与算法反演
体积重量 40×40×81mm / <170g 灵活集成到实验平台

更关键的是,它支持SDK开发包,研究人员可以将热像数据与电化学测试系统同步触发、融合分析——这正是高水平期刊所认可的多模态表征能力

科研场景中,它解决了哪些实际问题?

  1. 全画面、非接触的温度监测
    传统热电偶只能测“点”,而K26E25能同时呈现整个视野内的温度分布,发现局部热点、热扩散路径等关键信息。
  2. 宽温区覆盖,从常温到高温
    常温档-20℃~200℃、中温档50℃~800℃、高温档50℃~1600℃,一套设备覆盖从材料初始升温到极端热失控的全过程。
  3. 全码流16Bit温度数据输出
    不只是一张“热图”,而是每个像素点的真实温度值,支持后续定量分析、算法反演和多模态数据融合。
  4. 小巧轻便,易于集成
    仅40mm×40mm×81mm,重量<170g,可灵活安装于实验台、手套箱观察窗或定制工装。
  5. SDK开发包,开放可编程
    支持Win32、x64、Linux(x86/ARM),允许研究人员将热像数据与电化学工作站、高速相机等设备同步触发,构建定制化测试系统。

不止于电池研究

除锂金属电池安全外,K26E25同样适用于:

  • 材料疲劳与损伤过程中的热信号监测
  • 微电子器件热分布与可靠性测试
  • 激光加工、熔覆等工艺温度场分析
  • 复合材料热力学行为研究

国产热像仪的科研底气

华景康每年将营收的18%投入研发,已服务全球300多个科研团队。在精度、数据开放性和环境适应性方面,K26E25为科研工作者提供了一台看得清、测得准、可编程的国产热像仪选择。

我们同步发布《华景康科研技术白皮书》,涵盖产品实测数据、科研应用方法及AI红外分析案例。

欢迎各高校、研究所及企业研发团队免费获取。

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工业红外热像仪科普 https://www.hjkir.com/industry/en/7560.html Wed, 06 Dec 2023 06:18:43 +0000 https://www.hjkir.com/industry/?p=7560 红外热像仪常用于非接触式温度测量,测量静止和移动物体上的二维温度分布。红外热像仪经久耐用,非常适合工业连续运行监测。红外热像仪适用于过程控制和监控、质量控制、早期火灾探测以及用于测量研究与开发。

红外热像仪光谱范围

为了尽量减少因发射率不准确而导致的温度测量误差,您应该使用合适的波长进行测量。以下是红外热像仪光谱范围、推荐温度范围和应用示例的概述。

材料 温度范围 Spectral Range
非金属、涂层金属 -20 °C 至 1600 °C 8 μm 至 14 μm
玻璃表面 200 °C 至 1250 °C 4.8 μm 至 5.2 μm
通过火焰和燃烧气体进行测量 600 °C 至 1250 °C 约 3.9 μm
陶瓷、金属 100 °C 至 500 °C 3 μm 至 5 μm
金属、陶瓷、石墨 300 °C 至 1200 °C 1.4 μm 至 1.6 μm
金属、玻璃熔体 600 °C 至 3000 °C 0.8 μm 至 1.1 μm

红外探测器材料

单晶和FPA红外探测器有很多种材料,如砷化铟镓(InGaAs)、碲化镉汞(HgCdTe)、锑化铟(InSb)、砷化铟(InAs)、硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)和锗(Ge)。

Application Field

红外热像仪适用领域很广,在各种对温度敏感的场景都可以集成。由不同的外壳、光学元件组成完整的系统解决方案,可以解决复杂的测量任务。红外热像仪可以应用于以下领域,例如:

  • 钢铁行业,玻璃行业或水泥生产的质量管理;
  • 过程自动化和过程控制:用于太阳能行业的半导体或晶圆生产;
  • 研究开发项目:材料的无损检测,医学方面的研究;
  • 在仓库、森林或城市中的早期火灾探测;
  • 公路隧道的交通管控;
  • 冶金过程控制;
  • 电气设备检查;
  • 定位墙体中的薄弱环节。

 

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红外机芯术语(四) https://www.hjkir.com/industry/en/7484.html Wed, 29 Nov 2023 01:44:15 +0000 https://www.hjkir.com/industry/?p=7484 软件升级、程序升级、固件升级

红外机芯的硬件结构一般为两种,其一、单FPGA方案;其二、FPGA+ARM的方案。

方案一的机芯软件升级是指升级固件,这个固件程序是在FPGA中运行的,这个固件程序有两种,分别是逻辑固件、C代码固件。

方案二的机芯软件除了方案一种所述以外,还包括ARM中运行的软件,这个也称为固件升级,分别为操作系统(linux、安卓)、文件系统、应用程序。

红外热成像仪关于测温的功能

红外技术有2个应用功能,一个是成像,一个测温,相对于成像而言,温度值是一个绝对量,需要对红外热成像进行温度标定,才能正产工作。

测温精度:±2℃或者量程的±2%,两者取最大值。

测温稳定性:红外热像仪开机以后,需要预热,保证热像仪内部达到一定的热平衡状态,才能比较准确的测温。

多档测温;一般的红外热像仪测温工作在-20℃到200℃是比较舒适的,即成像质量与测温性能都可以得到保障。当被测目标有更高温度时,比如600℃,1000℃,2000℃,这样的温度,由于探测器的整体动态范围有限,低温部分的测温精度就无法得到保障,这种情况下就需要用到多档测温,比如0~650℃,300~1000℃,600~2000℃。不同的测温档位之间,可以自动进行切换。

全屏测温一致性:由于热像仪测温是一个面阵的形态,每一个像素点都具备独立测温的功能,每个像素的测温能力存在差异,这种差异就是测温一致性。

哪些因素对测温有影响(大气透过率(湿度)、发射率、测温距离)

能够反应到红外热像仪中的目标能量,包含大气的散射、目标的能量、目标反射的能量。

(DRI)探测、识别、确认

红外热像仪在观瞄方面的整机指标,一般用DRI参数来界定。

探测(Detection):可以发现有目标,但是不能识别这个目标到底是人、还是车、动物;

识别(Recognition):可以对目标进行分类,可以识别出是人,而不是动物;

确认(Identification):可以确认目标是男人还是女人。

带宽、存储容量、(帧率、帧频)、码率

帧率和帧频是一个概念,比如常说的25Hz,50Hz,100Hz,指每秒钟所形成的图像数量。

带宽主要是指传输过程,传输的速率,单位为Mbps(兆biit每秒),计算方式为:图像分辨率×图像深度×帧率÷1024÷1024;

例如:图像分辨率为384×288,图像深度为16bit,帧率为25Hz,此时传输的带宽要求为:384×288×16×25÷1024÷1024=42.1875Mbps;

存储容量的计算,这个跟单幅图像的大小有关系,单位为GB,总容量=单幅图像大小×图像深度÷8×帧率×时间(秒);

例如:图像分辨率为384×288,图像深度为16bit,帧率为25Hz,存储时间为10天,存储容量的要求:384×288×16÷8×25×60×60×24×10÷1024÷1024÷1024=4449.5GB。

网络设置(IP、网关、网段、子网掩码、防火墙)

每一个网络设备都一个IP地址,常规IP地址分为局域网(内网)用的IP和广域网(因特网)用的IP。

我们当前的设备都不能独立的暴露在广域网上,因此不具备广域网的IP,因此,我们常说的IP是指局域网IP,比如:192.168.1.15,这个IP分为4个段,192、168、1、15,我们的设备在组网过程中,一般前2个段是固定不动的,即192、168这两个。

子网掩码:255.255.255.0,表示前3个字段一样的IP地址,属于一个局域网,可以直接互相访问。如果是255.255.0.0,表示前2个字段一样的IP地址,属于一个局域网,可以直接互相访问。

网段:在局域网中,我们一般设置质网掩码为255.255.255.0,IP中第三个数字 我们一般称为网段,如果是192.168.1.15,那么我们称这个叫1网段,如果IP是192.168.8.15,那么我们成为8网段。

网关:我司业务中涉及到网关的地方,也成为网间连接器,作用是跨网络的访问。我们在设置电脑的网关时,一般都把路由器的内网IP设置成网关,路由器可以让我们局域网内部的电脑跨网络访问。

防火墙:我司当前所述的防火墙是指计算机自己的一个防火墙软件,是一种用于安全管理与筛选的软件,一般工业软件没有被这种防火墙软件备案的软件,都认为是可疑的,有危害的软件,会被计算机拦截,因此会造成软件使用故障。我们的客户在使用软件过程中,为了避免类似的问题,需要把计算机的防火墙关闭掉。

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红外机芯术语(三) https://www.hjkir.com/industry/en/7336.html Mon, 20 Nov 2023 05:58:33 +0000 https://www.hjkir.com/industry/?p=7336 温传

温度传感器,红外机芯在需要做测温功能时,内部需要集成一个精度比较高的温度传感器,测量机芯的温度。在温度标定的过程中,会参考这个温度传感器,对于测温机芯,该传感器非常的重要。

非均匀性校正、坏点、坏线

一个面阵的探测器,会分布很多个像元,每个像元对于目标温度的响应率会存在差异,这个差异就叫做非均匀性。

如果某个像元的响应不灵敏,或者过于灵敏,这种像元,我们成为坏点(盲元),如果探测器上面有一条都是坏点,那么我们把这一条成为坏线。

我们可以通过算法对探测器的这种非均匀性进行校正,这种算法就称为非均匀性校正。

调光算法

探测器每个像元的响应,通过数字化以后,深度为14bit,范围是0~16383,而可以显示的灰度图像的深度为8bit,显示只有0~255,把0~16383映射到0~255的过程,我们称为调光算法。

常规调光算法有线性映射、直方图均衡、线性+直方图均衡这三种。

图像融合算法

每一种成像方式根据其原理,都有自身的特点,融合算法就是把不同的光谱成像仪器采集到的图像,融合成一幅图像的算法,这种算法会保留两种不同仪器的成像特性,因此融合出来的图像细节会更加丰富。

一般的双光融合指的是可见光+热成像的方式,可见光有丰富的轮廓细节,红外有关于热量梯度的细节,两者融合起来,图像信息量增加很多,方便使用者发现和解决问题。

增强算法

增强算法也叫做数字细节增强(DDE),通过算法的形式,把比较微弱的差异,进行增强,便于人眼观察。

伪彩、调色板(色带)

不是现实存在的彩色,即为伪彩色,红外热成像所依托的波段是8~14um,390nm~780nm,因此红外热图并不存在彩色的属性。早期的红外热像仪基本都是把红外热图映射到0~255的灰度图上,用黑白图像来展示热图。随着热像仪的逐渐普及,且当今天的显示设备都具备彩色显示功能,甚至彩色的显示效果比黑白图像的效果更好,因此,后来工程师为了迎合一些工业现场的要求,用起一些鲜艳的颜色组合成0~255色,这种组合的颜色可以是渐变,也可以不是渐变,逐渐衍生出铁红、彩虹、北极、熔岩、等不同形态的调色板。

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红外机芯术语(二) https://www.hjkir.com/industry/en/7309.html Mon, 13 Nov 2023 02:57:32 +0000 https://www.hjkir.com/industry/?p=7309 长波非制冷红外探测器

长波非制冷红外探测器核心参数如下:

  1. 响应波段: 8~14um;
  2. 像元尺寸:当前探测器的主要有2种像元尺寸17um,12um;
  3. 分辨率:常规分辨率:160×120,384×288,640×480,1280×1024;
  4. 积分时间:探测器是按照逐行曝光,每行曝光时间一般40us左右,这个值可以调整,这个值可以控制探测器的响应幅度;
  5. 增益:控制探测器的响应幅度,与积分时间有类似的功能,增益是通过电路放大;
  6. 热响应时间:长波非制冷探测器是感应不同的热量,造成探测器感光材料的电阻发生变化,这个变化需要一断时间才能够完成,这个时间的长度称为热响应时间,一般为10ms左右,这个时间越长,针对移动目标,会出现图像的拖影。

快门

红外机芯的快门与可见光相机快门的功能是有本质的区别,红外机芯的快门严格意义来说叫挡片(shutter)。

可见光相机的快门是控制探测器的曝光时间,而红外的快门是用来补偿探测器的非均匀性的。

快门放置在探测器和镜头之间,当正常成像时,快门是处于打开状态,如果需要做校正,则快门片需要关闭,一般关闭时间在1秒以内。

当探测器的焦平面温度发生变化时,需要对探测器进行一个本底校正,在快门片处于关闭状态时,机芯输出的视频会处于冻结状态。

信号板

在机芯的整体结构中,探测器需要比较精密的电源给其供电,而且大部分都是模拟信号,设计过程中,为了避免其他电路造成对探测器的感染,会专门征地探测器做一块板卡,这个板卡就称为信号板。因此,探测器总是固定在信号板上面。

主处理板

主处理板的核心处理器为FPGA芯片,和红外相关的算法、控制逻辑,都在这一块电路板上面完成,因此这个板卡叫主处理板(主板)。一般情况下,该板卡放置在信号板之后。

接口板

用户在使用红外机芯时,会根据时期情况,选择不同的需求,选择不同的硬件接口,因此我们的产品,变化最多的就是接口板,不同的接口板会衍生出不同的产品。

结构件

结构件用来固定红外机芯的各个部件,有时间也是外观件。

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红外机芯术语(一) https://www.hjkir.com/industry/en/7268.html Tue, 07 Nov 2023 02:19:31 +0000 https://www.hjkir.com/industry/?p=7268 常规的红外机芯是指不带完整外壳,不带镜头的红外热像仪。

红外窗口

红外窗口的主要作用是保护红外机芯,外形为圆形平面。

红外窗口放置在红外机芯的最外侧,一方面可以放置灰层、水蒸气等其他物质进入红外机芯中,另一方面,可以防止外界硬物划伤红外热像仪。

红外窗口的常规材料是锗材料,外侧镀碳膜,内侧镀增透膜。碳膜的颜色是黑色,因此区分红外窗口的方式内外两侧可以依靠颜色来确定。

开窗模式

红外机芯正常工作时,是按照实际分辨率输出红外视频。如果需要增加红外机芯成像的频率,可以通过开窗的手段,如之前探测器的分辨率为640×480,我们只截取中心区域一部分(320×240),通过降低分辨率,从而减少数据量,这个方式来增加视频的频率。

红外机芯如果处于这种工作模式,就称为开窗模式。

Infrared lens

红外镜头是一个光学系统,作用是汇聚能量,常规的参数是镜头口径(F#),焦距(f),F# = f/镜头口径,F#越小,口径越大,能量则越强,常规红外镜头的F# = 1,焦距越大,空间分辨率越高,作用距离越远。

Spatial Resolution

红外热像仪的一个像素对应到成像空间中,可以分辨出来的大小,有2个维度的描述方式,分别是极坐标系和直角坐标系。

在极坐标系中,空间分辨率对应的单位是mrad(毫弧度),指单位像素对应的角度,这个值与像元尺寸s(单位是微米um),焦距f(单位是毫米mm)有关系,计算公式为。

在直角坐标系中,空间分辨率对应的单位是mm(毫米),指单位像素对应的长度,这个值与目标大小T(单位mm),所占像素的个数N有关系,计算公式为。

用极坐标的方式表述空间分辨率,这个值只与热像仪的基本参数有关系,与实际应用场景无关。属于设备的私有属性。

用直角坐标系表述空间分辨率,这个值不仅跟热像仪的基本参数有关系,还与作用距离有关系。

Field Of View

视场角包括水平视场角、垂直视场角、斜对角视场角,单位为°(度),比如探测器的分辨率为640×480,空间分辨率为r = 1mrad。

调焦、对焦、大视场、小视场、连续变焦

常规的红外镜头如果按照焦距这个指标作为重点参数,来界定镜头的类型,可以分为三种,分别是定焦镜头、多视场镜头、连续变焦镜头。

定焦镜头:焦距是固定的,不能调焦、可以根据不同的景深进行对焦。

多视场镜头:有两种及以上的焦距,可以在每个焦距之间来回切换,焦距短的,成为大视场,焦距长的称为小视场。这种镜头通常会安装两个电机,分别用来切换视场和对焦。

连续变焦镜头:镜头的焦距是连续的,可以无极进行镜头焦距的调整,从图像效果上面来看,就是无极缩放。这种镜头通常会安装两个电机,分别用来调焦和对焦。

 

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与红外行业相关的材料 https://www.hjkir.com/industry/en/7238.html Mon, 30 Oct 2023 06:35:15 +0000 https://www.hjkir.com/industry/?p=7238 锗材料

锗属于金属材料,元素符号Ge,早期非制冷长波红外镜头所使用的镜片材料均是该材料,统称为锗玻璃,常规工艺中,该材料可以镀碳膜(DLC 或者 类金刚石),也可以镀增透膜。

锗玻璃的加工方式也非常局限,一直只能通过单点车(冷加工)进行加工,因此加工成本也十分昂贵。

如果红外镜头在环境恶劣的室外使用,且没有保护窗口时,常常需要第一片镜需要镀碳膜,因此,这种情况下,第一片镜的材料一般都是锗玻璃。

 硫系材料

硫系玻璃作为红外透镜材料,加工效率很高,可以精密模压,比金刚石车削提高10倍以上,原料成本是锗玻璃的1/3,但是在温度适应上,锗单晶比较“娇气”,温度变化一大,图像不稳定。在常规镜片材料选择上面,厂家处于成本考虑,一般都会尽量选择该材料。

 硅材料

 膜系-增透膜与碳膜

红外镜片在完成加工以后,如果不进行镀膜工艺处理,一般是不能直接用于组装镜头的,常用的镀膜工艺有增透膜和碳膜。

增透膜的颜色一般有很多种,一般镜片的颜色如果是彩色的,基本都是镀的增透膜。镜片在镀增透膜以后,透过率一般可以达到98%以上,因此即使多片镜组合的光学系统,总体的透过率也是极高的。

碳膜的颜色是黑色的,镜片在镀碳膜以后,透过率一般可以达到92%。由于碳膜的硬度极高,为了防止镜头是在使用过程中,镜头被划伤,第一片镜会采用镀碳膜的形式。

 非制冷红外探测器感光材料氧化钒与非晶硅

当今世界上长波非制冷探测器的材料有3种,氧化钒(VOX)、非晶硅(α-Si)、氧化钛。氧化钛是只有韩国I3公司在使用,由于该材料对其另外两种材料,优势不太明显,而劣势明显,当前市面上基已经很少见。当前非制冷红外探测器的技术流派就只有氧化钒与非晶硅。

氧化钒技术起源于美国,非制冷技术起源于法国,两者的生产工艺和薄膜种类相同。氧化钒相对非晶硅灵敏度高,稳定性低。

中国国内除大立科技拥有氧化钒和非晶硅两种探测器生产线,其他厂家均用的是氧化钒材质。

一般对测温功能要求比较高的红外热像仪,大多采用非晶硅的探测器。

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红外基础知识–光谱 https://www.hjkir.com/industry/en/7132.html Tue, 24 Oct 2023 06:40:00 +0000 https://www.hjkir.com/industry/?p=7132 红外基础知识—光谱

光谱(spectrum) :是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,被色散开的单色光按波长(或频率)大·小而依次排列的图案,全称为光学频谱。光谱中最大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分,在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光。光谱并没有包含人类大脑视觉所能区别的所有颜色,譬如褐色和粉红色。

光谱概述图

 光谱的基本概念

光谱是电磁波谱的子集,我们常说的光谱就是指紫外光、可见光、红外光。紫外线光的光谱长度200nm~380nm之间,可见光的光谱长度380~780nm之间,红外光的光谱长度0.78um~1000um之间。

 紫外波段

紫外(Ultraviolet)波段分为三个波段,短波UVC(200~280nm)、中波UVB(280~320nm),长波UVA (320~380nm),不同的波段,特性不一样。

太阳光中紫外的短波段部分基本被地球的臭氧层吸收,无法到达地球表面。

电晕和电弧在产生过程中,会产生紫外线,因此电力行业中通常会使用紫外成像仪测量电晕和电弧,这种仪器的工作波段在240nm~280nm之间,为紫外的短波段。

 可见光波段

可见光各分色的波长

可见光波段的在日常生活和工作中,应用范围非常的广。围绕光谱波段的部件产品主要是滤光片,滤光片分为带通滤光片、长波通滤光片、短波通滤光片、中性密度滤光片(衰减光强,不改变光谱能量密度)、颜色滤光片、二向色滤光片。

 红外波段

红外光谱的可以分为近红外(0.78um~1um)、短波红外(1um~2.5um)逐步扩展到中波红外(3um~5um)、长波红外(8um~14um)。

常规的可见光相机可以延伸到近红外波段,只是量子效应不太高。

短波红外探测器的的材料主要以铟镓砷(InGaAs)为主,光谱范围可以是0.9um~1.7um)。

中波红外探测器以制冷型为主,主要材质为碲镉汞(HgCdTe)、锑化铟(InSb)。

长波探测器分为制冷型和非制冷型,制冷型探测器主要材料为碲镉汞(HgCdTe),非制冷型探测器主要为非晶硅(α-Si)、氧化钒(VOx)。

 目标的热辐射强度

热辐射,物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大。辐射的总能量与绝对温度的四次方成正比。

自然界中的一切物体都在向外辐射能量。假设物体A辐射出去的能量有一部分(TA)投射到了物体B的表面时,TA中的一部分TA(α)被物体B的表面所吸收;TA中的另一部分TA(ρ)被物体B的表面所;还有另一部分TA(γ)穿透了B。

吸收率α:表示物体B吸收的能量占投射到B上的总能量的比值,反映了物体对外来辐射的吸收能力。

反射率ρ:表示被物体B反射出去的能量占投射到B上总能量的比值,反映了物体对外来辐射的反射能力。

透过率γ:表示透过物体B表面的能量占投射到B上总能量的比值,反映了物体对外来辐射的透过能力。

三者之间的关系满足:α+ρ+γ= 1下面给出几种特殊情况

当α=1,ρ=γ=0时,表明物体A投射到物体B上的能量完全被物体B所吸收,此时的物体B称为绝对黑体。

当ρ=1,α=γ=0时,表明物体A投射到物体B上的能量完全被物体B反射出去,此时的物体B称为绝对白体。

当γ=1、ρ=α=0,表明物体A投射到物体B上的能量穿透B表面全部投射出去,此时的物体B称为绝对透明体或者绝对透热体。

需要注意的是,上述三种特殊情况均属于假设情况,真实的自然界中不存在绝对黑体、绝对白体以及绝对透明体。此外,物体表面的吸收率、反射零和投射率还与投射到物体表面的波长有关。

物体的辐射率等于物体在一定温度下辐射出的能量与同一温度下黑体辐射出的能量的比值,黑体的辐射率等于1,其它物体的辐射率介于0和1之间。辐射率衡量的是物体表面以辐射的形式释放能量相对强弱的能力。物体的辐射率仅于物体表面的性质有关,根据基尔霍夫定律,在给定温度条件下,任何物体的辐射率在数值上等于此物体的吸收率。

 维恩移位定律

维恩位移定律(Wien displacement law),热辐射的基本定律之一。在一定温度下,绝对黑体的温度与辐射本领最大值相对应的峰值波长λ的乘积为一常数,即λ(m)T=b单位:米*开尔文m·K)。

 维恩移位定律

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