红外热像仪在公安部门应用

红外热像仪在公安部门应用 2008-9-22 11:31:39 咨询电话:010-51650488

一.夜视技术简介
  古今中外,人们常常利用夜幕的掩护,实现白天难以完成事情。纵观近期几场战争,美军几次致命的战争都是从夜间发起的,可以说美军从怯于夜战到敢于夜战要归功于夜视技术。同时,夜视仪对发现各种夜间的犯罪活动等安全监控方面也起到了不可忽视的作用。
那么何为夜视技术呢?夜视技术是应用光电探测和成像器材,将肉眼不可视目标转换(或增强)成可视影像的信息采集、处理和显示技术。夜视技术产品按成像原理可分为微光夜视、红外热像夜视两类。在黑暗环境中存在着少量的自然光,如月光、星光、大气辉光等,统统称为夜天光。因为它们和太阳光比起来十分微弱,所以又叫夜微光。人眼视网膜的感光灵敏度不高,在微光条件下不能充分“曝光”。一般的夜视器材都是利用目标的反射光线成像,利用电子放大器,将收集的微弱光线放大数千倍,以在黑暗中产生可辨认的图像将极微弱的光照目标信号增强,显示成肉眼容易看见的图像。这种原理的仪器为微光夜视仪,显然这种仪器在完全无光或距离较远时就无能为力了。
红外热像仪与它们不同,它既不依靠夜天光,也无须主动携带红外光源,而是靠接收目标自身的红外辐射(一切物体,只要其温度高于绝对零度,就会有红外辐射)来工作的,自然界中一切温度高于绝对零度(-273.16摄氏度)的物体都不断地辐射着红外线,这种现象称为热辐射。红外线是一种人眼不可见的光波,无论白天黑夜,物体都会辐射红外线,但红外线不论强弱,人们都看不到。红外热像仪就是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的红外辐射信号,经过红外光学系统红外探测器的光敏源上利用电子扫描电路对被测物的红外热像进行扫描转换成电信号,经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热图像。利用这种原理制成的仪器为红外热像仪。它通过探测微小的温度差别,产生的图像是热图像,可见红外热像仪在完全无光、距离较远时都可对物体成像,红外热像仪不仅可在完全无光的情况下观测而且可以在黑夜或浓厚的烟幕、云雾中探测到对方的目标,包括已伪装的目标和高速运动目标,同时还要求在远距离上识别目标,因而红外热像仪属现今最高档的夜视仪。具有军事意义的目标(如飞机、坦克等)一般都比周围环境温度高,因此也就成了热像仪最好的观察对象。
热成像夜视仪是目前技术最为先进的夜视器材,它的第一代产品为光机扫描型热成像仪,主要由光学系统(含扫描器)、红外探测器(含制冷器)、电子放大线路和显示器等几部分组成。其中红外探测器是热成像仪的核心部件和关键技术,它基于内光电效应进行光电探测。为保证红外探测器具有足够的探测灵敏度,需由专门的制冷器对其进行低温制冷。
热像仪的第二代是采用红外CCD焦平面阵列技术的凝视型热像仪。红外焦平面阵列是指放在光学系统焦平面上的一块芯片,在这块如同邮票大小的芯片上,不仅集成了成千上万个红外探测器,而且与各探测器相匹配的信号放大与处理电路也集成在一起,形成一个整体,使第二代热像仪不仅取消了光机扫描器,能够像眼睛一样摄取目标的完整图像,而且缩小了体积,降低了功耗。不仅如此,由于CCD成像器件具有更高的灵敏度和热分辨率,使探测距离和识别能力也有明显提高。
热像仪的工作波段(即红外探测器的敏感范围)可达到中、远红外区域,但由于大气对波长为3—5微米和8—14微米以外的红外线有强烈的衰减作用,所以实际上热像仪主要工作在3—5微米和8—14微米两个红外波段。
综上所述,尽管微光和热成像技术统称夜视技术,而二者又存在区别,即在没有任何光亮的情况下,热像仪可以使用,微光镜则不能看到东西,而且,在明亮的环境中也不能用微光镜观察。相反热像仪不管白天黑夜都能产生图像,因为只要存在温差,就能产生红外线,它看得见任何发射红外线的东西。红外热像仪的缺点是不能给出特别清晰的图像,所以不能说出那人穿什么衣服、长的什么样。在执法行动中两种技术经常配合使用。热像仪用于发现嫌疑犯,而微光镜则用于确认目标。对于执法人员来说,在黑暗中能够看得见十分重要。德克萨斯州乔治敦的巡警兼热像摄像员凯利·德沃尔对此深有感触:"利用这种技术,警员要安全得多,它能使警员发现周围潜在的威胁,沿尽可能安全的路线,接近并逮捕嫌疑犯,没有夜视器材,有时难免会和犯罪分子直接碰面。"

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