非制冷红外热像仪论文.doc

PAGE\*MERGEFORMAT25红外成像阵列与系统—非制冷红外热像仪简述2013年11月8日非制冷红外热像仪简述摘要：非制冷红外热像仪是目前主流的夜视观察仪器之一,因其较高的可靠性在军事领域的低端应用、民用等方面有广阔的前景。它通过被测物体向外界发出的辐射能量来得到物体对应的温度。本文主要就非制冷红外热像仪的测温原理、发展状况、系统设计及其性能参数做简单的分析及介绍。比较了两种不同情况下的测温公式的优劣并且做出了相关推导，简单介绍了基于FPGA的非制冷红外热像仪的电路系统和通用型非制冷红外热像仪的性能参数及其一般测定方法。对以后的红外热成像系统的学习起到了一定帮助。关键字：非制冷红外热像仪；测温原理；发展状况；系统设计；性能参数ThebriefdescriptionofuncooledinfraredthermalimagerYuChun-kai,WangHui-ting,QiXiao-yun,XuJianAbstract:Currently,uncooledinfraredthermalimagerisonekindofmainstreamdevicesonnightvision.Becauseofitshighreliability,uncooledinfraredthermalimagerhasabroadprospectofapplicationinmilitaryandcivilfield.Itgainstemperatureofthedetectedobjectbytheinfraredradiationtheobjectemits.Thispapersimplyanalysesandintroducestemperaturemeasuringprinciple,developmentstatus,systemdesignandperformanceparameteronuncooledinfraredthermalimager.Wecomparedtwodifferenttemperaturemeasuringformulaeintheirrespectivesituationsanddidtherelevantderivation.WealsointroducedthecircuitsystemwhichbasedonFPGAinuncooledinfraredthermalimagerandtheperformanceparameterofgeneraluncooledinfraredthermalimager.Thispaperprovidesusmuchpromotionaboutthefuturestudyofinfraredthermalimagingsystem.Keywords:uncooledinfraredthermalimager;temperaturemeasuringprinciple;developmentstatus;systemdesign;performanceparameter0前言红外热像仪是一种可探测目标的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段将目标物理的温度分布图像转换为视频图像的设备[1]。而由于焦平面阵列探测器材料及相关工艺的限制，早期的红外热像仪必须经过制冷处理来尽可能地减小误差，因此早期的红外探测器件往往会有相应的制冷剂伴随着一起工作，这样在成本和使用率方面就比较落后。但是随着红外技术的不断革新，特别是热电材料及其相关技术的日臻成熟，人们将一些热电、铁电材料逐渐代替了需要制冷方能正常工作的探测器阵列材料，如碲镉贡HgCdTe等，于是在1978年非制冷热成像技术首次研究成功。相应地，许多不同材料、不同类型的非制冷红外热像仪也相继问世。到目前为止，非制冷红外热像仪的基本工作原理，理论基础已经得到广泛地验证，在各个方面的应用也取得了比较好的效果，但是就材料、噪声、系统、性能等方面仍存在需要进行大量研究的必要性。非制冷红外热像仪有着突出的优点。相比于普通的制冷型红外热像仪而言，非制冷红外热像仪在使用率、价格、可靠性、体积、功耗等方面都有制冷红外成像系统无可比拟的优势。非制冷热成像系统在各个领域有着广阔的应用前景。在军事领域，与第一代成像系统相比较，非制冷红外成像系统的结构大大简化，提高了可靠性、分辨率和探测灵敏度，并降低了造价。采用红外焦平面阵列的红外侦察系统能在远距离和恶劣气候条件下有效地探测和跟踪目标；非制冷热成像系统特别适合陆军的轻武器使用，作为单兵侦查、夜间驾驶、轻武器瞄具等。AN／VAS．5型驾驶员影像增强器(DⅦ)是战斗和战术轮式车辆驾驶员使用的一种被动非制冷热成像系统。能使车辆在昼夜和存在人工遮蔽物(如烟、雾或尘)情况下连续工作。在商业和民用