氧化钒非制冷红外焦平面探测器芯片工艺研究

红外探测器1 红外探测器应用发展红外探测器由于诸多特点在军用和民用领域都取得了广泛的应用，红外探测器在红外系统中起着至关重要的作用。

简述国内外红外探测器部分最新的研究成果和动态，关于红外成像技术发展，讨论红红外探测器应用中的一些新技术、发展重点和难点，对以后一段时期内的红外探测器发展及其市场前景进行展望。

2 红外探测器应用背景红外探测器具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、可全天候、全天时工作等优点，在军用和民用领域都得到了极为广泛的应用。

在军事上，包括对军事目标的搜索、观瞄、侦察、探测、识别与跟踪；对远、中、近程军事目标的监视、告警、预警与跟踪；红外探测器的精确制导；武器平台的驾驶、导航；探测隐身武器系统，进行光电对抗等。

在民用领域，在工业、遥感、医学、消费电子、测试计量和科学研究等许多方面也得到广泛应用。

目前国外红外成像器件已发展到了智能灵巧型的第四代，在光电材料、生产工艺及系统应用等方面都取得了丰硕的成果，但是国内红外相关技术研究与生产起步较晚，并且受工业基础制约，发展远滞后于国外，而市场需求却持续强劲，无论在军用还是民用领域都有巨大的发展空间。

3 红外探测器现状分析从第一代红外探测器至今已有40余年历史，按照其特点可分为四代：第一代（1970s-80s）主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像；第二代（1990s-2000s）是以4×288为代表的扫描型焦平面；第三代是凝视型焦平面；目前正在发展的可称为第四代，以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型系统级芯片为主要特点，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段融合探测与识别能力。

在红外探测器发展过程中，新材料、新工艺、新器件、新方法不断涌现，按工作环境可分为致冷型和非致冷型两大类。

3.1 高性能致冷型红外探测器此类器件需要在低温下（77K）工作，相比非致冷器件成像质量优异、探测灵敏度高，通常又可分为传统型和量子阱焦平面探测器。

红外热像仪选型及图像调试标准目次1红外热像仪基本概念 (3)2红外热像仪成像原理 (4)2.1红外探测器成像原理 (4)2.2硬件设计原理 (5)2.3软件设计原理 (6)3红外图像调校标准 (7)3.1非均匀性校正（NUC） (7)3.2图像增强 (9)3.3鬼影（Ghost） (10)3.4坏点(Bad Pixels) (10)3.5对比度 (11)3.6锅盖 (12)3.7补偿（Calibration） (12)3.8本底图像 (12)3.9自适应动态范围压缩（AGC） (13)3.10图像细节增强（DDE） (13)3.113D DNR数字降噪 (13)4红外镜头选型 (14)4.1光学镜头常用的材料 (14)4.2红外光学镜片材料选型 (14)4.3红外镜头选型 (15)5红外探测器选型 (17)5.1制冷型探测器类型 (18)5.2制冷探测器场景应用 (23)5.3非制冷型探测器类型 (24)5.4非制冷型探测器封装类型 (25)6红外热像仪关键参数选型 (28)6.1焦距 (28)6.2视场角 (28)6.3响应率 (29)6.4响应时间 (29)6.5噪声 (30)6.6噪声等效功率NEP (30)6.7信噪比 (30)6.8噪声等效温差（NETD） (30)6.9最小可分辨温差（MRTD） (30)6.10探测率 (31)6.11帧率 (31)6.12空间分辨率 (31)7总结 (31)7.1红外热成像优势 (31)7.2红外热像仪应用 (32)7.3红外热成像探测器的技术趋势 (34)1红外热像仪基本概念红外热成像技术是一种通过利用物体表面的热辐射来识别物体表面温度分布的检测技术，它通过红外探测器将光信号转化为电信号，再经过处理后转化为热像图，以便人们观察。

红外辐射是一种电磁波辐射。

它的波长介于可见光和微波之间，通常被分为近红外、短波红外、中波红外和长波红外及远红外区域。

a）近红外辐射波段：0.78-1微米b）短波红外辐射波段：1-3微米c）中波红外辐射波段：3-5微米d）长波红外辐射波段：8-14微米e）远红外波段：14-1000微米图1红外光谱波长图红外热像仪由红外光学镜头、红外探测器、信号处理器和图像处理器等组成。

第33卷第5期红外与激光工程Z004年10月Vol.33No.5I nf rared and Laser En g i neeri n g O ct.Z004非制冷红外热成像技术的发展与现状邢素霞9张俊举9常本康9钱芸生(南京理工大学电子工程与光电技术学院9江苏南京Z10094)摘要!非制冷红外焦平面技术在过去的几年内飞速发展9非制冷焦平面由原来的小规模9发展到中\大规模3Z0XZ40和640X480阵列9在未来的几年内有望获得超大规模的10Z4X10Z4非制冷焦平面阵列o像素尺寸也由50卜m减小到Z5卜m9提高了焦平面的灵敏度9使非制冷红外热成像系统在军事领域得到了成功应用9部分型号已经装备于部队9并受到好评o今后9随着焦平面阵列规模的不断增大\像素尺寸的进一步减小9非制冷热成像系统在军事领域的应用将越来越广泛9尤其在轻武器瞄具\驾驶员视力增强器\手持式便携热像仪等轻武器方面9非制冷热成像系统在近年内有望逐步取代价格高\可靠性差\体积大等笨重的制冷型热成像系统o关键词!非制冷焦平面阵列;红外热成像;轻武器中图分类号!TNZ1文献标识码!A文章编号!1007-Z Z76(Z004)05-0441-04Recent devel o p m ent and st at us of uncooled I R t her m ali m a g i n g technol o gyX I NG Su-xi a9Z~ANG Jun-u9C~ANG Ben-kan g9I AN Yun-shen g(O p t o-el ectr oni cs A cade m y9Nan i n g Uni versit y of S ci ence T echnol o gy9Nan i n g Z100949Chi na)Abstract:Fr o m s m all scal e t o m edi u m and l ar g e scal e3Z0X Z409640X480uncool ed f ocal p l ane arra y(UFPA)9uncool ed i nf rared t echnol o gy has been devel o p ed ra p i dl y i n recent y ears9 and10Z4X10Z4FPA s are ex p ect ed i n t he f ut ure.The p i xel p itch i s al so devel o p ed f r o m50～Z5卜m9and t he sensiti vit y i s i m p r oved l ar g el y9so t hat t he t her m al i m a g i n g s y st e m i s a pp li ed suc-cessf ull y i n m ilit ar y aff airs.Part model has been ar m ed i n m ilit ar y and m easured Well.I n t he f u-t ure9W it h t he devel o p i n g l ar g er scal e and s m all er p i xel of UFPA9t he a pp li cati on of uncool edt her m al i m a g i n g s y st e m W ill be W i der9es p eci all y i n li g ht t her m al Wea p on9such as li g ht W ea p on vi-si on9dri ver visi on enhancer and handle t her m al s y ste m9uncooled t her m al i m a g i n g s y ste mis ex p ected tore p lace t he hi g h p rice9l o W reliabilit y9bi g bul k cooled t her m al i m a g i n g s y ste m g raduall y i n recent y ears.Ke y words:Uncool ed f ocal p l ane arra y;I nf rared t her m al i m a g i n g;L i g ht Wea p on0引言红外热成像仪是一种可探测目标的红外辐射9并通过光电转换\电信号处理等手段9将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备9是集光\机\电等尖端技术于一体的高新技术产品O在军事领域9它可以突破黑夜的障碍9实施夜间行动和作战9大幅度提收稿日期!Z003-11-079修订日期!Z003-1Z-Z9作者简介!邢素霞(1975-)9女9山东菏泽人9博士生9主要从事红外热成像系统方面的研究O高武器系统的作战能力;在民用领域红外热成像系统可以进行无损检测等同时非制冷焦平面探测器使整个红外热成像系统省去了复杂的制冷系统成本大大降低使得红外热成像技术得到飞速发展非制冷红外热成像系统的核心是非制冷焦平面其发展水平直接决定了非制冷热成像系统的发展从1978年非制冷式热成像技术首次研究成功到目前非制冷热成像仪装备到部队已有Z0多年的发展历史世界各国都在竞相开展非制冷焦平面的研究其中美国.英国.法国等国家处于领先地位探测器像素已由原来的单元结构发展到目前的大规模面阵并逐步向超大规模阵列发展像素尺寸也在明显减小1非制冷红外热成像技术发展现状非制冷红外探测器主要有电阻型热探测器.铁电型和热释电型探测器电阻型热探测器的敏感元是热敏电阻使用的材料主要为氧化钒<VOJ>和非晶硅<-S i>铁电型焦平面探测器的材料主要有锆钛酸铅<PZT>钛酸锶钡<BST>为热释电型探测器的主要材料性价比最高的非制冷系统使用的是混合式铁电探测阵列1.1国外非制冷热成像技术发展现状非制冷红外探测器的研究居世界领先水平的国家主要有美国.法国.英国和日本英国从事非制冷红外探测器研究的公司主要是BAE公司发展成熟的探测器为PST和PZT混合结构的热释电陶瓷探测器PST与PZT单片式结构探测器正处在研制中日本从事非制冷红外探测器研制的公司主要有三菱公司和日本电气公司三菱公司的非制冷红外探测器正处于研发过程主要有S i P/N结型和Yba Cu O电阻型热探测器两种探测器规格均为3Z0X Z40像素尺寸均为40卜m在J/1条件下S i P/N结型焦平面探测器的NETD优于1Z0mK Yba Cu O电阻型焦平面的NETD优于80mK日本电气公司主要从事以VOJ为材料的电阻型探测器的研究其第一个原理型探测器的NETD为150mK<Z56X Z5650卜m像素尺寸>最新报道的3Z0XZ40焦平面阵列像素尺寸为37卜m热响应时间为1Z m s填充因子为7Z%装备热成像系统后的NETD为100mK<J/160~Z>据国际光学学会<SPI E>预测目前红外热成像产品的世界市场规模每年合计40亿美元美国产品占50%以上由此看出在红外热成像技术上美国处于世界领先地位图1所示为美国非制冷红外探测器的发展过程世界上第一个非制冷红外热成像系统就是由美国的T exas I nstr u m ents研制成功的主要红外材料为-S i与BST1983年美国~one y Well开始研制室温下的热探测器使用了硅微型机械加工技术因为这样可以提供较好的热隔离并且可以降低生产成本1990～1994年美国很多公司从~one y W ell公司得到技术转让使以VOJ为探测材料的非制冷探测器得到了快速.广泛的发展VOJ材料具有较高的热电阻系数目前世界上性能最好的探测器就是采用VO J材料制备的<1>BST铁电型探测器混合结构的BST热探测器发展已经比较成熟其中像素尺寸为50卜m的3Z0X Z40焦平面阵列的NETD为47mK Ra y t heon生产的W1000系列为典型产品其质量为1.7k g探测距离可达550m可用于轻型武器热瞄具<LT W S>.驾驶员视力增强器<DVE>.手持式热像仪和车载式驾驶仪截止到Z003年9月Ra y t heon已经向美国陆军交付10000只武器热瞄具包括轻.中和重型武器热瞄具其中以轻型武器热瞄具装备的S p ect erI R就是采用3Z0X Z40阵列的BST探测器制备的装备的武器有M16. M4.M Z03和M136等可以探测并识别Z00m以外的行人其各项参数如表1所示薄膜铁电型探测器<TFFE>正处于研发阶段[1Z]设计规格为3Z0X Z40像素大小为48.5卜mZ00Z年Ra y t heon在TFFE上取得新的突破NETD 在90～170mK之间填充因子为55%<Z>VOJ电阻型探测器由于VOJ材料具有较高的热电阻系数因此用此材料制备的非制冷探测器是目前性能最好的探测器已经投入市场的焦平面阵列探测器的规格为3Z0 XZ40像素尺寸为50卜m NETD为Z0mK热响应时间为Z0m s该型号的探测器在Ra y t heon vi si on s y st e m.BAE.I ndi g o.DRS等公司都有生产DRS 公司生产的U3000/U4000已经作为武器热瞄具装备于美国陆军焦平面像素尺寸为51卜m响应波段Z44红外与激光工程第33卷为8～1Z卜m NETD<U3000>为64～75mK质量约为1.36k g表1S p ecter I R热瞄具的各项参数Tab.1The p ara m eter of S p ecter I R t her m al vis i onNEDT<0.1Internalp oW er3AA L i batter yFOV 6.4 <V>X8.6 <~>Externalp oW erS electableM a g n ifica-tion 1.8XIn itialstart-u pti m e<10sO p eratin gte m p erature ran g e 10～60S p ectralres p onse7.5～1Z.5卜mO p tics J/1.0<G e W indoW>I RsensorM ixed BST m icrobo lom eterF ocus ran g e3m～O Po larit ycontro l~ot W h ite/hot blackInd ividual e y e correction D io p tor ad ust/securit yar m y e y e p atchG ain/levelA utom ation/internal sensorshelves calibration/correctionR an g e toreco g n iZe m ovin g m an >Z00mR ailm ountM IL-STD-1913C ontinuous o p eratin g ti m e>6h＠Z5 standardCOT S batter y char g ableV ideo out~om ochrom y SM PTE-170M<NT SC concurrent>W ei g ht<B atteries><1.36k g S iZe33.65c mX7.6Z c mX9.65c m同时BAE公司也在陆续为部队提供M i cr oI R-TM系列的轻型武器热瞄具配备的武器系统有A4 A16系列和M136AF4可用在空降师机械化步兵师等作战部队非制冷红外热像仪在部队轻型武器中的应用是美军用非制冷红外热像仪取代第二代FLI R迈出的第一步小像素尺寸的640X480焦平面阵列探测器是多家公司研制的新型产品也是重点研究产品它可用来提高图像的分辨率1999年BAE第一个报道了以640X480焦平面为核心的热像仪LTC650TM像素尺寸为Z8卜m NETD<0.1质量为Z.4k g DRS公司在Z001年报道了第一个研制的以640 X480焦平面为核心的热像仪U6000像素尺寸为Z5.4卜m Z00Z年5月对该热像仪进行了演示3 Ra y t heon的Z5卜m像素的640X480焦平面性能最高热响应时间10m s NETD平均只有35 mK填充因子大于70%代表了目前电阻型微测辐射热计发展的最高水平但距其NETD为5mK的目标还有一定的差距45以640X480焦平面为组件的热成像系统在LT-W S和DVE等轻武器上的应用目前还未见报道<3>-S i电阻型探测器-S i电阻型探测器的市场主要在商业和民用上Ra y t heon公司生产的160X1Z0芯片其像素尺寸为46.8卜m NETD<100mK目前已经大批量生产在世界范围都有销售法国Sof radir和LET I/GEA公司在非制冷微测辐射热计上的发展打破了美国在这方面的垄断LET I/GEA公司从199Z年开始从事-S i微测辐射热计的研究取得了较好的成果Z000年Sof radir从LET I/GEA公司得到技术转让开始-S i微测辐射热计的研究目前真正从事非制冷红外探测器生产的是Sof radir的子公司ULI S公司该公司的主要产品型号有两种UL01011型<Z001年>和UL01 0Z1E型<Z00Z年>其焦平面阵列均为3Z0XZ40像素尺寸为45卜m的阵列填充因子均大于80% NETD分别为90mK和100mK与UL01011型相比UL010Z1E型内部增加了温度稳定装置使探测器的温度动态范围大大增加其工作性能受外界环境温度的影响明显减小6图1美国非制冷红外探测器发展过程F i g.1D evel o p m ent of uncool ed I R det ect or i n USA处于研发过程的产品有35卜m像素的160X 1Z03Z0X Z40焦平面阵列和Z5卜m像素的640X 4803Z0XZ40焦平面阵列这两种产品为该公司正在开发的两种新型产品Z003年报道的最新资料显示35卜m像素的3Z0X344第5期邢素霞等!非制冷红外热成像技术的发展与现状Z40焦平面阵列NETD为36mK<50~Z J1>热响应时间为1Z m s热阻抗为4.Z X107K WZ5卜m像素的640X4803Z0X Z40焦平面阵列要求达到35卜m像素的焦平面性能Z00Z年LET I CEA给出的资料显示Z5卜m像素的3Z0X Z40焦平面阵列NETD值为35卜m像素的3Z0XZ40焦平面阵列的Z.Z倍个别产品达到与35卜m相同的性能[7]1.2我国非制冷热成像技术发展现状我国在非制冷焦平面阵列技术上起步较晚近年来国家投入了大量人力物力用于非制冷焦平面阵列的研究目前已经取得初步进展1995年中国科学院长春光学精密机械研究所利用微机械加工技术研制成功了低成本线列3Z元1Z8元硅微测热辐射计阵列NETD为300mK存储时间为1m s由中国科学院上海技术物理研究所承担的钛酸锶钡铁电薄膜材料研究项目已于Z000年1Z月通过中国科学院上海分院鉴定该项目采用新工艺制备的钛酸锶钡铁电薄膜材料性能达到国际领先水平与美国T I公司演示的第一代非制冷探测器所使用的材料相同这表明我国在非制冷热成像技术研究上还有很大的潜力我国在非制冷红外热成像方面的研究主要集中在部分高等院校和研究院所这些研究单位主要进行探测器阵列及其工艺的研究而经营非制冷红外热像仪的公司大部分只停留在制作一些外围设备和开发软件的业务上最核心的机芯部分都是从国外进口2非制冷红外热成像技术发展趋势根据非制冷红外热像仪的市场需求未来非制冷红外热成像技术的主要发展方向为=<1>发展高性能的非制冷红外焦平面阵列主要用于满足军事装备的需要其性能要求如下=1>相同性能条件下进一步减小像素的尺寸;Z>响应时间短满足目标搜索的需要;3>低功耗;4>高分辨率;5>发展大阵列;6>进一步缩小系统体积<Z>发展低成本的非制冷红外焦平面阵列适用于对分辨率要求不太高的场合主要市场在民用领域其性能要求如下=1>提高探测器的灵敏度采用新的光学材料;Z>发展小阵列;3>要易于操作;4>在封装上采用集成干胶片技术3结束语非制冷红外热像仪在军事<红外警戒跟踪瞄准以及制导等>和民用领域<电力系统消防医疗诊断森林火灾预警缉私夜间安全监视搜索救援等>都有广泛的应用前景据中国光学协会预测在今后5年我国红外热成像设备市场需求总量约4万台而目前的年自产量不足500台国外的非制冷热像仪成批打入国内市场价格比较昂贵因此国内非制冷红外热像仪的研制与生产已迫在眉捷参考文献![1]~anson Charl es M Berat an~o War d R Belcher Ja m es F et al.Advances i n monolit hi c f err oel ectri c uncool ed I RFPA t echnol o gy[A].SPI E[C].19983379.60-68.[Z]~anson Charl es M Berat an~o War d R.Thi n fil m f err oel ec-tri cs=breakt hr ou g h[A].SPI E[C].Z00Z47Z1.91-98.[3]Phili p E~o War d John E C l ar ke Adri an C Ionescu.DRSU6000640X480VO J uncool ed I R f ocal p l ane[A].SPI E[C].Z00Z47Z1.48-55.[4]M ur p h y R Kohi n M Backer B et al.Recent devel o p m ents i nuncool ed I R t echnol o gy[A].SPI E[C].Z00040Z8.1Z-16. 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自然界中的所有物体的温度都高于绝对零度,而根据普朗克黑体辐射定律:只要物体的温度高于绝对零度就会不断的产生热辐射,且物体热辐射的功率与物体的温度成比例。

红外成像系统的基本原理就是利用物体自身各部分辐射的差异获得图像的细节。

红外探测器件按原理可以分为制冷型光子探测器和非制冷型热探测器。

传统的光子型红外焦平面阵列利用的是半导体材料的光子效应,使用时必须工作在液氮温度(77K)附近,需要制冷设备。

而非制冷型红外成像系统具有体积小、重量轻、价格低等特点,必将取代光子型的红外成像系统广泛应用于各个领域[1]。

20世纪80年代美国军方已认识到了这一点,于是霍尼韦尔等公司在美国陆军与国防高级技术规划局联合投资下秘密进行集成非制冷红外成像器件的研究。

1981年到1991年之间,该研究都在保密军事合同下进行的,直到1992年,研究全面完成后,美国才将相关研究成果公诸于世[2]。

由于非制冷红外成像系统在军事应用上的重要性,在红外成像技术和设备方面,外国对我国进行了严格的出口管制政策。

而国内目前在此项技术领域则处于实验室基础研究阶段,产品生产更是属于空白。

由于技术垄断,国外进口探测器件价格约为几到十几万人民币之间,且多为已经或者将要淘汰的中低端产品。

因此研究开发具有我国自主知识产权的核心关键器件——非制冷红外探测阵列刻不容缓,不管对于军事用途还是民用领域,都有很大意义。

1结构设计与材料的选择非致冷红外探测器常用结构有两种:①基金资助西安市科技局创新基金研究项目(X M 6)。

基于非晶硅的红外焦平面阵列微桥结构的研究①刘欢1王珊珊1宋亮2(1.西安工业大学光电微系统研究所西安710032; 2.中国兵器工业集团第212研究所西安710065)摘要:近年来,集成非制冷红外焦平面阵列技术的发展和应用成为国内外研究的热点。

本文从红外材料的确定,探测结构的选择入手,通过大量的流片实验,对基于非晶硅的非制冷红外探测微桥结构制作工艺进行了系统的研究,得到一套合适的工艺参数,并成功制作出160×120规模的微桥结构阵列。

红外技术的发展现状与发展趋势第一部分红外技术的发展及主要应用领域红外技术的发展1800年，英国天文学家F.W.赫歇耳利用水银温度计来研究太阳光的能量分布发现了红外辐射，从那时起，人们就致力于研究各种红外探测器以便更好地研究和探测红外辐射。

在红外探测器发展中，以下事件具有重要意义：上世纪70年代，热成像系统和电荷耦合器件被成功地应用。

上世纪末以焦面阵列（FPA）为代表的红外器件被成功地应用。

红外技术的核心是红外探测器。

红外探测器单元红外探测器：如InSb（锑化铟）、HgCdTe（碲镉汞）、非本征硅，以及热电等探测器。

线列：以60元、120元、180 元和256元等，可以拼接到1024元甚至更多元。

4N系列扫描型焦平面阵列：如211所的研制生产的4x288。

凝视型焦平面阵列(IRFPA) ：致冷型256x256、320x240、384x288，更大规模的如640x512，1024×1024和1280×720元阵列也已有了；非致冷型160×120、320x240已广泛应用于各个行业中，384x288、640x480也已开始应用。

红外探测器按其特点可分为四代：第一代（1970s－80s）：主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像；第二代（1990s－2000s）：是以4x288为代表的扫描型焦平面；第三代：凝视型焦平面；第四代：目前正在发展的以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型为主要特点的系统芯片，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段探测与识别能力。

目前非制冷焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微辐射热计，根据使用的热敏电阻材料的不同可以分为氧化钒探测器和非晶硅探测器两种。

非制冷焦平面阵列探测器的发展，其性能可以满足部分的军事用途和几乎所有的民用领域，真正实现了小型化、低价格和高可靠性，成为红外探测成像领域中极具前途和市场潜力的发展方向。

氧化钒技术由美国的Honeywell公司在九十年代初研发成功，目前其专利授权BAE、L-3/IR、FLIR-INDIGO、DRS、以及日本NEC、以色列SCD等几家公司生产。

C 高性能红外热成像仪系列o 电力检测o石油化工o 基于新一代对焦马达和专业激光测距仪，可实现0.4秒一键智能自动对焦o 可见光相机升级，旗舰款1300万像素，支持红外与可见光双通道视频录制o 支持AI 语音识别、文本拍照识别和键盘输入，方便自定义图片名称o 微距/广角/中长焦/长焦等多款选配镜头，支持自动识别校准，更换便捷o 支持云服务，随时上传本机图像至云端，可以实现远程分析及问题反馈o智能台账管理，支持本地创建或上传巡检任务，提升检测效率产品特点C 系列高性能红外热成像仪，全新升级上市，让智能运维更加简单。

它采用新一代的非制冷红外焦平面探测器，可提供更清晰的红外图像和更高的测温精度。

凭借其可旋转的镜头和屏幕结构、1300万像素的可见光相机模块和高精度专业激光测距仪等强大配置，辅以AI 语音识别命名、智能测算目标区域面积、分区域灵活设置发射率、超分辨率重建、智能台账管理系统等专业功能，竭力满足每一位电力工程师所需。

产品简介应用领域o 建筑检测o科学研究万千电力工程师的共同选择270°70°180°技术规格产品型号C400C640C1024图像和光学探测器类型非制冷氧化钒红外分辨率384×288@17μm640×480@17μm1024×768@12μm超分辨率技术支持, 提升至768×576支持, 提升至1280×960支持, 提升至2048×1536波长范围7.5~14μm焦距15mm25mm28mm视场角25°×19°最小成像距离0.15m0.3m距离系数比885:11470:12325:1NETD≤45mK≤30mK红外帧频30Hz/9Hz25Hz/9Hz对焦方式电动/手动数字变倍 1.1x~10x 1.1x~35x镜头识别自动和手动测量与分析测温范围支持自动切档: -40°C~150°C, 100°C~800°C, 可选700℃-2000℃ (需加装高温镜头)测温精度±2°C或±2%取大值±1°C或±1%, 取大值分析对象测温点12个, 测温线12个, 测温区域12个测温点20个, 测温线20个, 测温区域20个测温点30个, 测温线30个, 测温区域30个跟踪/报警全屏或分析对象最高温, 最低温, 平均温跟踪; 全屏温度阈值报警(支持图像和语音报警)等温线支持测温参数发射率, 反射温度, 目标距离, 湿度, 大气穿透率, 光学穿透率图像显示显示屏5英寸LCD触摸屏目镜1280×960 LCOS屏数码相机800w1300w图像模式IR, VIS, MIF, PIP图像调节自动, 半自动, 手动调色板8种: 白热, 铁红, 北极, 彩虹2, 热铁, 彩虹1, 熔岩, 医疗, 自定义12种: 白热, 铁红, 北极, 彩虹2, 热铁, 彩虹1, 熔岩, 医疗, 描红, 黑热, 蓝热, 深褐, 自定义功能设备台账电子化支持，由Excel文件批量导入设备台账，以目录树的形式建立设备电子台账巡检任务管理支持，根据巡检计划需要，自定义选择待测设备台账，创建巡检任务，巡检任务可以直接导入至本机批量导出报告支持，可按设备台账，巡检任务、缺陷类型等维度自动批量生成巡检报告存储与传输存储介质本机存储64G, 外置SD卡(标配64G, 最大支持128G)图片存储格式DL/T 664电力标准专用格式或标准图片格式JPG（带温度信息）可选不带测温信息视频存储MP4格式可同步录制音频带测温信息视频存储Irgd, 可进行温度分析对外接口TYPE-C, DC (12V) , SD卡槽, 网口, Micro HDMI, 1/4英寸三脚架接口激光630~670nm, Class II, ＜1mW, 支持激光指示和激光测距音频支持麦克风录制; 扬声器放音WIFI支持, 可连接移动终端进行图片和实时视频传输GPS支持蓝牙支持4G/5G4G (选配模块)电源系统电池类型可充电锂电池电池工作时间≥4小时≥3小时电源管理定时关机和休眠模式充电方式本机关机充电, 座充充电充电时间 2.5小时充满电量的90%环境参数工作温度-20℃~50℃存储温度-40℃~70℃-40℃~60℃防护等级IP54认证CE, FCC, ROHS, 中国电科院, 湿热/振动/碰撞/冲击测试, UN38.3/MSDS电池认证物理参数重量≤1.35KG (含电池)≤1.5KG (含电池)尺寸(长×宽×高)206mm×145mm×135mm206mm×169mm×135mm 配套软件ThermoTools标准配置主机, 镜头盖, 锂电池, 电源适配器, 适配器插头(5个) , TYPE-C数据线, Micro HDMI连接线, 网线, 快速操作指南, 详细说明书, 资料下载卡, SD卡(64GB) , 肩带, 安全箱, 出厂合格证明主机, 镜头盖, 锂电池, 电源适配器, 适配器插头(5个) , TYPE-C数据线, Micro HDMI连接线,网线, 快速操作指南, 详细说明书, 资料下载卡, SD卡(64GB) , 肩带, 安全箱, 出厂合格证明,座充选配件锂电池, 携行包, 座充, 蓝牙耳机, 扩展镜头,4G模块, 三角架锂电池, 携行包, 蓝牙耳机, 扩展镜头, 4G模块, 三角架EMAIL:****************************电话: 4008 822 866（周一至周五8:40-17:30）地址: 湖北省武汉市东湖开发区黄龙山南路6号高德红外工业园高德红外集团武汉高德智感科技有限公司技术参数如有变更恕不另行通知如需最新资料请访问Guide 官网扩展镜头选型表产品型号C400C640C1024标准镜头焦距15mm 25mm 28mm 视场角25°×19°25°×19°25°×19°空间分辨率 1.13mrad 0.68mrad 0.43mrad 最小成像距离0.15m0.3m0.3m标准镜头+广角镜头（48°×35°）焦距7.78mm 13mm 15mm 视场角45°×34°45°×34°45°×34°空间分辨率 2.19mrad 1.31mrad 0.8mrad 最小成像距离0.1m0.15m0.1m标准镜头+中长焦镜头（11°×8°）焦距33mm 55mm 45mm 视场角11°×9°11°×9°15°×11°空间分辨率0.52mrad0.31mrad 0.27mrad最小成像距离2m2m3m标准镜头+长焦镜头（7°×5°）焦距50.7mm 85mm 75mm 视场角7°×6°7°×6°9°×7°空间分辨率0.34mrad0.2mrad0.16mrad最小成像距离4m 4m 5m标准镜头+微距镜头观测距离67mm 目标大小23.3mm*17.5mm分辨能力60.7μm标准镜头+高温镜头视场角25°×19°测温范围-40°C~2000℃。

14研究与探索Research and Exploration ·智能制造与趋势

中国设备工程 2022.03（下）红外技术产品在民用市场的应用与发展研究江翔（湖北久之洋红外系统股份有限公司，湖北 武汉 430000）

摘要：本文介绍了红外系统的工作原理，并讨论了红外热像仪、红外测温仪在民用市场的应用，探讨了红外技术在未来的发展前景及发展方向。关键词：红外系统；民用市场；发展方向中图分类号：TN219 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2022）03（下）-0014-02

1 引言20世纪60年代，第一代红外热成像装置在美国问世。随后，在第一代红外热成像装置的基础上，瑞典研制出来了具有温度检测功能的红外热成像装置，这为未来红外技术的发展奠定了基础。20世纪70年代，我国对红外技术进行研究，到了90年代初，我国在红外技术上的研究已经达到了较高的水平。红外技术最初运用在军事领域，现在该项技术已经是军事领域中不可或缺的关键技术。但随着国家对红外技术的更深入研究，红外产品的相关技术达到了较高水平，成本极大的降低。如今，该技术已经不只应用于军事上，在民用领域也得到了迅速发展。2 红外系统红外系统是指能够接收和应用红外辐射信息的装置。在红外系统中，光学装置通过收集红外辐射（包括发射、反射、散射），然后进行成像、分光、滤光，红外探测器接收其分析处理过的红外辐射，通过内部电路转换，再将接收到的红外辐射转变为电信号，由于光学系统采集到的红外辐射信号大部分都比较弱，这就导致红外探测器输出的信号一般都是弱信号。这就需要电子信号处理装置发挥其作用，首先将红外探测器输出信号进行放大、补偿，然后进行数据处理。图13 红外系统在民用市场的应用红外系统在民用方面有着多方面的应用，依据红外技术所制造出来的红外产品为生活提供了极大的便利。红外系统按功能可分为：红外热像仪、红外测温仪、光普分析仪、红外跟踪系统、红外测距系统等。其中，红外热像仪和红外测温仪等相关红外产品在民用市场中占据着主要部分。3.1 红外热像仪红外热像仪是一种根据目标对象所发射、散发出的红外辐射，然后再将目标对象的温度数据进行处理，最后转换成人眼可直观观测到的模拟或数字视频图像的高精尖产品。随着国家对红外技术投入大量的人力、物力，红外探测器快速发展，与此同时，红外探测器的封装形式也日新月异，从以前高成本的金属封装，衍生到低成本的陶瓷封装，这一突破，无疑带动了红外探测器芯片研发成本降低、价格下降，使得红外探测器不仅能在军用领域得到使用，还可以在民用市场得到应用和发展。红外探测器按工作温度不同，可分为非制冷型、制冷型。而在市场中是以非制冷产品为主。非制冷红外探测器主要采用多晶硅（P-Si）和氧化钒（VOX）材料，其中氧化钒（VOX）在市场中最为常用；而制冷红外探测器的常用材料锑化铟（LNSB）、碲镉汞(MCT)、量子阱󰀃(OWIP)、二类晶格（T2SL）4种，其中碲镉汞(MCT)在市场中较为常用。目前，市场中常用的有中波和长波探测器，中波探测器的光谱范围为3.7±0.2～4.8±0.2μm，长波探测器的光谱范围为7.7±0.2～9.3±0.4μm。红外热成像技术在生活中的应用使得很多事情得到了极大的便利，当个人或团体进行户外探险、野外科考等活动时，夜晚由于视野不够、视线不足，很难对前方环境情况有一个准确的观测，红外热像仪能够利用前方目标所散发的红外辐射，很清楚地显示前方目标，无论是对观测夜晚建筑还是生物都有着很大的便利。