红外热像仪探测器分类和发展简史

红外技术发展的先导是红外探测器的发展，一个国家红外探测器的技术水平代表着其红外技术发展的水平。

最早的红外探测器是1800年英国天文学家威廉·赫歇耳发明的水银温度计，随后发明了热电偶、热电堆，1880年美国的Langley发明了测热辐射计。

最初的红外探测器主要是热电探测器，直至1917年Case研制出第一只硫化铊光电导探测器，这种探测器比热电探测器灵敏度高，响应也快。

第二次世界大战，人们认识到了红外技术在军事应用中的巨大潜力，开始对红外技术极为重视，寻找新的材料和制作方法。

19世纪40年代初，以PbS为代表的光电型红外探测器问世，随后又出现了硒化铅、碲化铅探测器。

二次大战后，半导体技术的发展推动了红外探测技术的发展，先后出现了InSb、HgCdTe、掺杂Si、PtSi。

InSb的灵敏度较高，但是带隙只有0.22eV，所以只能探测低于5.6μm。

PtSi由于它的高均匀性和可生产性，可以做成大的焦平面阵列,但是其截至波长为5.7μm，也只能用于中短波范围，而且量子效率很低。

同时InSb和PtSi都没有波长可调性和多色探测能力。

掺杂Si有很宽的光谱带宽，但是也不具备波长可调性，而且必须工作在很低的温度。

1959年Lawso研制出碲镉汞（HgxCd1-xTe）的长波长红外探测器，这是红外技术史上的一次重要进展。

它是目前性能最好，也是最广泛应用的II－VI 族红外探测器。

它是利用带间吸收，因此具有极高的探测率和量子效率。

通过调节Hg的组分x可以实现带隙从0-0.8eV的连续可调。

因此它所能探测的波长范围覆盖了中波红外（3-5μm）和长波红外（8-14μm）两个波段。

而利用MBE生长的III－V族材料体系制成的量子阱材料正好可以弥补碲镉汞方面的不足，III－V族材料生长、器件制作工艺成熟，适于制作大面阵探测器。

同时III－V族材料组分容易控制和调节，通过调节化合物的组分，可以比较容易的改变量子阱的阱宽、垒高等参数，进而可以调节探测波长。

红外探测技术的应用摘要：红外探测技术广泛应用于生活与科技的方方面面，不过红外技术的发展也经历了一个比较漫长的过程，从发现到应用，都是一点一丁的积累的。

在这个过程中，红外技术也慢慢改变，极大方便人们的生活。

关键词：红外探测技术；应用；发展趋势一、引言红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波辐射，人眼察觉不到。

要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，必须把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。

一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。

现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。

这些效应的输出大都是电量，或者可用适当的方法转变成电量。

红外探测技术是利用目标辐射的红外线来搜索、探测和跟踪目标的一门高技术。

由于红外探测器环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强、能在一定程度上识别伪装目标，且具有设备体积小、重量轻、功耗低等特点，所以在军事，医疗，工程等领域都得到广泛的应用。

二、红外探测的发展历史发展过程：1800 年, 英国人赫婿尔用水银温度计发现红外辐射。

1821 年, 塞贝克发现温差电效应, 之后把热电偶、热电堆用于红外探测器。

1859 年, 基尔霍夫提出有关物体热辐射吸收与发射关系的定律。

1879～1884年, 斯特番•玻尔兹曼提出了有关绝对黑体总辐射能量与其绝对温度之间关系的定律。

1893 年, 维恩推出黑体分布的峰值与其温度之间关系的位移定律。

1900 年, 普朗克发表能量子模型和黑体辐射定律, 导出黑体光谱辐射出射度随温度和波长变化的关系式。

上述这些工作为红外技术的发展奠定了坚实的理论基础。

在1910～1920 年的10 年中, 出现了探测舰船、飞机、炮兵阵地和冰山等目标的红外装置, 发展了通信、保安、红外测温等设备。

二战期间, 出现了红外变像管、光子探测器等, 开创了夜视技术。

1952～1953 年, 美国研制出世界上最早的热像仪,1956 年长波热像仪问世, 随后, 1964 年美国TI 公司研制的热像仪成功地用在越南战场上。

红外探测技术的发展及应用红外探测技术是一种通过感应和探测物体所发出的红外辐射来实现目标识别、跟踪和测量等应用的技术。

它是利用物体的红外辐射特性进行探测和识别的一种无接触的检测技术。

红外辐射是太阳光以外的一种电磁波，其频率在可见光和微波之间，具有热量传递的特性。

因此，红外探测技术在许多领域都有重要的应用，如军事、医疗、工业、环境监测等。

红外探测技术最早起源于二战期间的军事领域，用于军事目标的侦测和跟踪，包括敌方飞机、坦克、导弹等。

在军事领域，红外探测技术具有无信号强光、窄视场、抗遮蔽、夜间工作等优势。

随着红外技术的进一步发展，红外侦测系统已经广泛应用于导弹早期预警、战略侦察、无人机侦察等军事应用中，成为军事目标侦测的重要手段。

在工业应用中，红外探测技术可以用于温度测量、缺陷检测、火灾预警等领域。

例如，红外热像仪能够通过测量物体表面的红外辐射，得到物体的温度分布图像，从而实现对不同温度区域的定量测量和分析。

这种技术广泛应用于工业生产过程中的温度监测、故障诊断、质量控制等方面，如电力设备、钢铁冶炼、石油化工等。

另外，红外相机也可以用于检测物体表面的缺陷和隐藏的缺陷，如裂纹、气泡、材料变形等。

在医疗应用中，红外探测技术可以用于体温测量、疾病诊断等方面。

红外体温计通过测量人体皮肤发出的红外辐射，可以非接触、快速地测量人体的体温，减少传统体温计存在的交叉感染风险。

此外，红外光谱技术也可以用于检测人体内部的组织和细胞的红外辐射特征，从而实现早期疾病的诊断和治疗。

在环境监测领域，红外探测技术可以用于大气污染监测、火山喷发监测等方面。

红外辐射与大气中的气体分子发生相互作用，可以通过监测红外辐射来判断大气中是否存在污染物，并进一步分析污染物的类型和浓度。

此外，红外探测技术还可以用于监测火山活动中的热辐射，从而预测火山喷发的可能性和规模，保证周边地区的安全。

在安防领域，红外探测技术可以用于应对恶劣环境下的视频监控、人员活动跟踪等任务。

红外探测技术的应用及发展红外探测技术是指利用红外辐射进行探测的技术。

红外辐射是一种波长长于可见光、但又短于微波的电磁辐射，它的特点是能够穿透雾霾、烟尘、冷、黑暗等环境，并且能够“看透”墙壁、土壤等一些不透明的物质。

红外探测技术在军事、安防、医疗、环境监测、工业检测等领域有广泛的应用。

本文将从这些方面展开讨论红外探测技术的应用及发展。

一、军事领域红外探测技术在军事领域的应用是最早的，也是最广泛且深入的。

红外成像系统可以探测到敌方的红外辐射，包括敌方的各种装备、人员和机动装置等。

通过红外成像系统，军方可以在战场上实时监测敌方的动态，提早获得情报并制定应对措施。

红外探测技术还可以用于导弹制导、无人机监测、夜视仪等方面的应用，提高军方对战场的战术优势。

二、安防领域红外探测技术在安防领域的应用也非常广泛。

红外监控设备可以在光线较暗或者完全黑暗的环境下实时监测到人员或者物体的活动信息，并及时报警。

这些设备可以用于监控大型建筑物、重要设施、银行、监狱、机场、地铁等场所，确保这些重要场所的安全。

红外探测技术还可以用于人脸识别、指纹识别、虹膜识别等生物识别技术中，提高安防系统的准确性和可靠性。

三、医疗领域红外成像技术在医疗领域的应用很广泛。

红外热像仪可以检测到人体表面的温度分布，进而识别出问题部位。

这对于诊断疾病、监测疗效、判断受伤程度等方面都有很大帮助。

红外探测技术还可以用于手术中的定位和导航，提高手术的精确性和安全性。

红外探测技术还在医学影像领域得到了广泛应用，比如红外显影等技术，可以更清晰地显示出人体内部的结构。

四、环境监测领域红外探测技术在环境监测领域的应用也得到了广泛的推广。

红外辐射可以检测出大气中的污染物，比如二氧化碳、甲烷等，用于监测大气质量和气候变化。

红外探测技术还可以用于水质监测、土壤质量检测等方面，对于环境保护和农业发展具有重要意义。

五、工业检测领域红外探测技术在工业检测领域也有重要的应用。

红外成像技术可以监测机械设备的运行状态，及时发现异常情况并进行维修保养。

红外技术之光电探测器的种类介绍红外技术作为一种高技术，它与激光技术并驾齐驱，广泛应用于工业、农业、医学、交通等各个行业和部门。

红外测温、红外测湿、红外理疗、红外检测、红外报警、红外遥感、红外防伪更是各行业争相选用的先进技术。

如今开发的产品已经得到普遍运用，但是，科技在进步，产品也会更新。

接下来我们详细介绍光电探测器这个在红外技术中突显作用最大之一的产物。

光电探测器作为红外辐射光子在半导体材料中激发非平衡载流子(电子或空穴)，引起电学性能变化。

因为载流子不逸出体外，所以称内光电效应。

量子光电效应灵敏度高，响应速度比热探测器快得多，是选择性探测器。

为了达到最佳性能，一般都需要在低温下工作。

光电探测器可分为：啊光伏型：主要是p－n结的光生伏特效应。

能量大于禁带宽度的红外光子在结区及其附近激发电子空穴对。

存在的结电场使空穴进入p区，电子进入n 区，两部分出现电位差。

外电路就有电压或电流信号。

与光导探测器比较，光伏探测器背影限探测率大于40％；不需要外加偏置电场和负载电阻，不消耗功率，有高的阻抗。

这些特性给制备和使用焦平面阵列带来很大好处。

光导型：又称光敏电阻。

入射光子激发均匀半导体中的价带电子越过禁带进入导带并在价带留下空穴，引起电导增加，为本征光电导。

从禁带中的杂质能级也可激发光生载流子进入导带或价带，为杂质光电导。

截止波长由杂质电离能决定。

量子效率低于本征光导，而且要求更低的工作温度。

量子阱探测器(QWIP)：将两种半导体材料A和B用人工方法薄层交替生长形成超晶格，在其界面，能带有突变。

电子和空穴被限制在低势能阱A层内，能量量子化，称为量子阱。

利用量子阱中能级电子跃迁原理可以做红外探测器。

9 0年代以来发展很快，已有512×512、64 0×480规模的QWIP GaAs/AlGaA s焦平面制成相应的热像仪诞生。

因为入射辐射中只有垂直于超晶格生长面的电极化矢量起作用，光子利用率低；量子阱中基态电子浓度受掺杂限制，量子效率不高；响应光谱区窄；低温要求苛刻。

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。

作为最先进的热成像技术，红外热像仪在近40年得到了长驻的发展，红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。

通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。

热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

红外热像仪被广泛应用于工程技术，楼宇检查，军队实战等领域，特别是最近10年，红外热像仪的发展更为迅猛，以年20%的增长比例增长。

一．红外热像仪的发展红外热像仪从功能上划分，可以分为手持式红外热像仪和望远式红外热像仪。

二者的使用领域不同，前者被广泛应用于电力，建筑，桥梁等等领域，后者则多使用于户外和军队使用。

手持式红外热像仪和望远式红外热像仪的原理完全一样，但是手持红外热像仪一般屏幕外置，镜头的放大倍率小，配备了各种测温方式及软件分析。

而望远式红外热像仪，将屏幕内置，为了有远的观测距离，一般配备大倍率和大口径的镜头，更像夜视仪。

红外热像仪在最早是因为军事目的而得以开发，近年来迅速向民用工业领域扩展。

自二十世纪70年代，欧美一些发达国家先后开始使用红外热像仪在各个领域进行探索。

全球最早研发红外热像仪的公司是RNO,作为红外热像仪的鼻祖，RNO拥有上百种红外热像仪的专利，其研发了首台望远式红外热像仪，同时首台手持式红外热像仪也是RNO研发的。

RNO在红外热像仪技术的领先得益于美国军方的支持，美国军方每年都投入上亿美元与RNO共同开发望远镜式红外热像仪，目前RNO的望远镜式红外热像仪仅供美国军方使用，市面上是购买不到的。

据说其售价高达近10万美元一台。

正是由于RNO在望远镜式热像仪研发技术的领先性，成就了RNO拥有更为卓越的手持式红外热像仪，RNO在北美市场占据了将近60%的手持红外热像仪的市场份额，其传统 PC160，PC384红外热像仪风靡全球。

下图就是RNO PC160红外热像仪.红外热像仪也经过几十年的发展，已经发展成非常轻便的现场测试设备。

红外热成像仪分类和原理红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。

通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。

热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

红外辐射简介红外辐射是指波长在0.75um至lOOOum，介于可见光波段与微波波段之间的电磁辐射。

红外辐射的存在是由天文学家赫胥尔在1800年进行棱镜试验时首次发现。

红外辐射具有以下特点及应用：（1）所有温度在热力学绝对零度以上的物体都自身发射电磁辐射，而一般自然界物体的温度所对应的辐射峰值都在红外波段。

因此，利用红外热像观察物体无需外界光源，相比可见光具有更好的穿透烟雾的能力。

红外热像是对可见光图像的重要补充手段，广泛用于红外制导、红外夜视、安防监控和视觉增强等领域。

（2）根据普朗克定律，物体的红外辐射强度与其热力学温度直接相关。

通过检测物体的红外辐射可以进行非接触测温，具有响应快、距离远、测温范围宽、对被测目标无干扰等优势。

因此，红外测温特别是红外热像测温在预防性检测、制程控制和品质检测等方面具有广泛应用。

（3）热是物体中分子、原子运动的宏观表现，温度是度量其运动剧烈程度的基本物理量之一。

各种物理、化学现象中，往往都伴随热交换及温度变化。

分子化学键的振动、转动能级对应红外辐射波段。

因此，通过检测物体对红外辐射的发射与吸收，可用于分析物质的状态、结构、状态和组分等。

（4）红外辐射具有较强的热效应，因此广泛地用于红外加热等。

综上所述，红外辐射在我们身边无处不在。

而对于红外辐射的检测及利用，更是渗透到现代军事、工业、生活的各个方面。

由于人眼对于红外辐射没有响应，因此对于红外辐射的感知和检测必须利用专门的红外探测器。

红外辐射波段对应的能量在O.leV-l.OeV之间，所有在上述能量范围之内的物理化学效应都可以用于红外检测。

红外热成像仪的发展历程及工作原理“红外线”一词源于“pastred”，是超出红色之外的意思，表示该波长在电磁辐射频谱中所处的位置。

“thermography”一词是采用同根词生成的，意思是“温度图像”。

热成像的起源归功于德国天文学家SirWilliamHerschel，他在1800年使用太阳光做了一些实验。

Herschel让太阳光穿过一个棱镜并在各种颜色处放置温度计，利用灵敏的水银温度计测量每种颜色的温度，结果发现了红外辐射。

Herschel发现，当越过红色光线进入他称为“暗红热”区域时，温度便会升高。

“暗红热”即是现在人们所说的红外热能，处于被称为电磁辐射的电磁波频谱区域。

二十年后，德国物理学家ThomasSeebeck发现了温差电效应。

在该发现的基础上，意大利物理学家LeopoldoNobili于1829年发明了热量倍增器（即早期版本的热电偶）。

这种简单的接触式设备的工作原理是两个异种金属之间的电压差会随着温度的变化而变化。

过了不久，Nobili的合作伙伴MacedonioMelloni把热量倍增器改进为热电堆（以串联方式安装热量倍增器）并将热辐射集于热电堆上，这样，他可以检测到9.1米（33英尺）远处的人类体热。

1880年，美国天文学家SamuelLangley使用辐射热检测仪探测到304米(1000英尺）以外的牛的体热。

辐射热检测仪测量的不是电压差异，而是与温度变化有关的电阻变化。

SirWilliamHerschel的儿子SirJohnHerschel于1840年使用名为“蒸发成像仪”的设备制作出第一幅红外图像。

热图像是薄油膜的蒸发量差异形成的，可以借助油膜上反射出的光线进行查看。

热像仪是一种无需与设备直接接触便可检测出红外波长频谱中的热图案的设备。

早期型号的热像仪称为“光导探测器”。

从1916年至1918年，美国发明家TheodoreCase利用光导探测器做实验，通过与光子（而不是热能）直接交互作用产生信号，最终发明了速度更快、更灵敏的光导探测器。

首先给大家简单介绍一下红外成像仪的主要分类：光子感应器式红外成像仪1. 根据红外成像仪的感应器不同来分类热感应器式红外成像仪光子感应器是将接受的辐射能量直接转换成电信号。

灵敏度很高，工作稳定，反映迅速。

热感应器是由多个感应单元同时接受辐射并被加热，通过比较热量的变化来给出成像信号,灵敏度比光子感应器式低，工作不如光子感应器稳定，反映速度也不及光子感应器，但是体积小，重量轻，价格便宜。

图一所提到的PM545 型就是热感应器式红外成像仪，在其说明书中有介绍。

中波红外线成像仪2. 根据红外线成像仪所适用的红外波长不同，可分为长波红外线成像仪以下给出的光谱图（图二），以便大家有一个感性的认识图二•可视光的波长范围一般为0.4 到0.7μm•近红外线的波长范围一般为0.7 到1μm•红外短波的波长范围一般为0.9 到2.5μm•红外中波的波长范围一般为 2 到5μm•红外长波的波长范围一般为7.5 到13 或14μm从图一的参数要求spectral band 7.5 to 13μm，我们看出其手册所要求的波长范围是长波红外线成像仪。

那么长波和中波红外线成像仪对红外图像的影响是什么？通过普朗克曲线图三，可以看出图三其影响主要在于随着待观察物体的温度升高，该物体所辐射的能量随着波长的减小而增大。

通俗点说也就是在测量接近常温下的物体时，长波红外线成像仪较敏感。

在测量超高温的物体时，中波红外线成像仪较敏感。

其次给大家介绍一下红外线成像仪的参数含义：1. 像素：是图像最基本的单位（Pixel），可以通俗的理解像素就是一个小点，而不同颜色或灰度的点(像素)聚集起来就变成一幅影像。

像素越高，意味着你可以更远的距离发现更细微的问题。

我公司采购的FLIR T400 型红外成像仪的像素为320X240 。

对于低分辨率的成像仪，为了提高影像的清晰度，可以安装长焦镜头。

但是，同时其视野也会随之减小。

对于给定的距离，同样的视野，像素越高，那么影像越清晰。

热像仪（又称红外相机或热成像相机），是一种对红外辐射成像的设备，与普通照相机使用可见光成像类似。

不同的是可见光相机工作在400-700纳米的波段，红外相机的工作波长可达14000纳米（14微米）。

红外热像仪可分为两大类：致冷型红外探测器冷红外探测器通常是密封在真空中或杜瓦瓶中保持低温环境。

由于所用的半导体材料是必须工作在致冷的环境中。

致冷型红外探测器一般的工作温度范围从4K到略低于室温，具体取决于探测器的功能。

现代大多数致冷型红外探测器的工作温度范围为60K至100K，具体取决于型号和性能水平。

非致冷型红外探测器非致冷型热像仪使用了可以在常温环境下工作的传感器，也有一些传感器上面安装了小型的温度控制元件使其可稳定工作在常温环境中。

现代非致冷型探测器都是基于入射的红外辐射在传感器单元上产生的热效应会改变其电阻、电压或电流，然后通过测量这些变化并将其与传感器工作温度下的值进行对比。

如果大家对红外热像仪感兴趣或者有这方面的需求，我推荐大家可以去浙江大立科技股份有限公司进行咨询了解！浙江大立科技股份有限公司是于1984年成立的浙江省测试技术研究所改制而成的股份制高新技术企业，公司专业从事非制冷焦平面探测器、红外热像仪、红外热成像系统的研发生产和销售。

经过多年稳健的发展,从研究所成长为具有较强自主研发和技术创新能力且经营业绩稳定增长的上市公司。

公司座落于美丽的中国杭州，拥有功能齐全、设备完善的产业化基地以及技术研发中心。

同时，公司采用国际化的现代管理模式，取得了ISO9001质量管理体系、ISO14000环境管理体系及ISO18000职业健康安全管理体系认证，保证了公司的健康发展。

更多详情请拨打咨询热线或登录浙江大立科技股份有限公司官网/咨询。

1 概非制冷探测器技术发展.doc况自上世纪90年代，非制冷凝视型红外热像仪迅速进入应用市场。

这种热像仪与制冷型凝视红外热像仪相比，虽然在温度分辨率等灵敏度方面还有很大差距，但具有一些突出的优点：不需制冷，成本低、功耗小、重量轻、小型化、启动快、使用方便、灵活、消费比高。

至今，非制冷红外焦平面阵列(FPA)技术已由小规模发展到中、大规模320×320和640×480阵列，在未来的几年内有望获得超大规模的1024×1024非制冷焦平面阵列（F PA）。

像素尺寸也由50μm减小到25μm，使焦平面灵敏度进一步提高。

这种非制冷红外成像系统在军用和民用领域应用越来越广泛，部分型号产品已装备部队，尤其在轻武器（枪械）瞄准具、驾驶员视力增强器、单兵头盔式观瞄、手持式（便携）热像仪等轻武器，以及部分导弹的红外成像末制导等方面，非致冷热像仪在近年内有望部分取代价格高、可靠性差、体积大而又笨重的制冷型热成像系统。

2 现状1978年美国Texas Instruments在世界上首次研制成功第一个非制冷红外热像仪系统，主要红外材料为α-Si（非晶硅）与BST(钛酸锶钡)。

1983年美国Honeywell开始研制室温下的热探测器，使用了硅微型机械加工技术，使热隔离性提高，成本降低。

1990-1994年美国很多公司从Honeywell获技术转让，使以VOx（氧化钒）为探测材料的非制冷探测器得到了迅速广泛发展。

VOx材料具有较高的热电阻系数，目前世界上性能最好的非制冷探测器就是采用VOx材料制备的，主要采用8~14μm波段3 20×240和160×120元的非制冷FPA器件，其结构按部件功能模块化（诸如，光学模块、FPA组件模块、信号读出处理电路模块和显示模块）。

目前市场上有热像仪整机产品，也有各种功能模块单独出售，供用户选用。

3 国外主要几家公司研制生产状况目前，国际上美国、法国、英国和日本的非制冷红外探测器研制生产水平居世界领先水平。

红外火焰探测器简介红外火焰探测器是一种使用红外线来探测火焰的仪器。

它通常由红外接收器、光敏二极管、涂有阻隔红外线材料的透镜、滤光片和放大电路等部分组成。

当火焰或热源产生红外辐射时，探测器会感应并产生信号，从而实现对火情的监测与控制。

红外火焰探测器广泛应用于火灾报警、工业安全等领域。

工作原理当火焰或热源产生红外辐射时，探测器中的红外接收器会感应到这些辐射，并将其转换为电信号。

接着，光敏二极管会将电信号放大，并输出到控制电路中进行处理。

若经过处理后的信号表明有火焰存在，则控制电路会触发相应的预警或报警装置。

分类根据使用场景不同，红外火焰探测器可以分为三种类型：点型火焰探测器、线型火焰探测器和红外热像仪。

点型火焰探测器点型火焰探测器可以检测出离探测器一定距离内的火焰，适用于对小范围内火源进行监测。

其结构简单、安装方便、灵敏度高，是较为常见的一种红外火焰探测器。

线型火焰探测器线型火焰探测器由多个点型火焰探测器组成，可覆盖更大范围的火源检测。

其具有自适应能力，可根据检测范围调整每个点型探测器的感应范围，从而达到最佳监测效果。

红外热像仪红外热像仪将来自红外辐射的信息转换成可见光图像，能够显示火源和周围环境的温度分布情况。

其可以实现对大面积、高温度范围内火源的监测，被广泛应用于石化、航空、电力等行业。

应用领域红外火焰探测器的应用领域广泛，主要包括以下几个方面：1.火灾监测：红外火焰探测器可在早期发现火源，及时触发火灾报警装置，有效减少火灾损失。

2.工业安全：红外火焰探测器可实时监测工业生产中的高温设备和火源，及时采取措施确保生产安全。

3.能源领域：红外火焰探测器可用于天然气、石油、煤炭等能源的采集和运输过程中的火灾监测。

其高灵敏度、不易受干扰的特点保障了能源行业的安全生产。

总结红外火焰探测器在预防火灾、保障工业安全、保障能源领域安全生产方面具有重要作用。

虽然不同类型的红外火焰探测器在结构和原理上有所不同，但其都可以通过感应红外辐射实现对火源的监测和控制。

红外热像仪发展历程红外热像仪（Infrared Thermograph）是一种可以测量和显示物体表面温度分布的设备。

它通过接收物体所辐射的红外辐射能量并将其转化为可见的图像或视频，从而提供了对物体表面温度分布的直观观察。

红外热像仪的发展可以追溯到19世纪末的研究工作。

当时，科学家们发现不同物体会以不同的速率辐射热能，并开始探索如何捕捉和利用这种红外辐射。

最早的红外热像仪原型是由Wilhelm Conrad Röntgen在1896年发明的。

然而，当时的技术限制使得这些早期设备体积庞大且需要复杂的操作，对于实际应用来说并不实用。

随着科学技术的不断进步，红外热像仪在20世纪上半叶开始得到了更多的关注和研究。

在第二次世界大战期间，红外热像仪被用于军事领域，用于探测敌方舰船、飞机和坦克等目标。

这使得红外热像仪在技术上迈出了重要的一步，进一步改善了其图像质量和实用性。

在20世纪50年代和60年代，红外热像仪开始应用于民用领域。

随着红外探测器技术的进步，红外热像仪的体积和重量得到了明显缩小，使用和操作也变得更加简便。

这使得红外热像仪得以广泛应用于电力、建筑、医疗、环保和安防等行业。

此外，红外热像仪还被应用于火灾救援、人体检测和夜视等领域。

进入21世纪，随着纳米技术、光学技术和图像处理技术的不断发展，红外热像仪的性能得到了进一步提升。

新一代红外热像仪具有更高的分辨率、更快的响应速度和更低的噪声水平。

此外，随着无人机技术的飞速发展，红外热像仪也被广泛应用于无人机领域，用于航空摄影、农业监测、边境巡逻等任务。

总的来说，红外热像仪从发明至今经历了一系列的技术突破和应用拓展。

通过不断改进和创新，红外热像仪已成为一个重要的非接触式测量和检测工具，在各个领域发挥着重要的作用。

红外热像仪原理、主要参数和应用1. 红外线发现与分布1672年人们发现太阳光(白光)是由各种颜色的光复合而成的。

当时，牛顿做出了单色光在性质上比白光跟简单的著名结论。

我们用分光棱镜可把太阳光(白光)分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等单色光。

1800年英国物理学家赫胥尔从热的观点来研究各色光时，发现了红外线。

红外线的发现标志着人类对自然的又一个飞跃。

随着对红外线的的不断探索与研究，已形成红外技术这个专门学科领域。

红外线的波长在0.76--100μM之间,按波长的范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。

红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。

温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外线。

通过红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号，成像装置的输出的就可以完全一一对应地模拟扫描物体表面温度的空间分布，经电子系统处理后传至显示屏上，得到与物体表面热分布相应的热像图。

运用这一方法，便能实现对目标进行远距离热状态图像成像和测温并进行分析判断。

2. 红外热像仪的原理红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统(目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构(焦平面热像仪无此机构)对被测物体的红外热像仪进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换电信号，经放大处理、转换为标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。

这种热像图与物体表面的分布场相对应；实际上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱，与可见光相比缺少层次和立体感，因此，在实际动作过程中为更有效地判断被测目标的红外热场，常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能，如图像亮度、对比度的控制，实际校正，伪色彩描绘等高线和直方进行运算、打印等。

红外热像仪探测器分类和发展简史红外热像仪探测器分类和发展简史由于红外辐射是人眼不可见的，要察觉其存在，测量其强弱，就必须首先利用红外探测器将其转换为某种便于测量的信号。

红外探测器是红外探测或成像系统中的核心，也是红外技术发展最活跃的领域。

红外技术的发展水平，通常是以红外探测器的发展水平为主要标志的。

1.红外探测器分类对于品种繁多的红外探测器，有各种不同的分类方法。

根据响应波长，可以分为近红外、中红外、远红外和极远红外探测器；根据工作温度和致冷需求，可以分为低温致冷和室温非致冷红外探测器；根据结构可分为单元、线阵和焦平面红外探测器；就探测机理而言，又可分为光子和热敏红外探测器，下面主要就这两类红外探测器予以简单介绍。

1.1光子红外探测器光子红外探测器是利用材料的光电效应将光信息转换为电信息的红外敏感器件。

材料的电学性质通常取决于材料中电子的运动状态，当光束入射至材料表面时，入射光子如果直接与材料中的电子起作用，引起电子运动状态改变，则材料的电学性质也将随之发生变化，这类现象统称为材料的光电效应。

这里强调“直接”两字。

如果光子不是直接与电子作用，而是能量被固体晶格振动吸收引起固体的温度升高，导致材料电学性质的改变，这种情况不能称为光电效应，而是热电效应。

光子探测器主要有以下几种：(1)光电导红外探测器某些半导体材料，当受到红外线照射时，其电导率将明显改变，这种物理现象就是光电导效应。

利用具有光电导效应的材料制成的红外探测器就称为光电导型探测器。

常用的这种类型的探测器有：硫化铅（PbS）、硒化铅（PbSe）、锑化铟（InSb）、碲镉汞（Hg1-xCdxTe）和锗（Ge）掺杂红外探测器。

光电导探测器的缺点是：光电导效应只有在红外辐射照射一段时间后，其电导率才会达到稳定值，而当停止照射后，载流子不能立即全部复合消失，因此，电导率只有经过一段时间后才能回复。

这种现象称为弛豫现象，这就造成了光电导型红外探测器响应速度较慢的缺点。

红外探测器知识汇总第三章红外探测器3．1 红外探测器特性参数3．1．1 红外探测器分类红外探测器是一种辐射能转换器，主要用于将接收到的红外辐射能转换为便于测量或观察的电能、热能等其他形式的能量。

根据能量转换方式，红外探测器可分为热探测器和光子探测器两大类。

热探测器的工作机理是基于入射辐射的热效应引起探测器某一电特性的变化，而光子探测器是基于入射光子流与探测材料相互作用产生的光电效应，具体表现为探测器响应元自由载流子（即电子和/或空穴）数目的变化。

由于这种变化是由入射光子数的变化引起的，光子探测器的响应正比于吸收的光子数。

而热探测器的响应正比与所吸收的能量。

熱探测器的换能过程包括：热阻效应、熱伏效应、熱气动效应和热释电效应。

光子探测器的换能过程包括：光生伏特效应、光电导效应、光电磁效应和光发射效应。

各种光子探测器、热探测器的作用机理虽然各有不同，但其基本特性都可用等效噪声功率或探测率、响应率、光谱响应、响应时间等参数来描述。

3．1．2 等效噪声功率和探测率我们将探测器输出信号等于探测器噪声时，入射到探测器上的辐射功率定义为等效噪声功率，单位为瓦。

由于信噪比为1时功率测量不太方便，可以在高信号电平下测量，再根据下式计算：n s n s d V V P V V HA NEP //== （3.1）其中H ：辐照度，单位2/cm W ；d A ：探测器光敏面面积，单位2cm ；s V ：信号电压基波的均方根值，单位V ； n V ：噪声电压均方根值，单位V ；由于探测器响应与辐射的调制频率有关，测量等效噪声功率时，黑体辐射源发出的辐射经调制盘调制后，照射到探测器光敏面上，辐射强度按固定频率作正弦变化。

探测器输出信号滤除高次谐波后，用均方根电压表测量基波的有效值。

必须指出：等效噪声功率可以反映探测器的探测能力，但不等于系统无法探测到强度弱于等效噪声功率的辐射信号。

如果采取相关接收技术，即使入射功率小于等效噪声功率，由于信号是相关的，噪声是不相关的，也是可以将信号检测出来的，但是这种检测是以增加检测时间为代价的。