紅外熱像儀應用

　　紅外熱像儀在軍事和民用方面都有廣泛的應用。隨著熱成像技術的成熟以及各種低成本適于民用的熱像儀的問世，它在國民經(jīng)濟各部門發(fā)揮的作用也越來越大。在工業(yè)生產(chǎn)中，許多設備常用于高溫、高壓和高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，應用紅外熱成像儀對這些設備進行檢測和監(jiān)控，既能保證設備的安全運轉(zhuǎn)，又能發(fā)現(xiàn)異常情況以便及時排除隱患。同時，利用熱像儀還可以進行工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量控制和管理。

　　熱成像的優(yōu)勢自然界中的一切物體的溫度都高于零度，都會有紅外輻射.這是由于物體內(nèi)部分子熱運動的結(jié)果。其輻射能量正比于自身溫度的四次方成正比，輻射出的波長與其溫度成反比。紅外成像技術就是根據(jù)探測到的物體的輻射能的大小。經(jīng)系統(tǒng)處理轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕宋矬w的熱圖像，以灰度級或偽彩色顯示出來，即得到被測目標的溫度分布從而判斷物體所處的狀態(tài)。林區(qū)背景溫度一般在-40～60攝氏度，而森林可燃物產(chǎn)生的火焰的溫度為60O～1200攝氏度，兩者溫度相差較大。在熱圖像中很容易將可燃物的燃燒情況從地形背景中分離出來。根據(jù)熱圖像的溫度分布，我們不僅可以判斷火的性質(zhì)還能探測出火的位置、火場面積、從而估計火勢。

　　此外，紅外熱像儀在醫(yī)療、治安、消防、考古、交通、農(nóng)業(yè)和地質(zhì)等許多領域均有重要的應用。如建筑物漏熱查尋、森林探火、火源尋找、海上救護、礦石斷裂判別、發(fā)動機檢查、*偵察以及各種材料及制品的無損檢查等。北京和普威視光電技術有限公司坐落在*高新產(chǎn)業(yè)基地-----首都中關村科技園區(qū)內(nèi)，是集自主研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，擁有核心技術制造光電設備和系統(tǒng)解決方案于一體的高科技企業(yè)。

　　紅外熱像儀工作原理

　　非制冷紅外焦平面探測器由許多MEMS微橋結(jié)構的像元在焦平面上二維重復排列構成，每個像元對特定入射角的熱輻射進行測量，其基本原理如圖4所示，a):紅外輻射被像元中的紅外吸收層吸收后引起溫度變化，進而使非晶硅熱敏電阻的阻值變化;b):非晶硅熱敏電阻通過MEMS絕熱微橋支撐在硅襯底上方，并通過支撐結(jié)構與制作在硅襯底上的COMS獨處電路相連;c):CMOS電路將熱敏電阻阻值變化轉(zhuǎn)變?yōu)椴罘蛛娏鞑⑦M行積分放大，經(jīng)采樣后得到紅外熱圖像中單個像元的灰度值。

　　為了提高探測器的響應率和靈敏度，要求探測器像元微橋具有良好的熱絕緣性，同時為保證紅外成像的幀頻，需使像元的熱容盡量小以保證足夠小的熱時間常數(shù)，因此MEMS像元一般設計成如圖5所示的結(jié)構。利用細長的微懸臂梁支撐以提高絕熱性能，熱敏材料制作在橋面上，橋面盡量輕、薄以減小熱質(zhì)量。在襯底制作反射層，與橋面之間形成諧振腔，提高紅外吸收效率。像元微橋通過懸臂梁的兩端與襯底內(nèi)的CMOS讀出電路連接。所以，非制冷紅外焦平面探測器是CMOS-MEMS單體集成的大陣列器件。