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红外热像仪(2)
2007-09-14 17:53:14 来源: 作者: 【 】 浏览:2330次 评论:0
    3.焦平面热像仪的工作原理
    由于焦平面探测器分为制冷型和非制冷型两类,所以焦平面热像仪也相应地分为制冷型焦平面热像仪和非制冷型焦平面热像仪。
    (1)制冷型红外焦平面热像仪的工作原理
    红外焦平面热像仪也是由红外摄像头、图像处理及显示器等各部分组成,如图1-3所示。

图1-3  制冷型红外焦平面热像仪原理框图

    红外摄像头结构简单,其内装有带制冷的硅化铂红外电荷耦合器件、成像镜头、红外CCD驱动板。全套仪器重量仅2kg左右,携带使用十分方便。硅化铂红外CCD输出视频信号,经钳位和放大等预处理后,由A/D转换变成8bit或12bit的数字图像信号,然后由固定图形噪消除电路和响应率非均匀性校正后,存入帧图像存储器中。图像信号混合了标尺和字符等数据后,经伪彩色编码和D/A转换后,在显示器上显示。显示模式具有黑白、伪彩色和等温区等种方式,并能定时地读出图像所对应的物体表面温度。
    (2)非制冷型红外焦平面热像仪的工作原理
    非制冷型红外焦平面热像仪是利用类似热敏电阻的原理工作的。在图12-巧所示的桥式电路中,R1为内置探测器,R2为工作探测器,R3、R4是桥式平衡电路的标准电阻,E是取样电压信号。R1和R2两个探测器的位置摆放很近,R1被屏蔽不露,而作为工作探测器的R2暴露在外以接收红外辐射。当工作探测器没有外来辐射照射时,电桥电路保持平衡,没有电压信号输出,此时E=0;而当红外辐射照射到工作探测器时,将使R2的温度变化,从而引起该探测器的电阻阻值随温度变化,桥式电路的平衡被打破,使信号输出电路的两端产生电压差,输出电压信号。
    4.红外热像仪的图像处理系统
    随着计算机技术的不断发展,红外热像仪的图像处理系统性能也得到不断的提高。该系统可用于增加热像仪的测温精度和分析显示功能。
    热像仪所配置的图像处理系统档次不同,性能相差很多,但总体上可分为两种类型,一种是以微处理机的形式构成整个智能化热像仪的一个组成部分,另一种是作为一个独立系统形成热像仪的外围辅助设备。
    (1)热像仪微处理机
    智能化热像仪的微机理的原理结构如图1-4所示。

图1-4  非制冷型红外焦平面热像仪工作原理

    由红外摄像头输出的热图像信号经过信号处理以恢复信号直流电平,再由A/D转换器转换成数字信号。数字信号由DMA(直接存储器存取)接口向CPU(计算机中央处理装置)请求后经总线存入图像缓冲区。图像缓冲区具有双通道结构,分别与输出DMA接口和CPU接通。热图像的输出显示采用高速DMA方式,输出DMA按电视扫描频率从图像缓冲区读出与电视制式兼容的图像信号。

图1-5  热像仪微处理机原理结构框图

    (2)红外图像处理系统
    作为红外热像仪的外围辅助设备,红外图像处理系统既能与热像仪联机使用,也可以单独在实验室内处理现场记录的热图像信息。红外图像处理系统通常由微型计算机、相应的硬件和软件及辅助设备构成。它的功能主要有:被测目标的实时观察、测量、分析,进行对热图像的采集、存储、增强、滤波去噪、伪彩色显示、几何变换、图像运算、传送和输出打印等。
    热图像处理和分析系统的主要硬件包括制式转换器、帧捕获器和图像输出设备等三部分,其硬件构成框图如图1-6所示。

图1-6  红外图像处理系统结构框图

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Tags:红外 责任编辑:我心依旧

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