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1.管电压越高，其产生X线穿透力越强，产生照片（影像）的层次越丰富，即照片上的信息量越多，而照片对比度越小，产生的散射线越多；反之，管电压低，其影像效果相反。
2.焦点至胶片探测器的距离，称为焦-片距（原-相距）FFD3.滤线栅不仅吸收了散射线，而且还吸收掉一部分原X线量。
4.栅条高度与栅条间距之间的比称为栅比R.栅比越大，其吸收散射线的能力越强。
5.使用滤线栅注意：①使用聚焦式滤线栅时，不宜将滤线栅反置。
②中心线应对准滤线栅中线，左右不偏移3cm，否则原发射线与铅条成一定角度而被吸收。
③使用聚焦式滤线栅时，焦点至滤线栅的距离在允许范围内，否则边缘区的原发射线被吸收，照片上密度不均。
④在倾斜X线管时，倾斜方向只能与铅条排列方向相平行，否则X线因与铅条成一定角度而被吸收。
⑤在使用调速活动式滤线栅时，应调好其运动速度，一般应使运动时间长于曝光时间的1/5，以免照片出现铅条影。
6.照射野：通过X线管窗口的X线束入射于被照体的曝光面的大小为照射野。
照射野的大小与X线照片的对比度、影像密度都有很重要的关系。
7.屏-片体系（增感屏与平片）：影响获得照片影像的密度、对比度、清晰度及信息量的多少。
稀土相对感度为450.国际放射界把原来相对感度为200的屏-片体系的感度作为感度基准，即相对感度基准提高了。
8.摄影条件制定方法：①变动管电压法②固定管电压法③对比率法：将影响X线感光效应E的感光因子转换成相应的对数值，即点数④自动曝光仪：自动曝光控制是指在X线摄影时，将探测器置于被检部位及屏-片系统之间，通过监测透过被检部位到达屏-片系统的X线量，控制仪通过反馈机制控制X线的曝光时间，从而实现对各位合适X线曝光量的控制。
9．CR的后处理系统和成像探测器（IP）是独立系统，与X线机并不连接。
成像板式记录X线影像的载体，阅读器是为了读出并转换信息方式。
10.成像板的性能以感光效应的关系取决于成像板涂层中的光激励发光（ＰＳＬ）物质的性能：ＰＳＬ物质对Ｘ线照射的能量响应程度或ＰＳＬ物质的发光强度与感光效应成正比关系；ＰＳＬ维持时间应与扫描读取信息的速度匹配，ＰＳＬ维持时间过短会导致感光效应降低，而ＰＳＬ维持时间过长则增加影像模糊度。
红外温度计的设计1.红外的发现红外光也叫红外线，它是一位英国科学家发现的。
1800年，赫胥尔在研究太阳光时，让光通过棱镜分解为彩色光带，他用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。
试验中。
他偶然发现一个奇怪的现象：放在光带洪广外的一支温度计，比室内其他温度的指示数值高。
经过反复试验。
这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。
于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种人的肉眼看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。
(不过，要说明的是，事实上太阳发出的能量以波长580nm 的绿光最强。
)红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质。
红外线的波长在0.76～100μm 之间，位于无线电波与可见光之间。
任何物体，只要它的温度比零下273度高，就无一例外地发射出红外线。
2.红外测温的原理红外测温系统是利用物体的辐射能量与温度有关的原理而组成测温的系统。
将普朗克公式在探测器工作波长范围内积分可以得出目标辐射率的大小与目标温度间存在着固定的对应关系，用红外探测器测出目标的热辐射功率，就能计算出目标的表面温度，这就为红外测温奠定了理论基础。
2.1普朗克定律黑体的光谱辐射出射度是波长和黑体温度的函数，即：()()51,2e x p /1T c M c T λλλ-=- （1—1） 式中：1c —第一辐射常数，()216212 3.74183310c h c W m π-==⨯ ； 2c —第二辐射常数，()22 1.43883210h c c m K K -==⨯ ；其中：K —玻耳兹曼常数；h —普朗克常数；c —电磁波在真空中的传播速度。
图1-1表示了不同温度下黑体辐射的频谱分布，从图中可以看出:黑体总的辐射能量随温度的增高而增加，这是单波段测温仪的依据。
随着温度升高辐射峰所在的波长向短波方向移动，其规律符合维恩位移定律。
显然高温测温仪适用于较短的工作波长，低温测温仪宜选用较长的工作波段；短波长处辐射能量随温度增加比长波长处快，这意味着短波长处比长波长处测温灵敏度高。
工业气体泄漏气云红外成像检测系统的性能评价技术规范1.范围本文件规定了工业气体泄漏气云红外成像检测系统的性能评价技术与系统的总体要求，包括技术的术语和定义、模型等技术要求。
本文件适用于工业气体泄漏气云红外成像检测系统的性能评价。
2.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
所有引用文件及其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GJB2340-95《军用热像仪通用规范》JJG1007--2007《温度计量名词术语及定义》GB/T19870--2018《工业检测型红外热像仪》GB/T27418-2017《测量不确定度评定和表示》GJB9146-2017《非制冷红外焦平面探测器通用规范》3.术语与定义3.1信噪比SIGNAL-NOISE RATIO，SNR是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。
3.2噪声等效温差Noise Equivalent Temperature Difference，NETD红外热成像系统成像质量的一种客观的评价参量，定义为通过热成像系统观察一个低空间频率的圆形或方形靶标时，视频信号信噪比（S/N）为1时，黑体目标与黑体背景之间的温差。
3.3最小可分辨温差Minimum Resolvable Temperature Difference，MRTDMRTD是综合评价热成像系统温度分辨力和空间分辨力的重要参数。
其定义为：对于处于均匀黑体背景中具有某一空间频率的高宽比1比7的四个条带黑体目标的标准条带图案，由观察者在显示屏上作无限长时间的观察。
当目标与背景之间额温差从零逐渐增大到观察者确认能分辨出四个条带的目标图案为止，此时目标与背景之间的温差成为该空间频率下的最小可分辨温差3.4最小可探测温差Minimum Detectable Temperature Difference，MDTDMDTD是综合评价热成像系统温度分辨力和空间分辨力的重要参数。
定义为：当观察者的观察时间不受限制时，在热成像系统显示屏上恰好能分辨出一定尺寸的方形或圆形目标及其所处的位置时，目标与背景之间的温差称为对应目标尺寸的最小可探测温差MDTD。
红外热成像技术的应用与展望摘要源于军事应用的红外热成像技术近年来在器件和系统研制、应用方面急剧发展，受到国内外的普遍重视，已经发展成为现代高技术。
本文着重分析了红外热成像技术的技术原理以及主要组成部件。
并在此基础上，归纳了其主要的发展阶段，指出了每个阶段的技术创新之处。
此外，较为全面地介绍了红外热像仪的广泛应用。
技术的发展是无止境的，本文在分析红外热成像技术发展历史的基础上，对未来的技术发展方向进行了展望。
关键词红外热成像；技术原理；应用领域；发展前景中图分类号TN21 文献标识码 AApplications and Development of Infrared Thermography Abstract Infrared thermal imaging technique used primarily for military purpose is rapidly advanced recently in the development and applications of devices and systems. It is getting more and more attention and has developed into modern high technology. The technical principle of infrared thermal imaging technology and the main components are discussed. Based on the analysis about the principle of infrared thermal imaging, we summarize the main development stages, pointing out technological innovation of every development stage. Infrared imaging technology is applied widely; this paper summarizes the important applications in many fields and discusses the wide application of the infrared thermal imager. The development of technology is endless; based on the development history of infrared thermal imaging technology , this paper forecast the future developing direction of the technology.Keywords infrared thermography；technical principles；applications；development prospectsOCIS Codes (暂无)1 引言在海湾战争中，高科技武器展示了先进技术的广阔平台，成为世界科技发展的风向计，其中出现的红外热成像技术也迅速成为世界各国竞相研究和开发的方向和重点。
光电成像技术考点及解析基本术语：光电成像技术（P2）：采⽤各类光电成像器件完成成像过程的技术可以统称为光电成像技术。
像管（P8）：直视型光电成像器件基本结构包括有：光电发射体、电⼦光学系统、微通道板（电⼦倍增器件）、荧光屏以及保持⾼真空⼯作环境的管壳等。
这种成像器件通常简称为像管。
变像管（P8）：接受⾮可见辐射图像的直视型光电成像器件统称为变像管。
像增强器（P8）：接受微弱可见光图像的直视型光电成像器件统称为像增强器。
摄像器（P8）：电视型光电成像器件⽤于电视摄像和热成像系统中，只完成摄像功能，不直接输出图像的器件，也称为⾮直视型光电成像器件或者摄像器件。
明适应、暗适应、:P31-32凝视、凝视中⼼:P48的倒数第⼆段⼈眼的绝对视觉阈：P32.2⼈眼的阈值对⽐度：P33.3⼈眼的光谱灵敏度：光谱光视效率P34.4⼈眼的分辨⼒：P34.5图像的信噪⽐：P42的2-27瞥见时间：P48的倒数第⼆段瞥见孔径：P49的顺数第⼆⾏辐射度量、辐射功率、辐度强度、辐亮度、辐照度、辐射出射度:P54光度量、光能、光能密度、光通量：都在P58表3-3光出射度：符号M、Mv，意义：光源单位⾯积向半球空间发射的光通量；定义式：,单位：;照度：符号，意义：照射到表⾯⼀点处单位⾯积的光通量；定义式：，单位：lx；发光照度：符号：，意义：在给定⽅向上，单位⽴体⾓内的光通量；定义式：，单位：cd;光亮度：，意义：表⾯⼀点处的⾯元，在给定⽅向上发光强度除以该⾯元在垂直于给定⽅向上的投影⾯积；定义式：，单位：；坎德拉：光源在给定⽅向上的发光强度，该光源发出频率为540*10∧12Hz的单⾊辐射，且在此⽅向上的辐射强度为1/163W/sr.cd(P58)1流明lm(P58):光通量的单位，点光源在某⼀⽅向的发光强度为1cd时，在该⽅向单位⽴体⾓内传出的光通量。
(P58)1勒克司lx：1lm的光通量均匀分布在1平⽅⽶的⾯积所产⽣的照度称为1lx。
光电技术研究所学科简介一级学科中文名称：光学工程英文名称： Optical Engineering一、学科概况光学工程是一门历史悠久而又年轻的学科。
它的理论基础——光学，作为物理学的主干学科经历了漫长而曲折的发展道路，铸造了几何光学、波动光学、量子光学及非线性光学，揭示了光的产生和传播的规律与物质相互作用的关系。
随着激光技术和光电子技术的崛起，光学工程已经发展成为以光学为主，并与信息科学、能源科学、材料科学、生命科学、空间科学、精密机械与制造、计算机科学及微电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。
它包含了许多重要的新兴学科分支，如激光技术、光通信、光存储与记录光学信息处理、光电显示、全息和三维成像、薄膜和集成光学、光电子和光子技术、激光材料处理和加工、弱光与红外热成像技术、光电测量、光纤光学、现代光学和光电子仪器及器件、光学遥感技术以及综合光学工程技术等。
这些学科分支不仅使光学工程产生了质的跃变，而且推动建立了一个规模迅速扩大的前所未有的现代光学产业和光电子产业。
近年来，新的光学工程学科领域还在不断涌现，如自适应光学技术、微纳光学技术、微电子光学技术、生物医学光学技术等。
光电所从1981年开始招收培养光学工程学科硕士研究生，1997年开始招收培养光学工程学科博士研究生，2010年开始招收培养光学工程学科全日制专业硕士研究生。
发展至今，该学科拥有包括中国工程院院士、百人计划入选者、杰出青年专家等高层次人才70余人，拥有国家863、973、国家02重大专项等若干项目，经费充足，为社会输送光学工程专业博士生约150人，硕士生200余人，该学科在读研究生130余人。
二、学科内涵与特色中国科学院光电技术研究所在光学工程学科多个传统和新兴领域建有博士和硕士学位培养点，专业师资雄厚，学科平台先进。
建有微细加工光学技术国家重点实验室、中国科学院光束控制重点实验室、中国科学院自适应光学重点实验室等9个创新实验室/研究室，以及中科院成都几何量及光电精密机械测试实验室；还建有精密机械制造、先进光学研制、轻量化镜坯研制、光学工程总体集成、质量检测等5个研制中心，以及制造保障中心、科技信息中心等2个技术保障中心。
基本术语：光电成像技术（P2）：采用各类光电成像器件完成成像过程的技术可以统称为光电成像技术。
像管（P8）：直视型光电成像器件基本结构包括有：光电发射体、电子光学系统、微通道板（电子倍增器件）、荧光屏以及保持高真空工作环境的管壳等。
这种成像器件通常简称为像管。
变像管（P8）：接受非可见辐射图像的直视型光电成像器件统称为变像管。
像增强器（P8）：接受微弱可见光图像的直视型光电成像器件统称为像增强器。
摄像器（P8）：电视型光电成像器件用于电视摄像和热成像系统中，只完成摄像功能，不直接输出图像的器件，也称为非直视型光电成像器件或者摄像器件。
明适应、暗适应、:P31-32 凝视、凝视中心:P48的倒数第二段人眼的绝对视觉阈：P32.2 人眼的阈值对比度：P33.3 人眼的光谱灵敏度：光谱光视效率P34.4 人眼的分辨力：P34.5 图像的信噪比：P42的2-27 瞥见时间：P48的倒数第二段瞥见孔径：P49的顺数第二行辐射度量、辐射功率、辐度强度、辐亮度、辐照度、辐射出射度:P54 光度量、光能、光能密度、光通量：都在P58表3-3 光出射度：符号M、Mv，意义：光源单位面积向半球空间发射的光通量；定义式：,单位：; 照度：符号，意义：照射到表面一点处单位面积的光通量；定义式：，单位：lx；发光照度：符号：，意义：在给定方向上，单位立体角内的光通量；定义式：，单位：cd; 光亮度：，意义：表面一点处的面元，在给定方向上发光强度除以该面元在垂直于给定，单位：；方向上的投影面积；定义式：坎德拉：光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540*10∧12Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1/163W/sr.cd(P58) 1流明lm(P58):光通量的单位，点光源在某一方向的发光强度为1cd时，在该方向单位立体角内传出的光通量。
(P58) 1勒克司lx：1lm的光通量均匀分布在1平方米的面积所产生的照度称为1lx。
第 30卷 第 5期 2009年 5月 仪 器 仪 表 学 报 Chinese Journal of Scientific I nstru ment Vol 130No 15M ay 2009 收稿日期 :2008203 Receiced Date:2008203 3基金项目 :北京市自然科学基金 (4062029 资助项目
高分辨力光学微扫描显微热成像系统设计与实现 3 高美静 1, 2 , 金伟其 1, 王 霞 1, 徐 超 1, 陈翼男 1 (1 北京理工大学光电工程系 (2 燕山大学光电子系 摘 要 :, 研究提出了一种基于光学平板旋转微扫 描器的高分辨力显微热成像系统 。 , 给出了微扫描器相关的参数设计 、 加工容差 , 并与 , 。利用该系统实际采 , 系统空间分辨力得到提高 , 可应用于高分辨力显微热分析 。 关键词 :; 高分辨力 ; 过采样重构 中图分类号 :T N211 :A 国家标准学科分类代码 :510. 1060
D esi gn and im ple m en t a ti on of opti ca l m i cro 2scann i n g therma l m i croscope imag i n g syste m w ith h i gh resoluti on Gao Meijing 1, 2 , J in W eiqi 1 , W ang Xia 1 , Xu Chao 1 , Chen Yinan 1 (1D epart m ent of O ptical Engineering, B eijing Institute of Technology, B eijing 100081, China;
2D epart m ent of Photoelectron, Yanshan U niversity, Q inhuangdao 066004, China Abstract:T o i m p r ove the s patial res oluti on of the devel oped ther mal m icr oscope based on the uncooled focal p lane arrays, a novel high res oluti on ther mal m icr oscope i m aging system with op tical p late r otating m icr o 2scanner is de 2signed . The working p rinci p le of the op tical p late r otating m icr o 2scanner is analyzed . Moreover, the para meter de 2sign, the err or analysis, the p r ocess t olerance, the technical para meters and the co mpositi on of the whole syste m are all given . The results of standard oversa mp le reconstructi on f or real ther mal m icr oscope i m ages show that the design of syste m is successful and achieves higher res oluti on . The syste m can be app lied int o many syste m swhich need high s patial res oluti on . Key words:
ther mal m icr oscope i m aging syste m; op tical p late r otating m icr o 2scanner; high res oluti on; oversa mp le reconstructi on 1 引 言 为了满足大规模集成电路 、 生物医学和科学研究等 领域对细微热分析的需求 , 国外上世纪 90年代开始推出 显微热成像系统
[1] , 但由于采用制冷型红外探测器作为 成像组件 , 不仅系统体积重量较大 , 而且价格昂贵 , 限制 了系统的普及和使用 [2] 。 由于非制冷焦平面探测器具有 较高性价比、 无需制冷 、 功耗低、 体积小 、 重量 轻等 特 性 [3] , 近年来 , 随着非制冷焦平面探测器的发展和普及 , 非制冷焦平面热成像系统也被用于电路板测试评价中 , 但其光学放大倍率大都小于 1, 即仍然为缩小成像 , 对于 大规模集成芯片等的检测存在分辨力不足的问题 。作者 已研制了一种基于 320×240长波非制冷焦平面探测器 的显微热像仪
[425] 。 但对于更精细的观察 , 需要更高的系统空间分辨力 。
1038 仪 器 仪 表 学 报 第 30卷 由于显微红外物镜数值孔径 (NA 为 0. 44, 即红外光学 系统的衍射限截止频率约为 44cyc /mm,对于单元尺寸 45μm 的探测器 , 其采样率约为 22. 2cyc /mm,采样奈奎 斯特频率为 11. 11cyc /mm,因此 , 显微热成像系统属于 欠采样系统 , 可通过提高采样率或减小探测器单元尺寸 来提高该显微热像仪的空间分辨力 。采用大面阵小探测 器单元的焦平面探测器受到工艺、 价格及多种市场因素
限制 。 采用光学微扫描技术 [527] 是解决这一问题的有效 技术之一 , 它可在现有成像器件基础上提高空间采样率 , 并通过图像处理方法 , 提高系统的空间分辨力。本文介 像系统及其设计 。
2 图 1热像仪及采集的显微热图像 。 图 1 基于非制冷焦平面探测器的显微热成像系统及其应用 Fig . 1Ther mal i m aging system based on uncooled focal p lane detector m icroscope and its app lication 光学平板旋转微扫描原理如图 2所示 , 单块红外光 学平板位于红外显微物镜与非制冷焦平面探测器之间 , 而且与光轴保持一定倾角 θ。 如果平板的折射率 n 、 厚度 d 和倾角 θ确定 , 则当红外辐射穿过平板时由于折射作 用 , 出射光线会在入射面内沿平板倾斜的方向移动距离 Δ, 沿轴向位移距离 Z
。
图 2 单块平板平移光路分析图 Fig . 2Analysis of single p lane translati on op tics Δ=d sin θ1-n 2 -sin 2 (1 Z =d cos θ1- n 2 -sin 2 (2 式中 :Δ和 Z 主要取决于光学平板的倾角 θ、 折射率 n 和 厚度 d, 与入射光线的方向无关 。
, 会集光束 , 以 Δ为半径 45°、 135°、 225°和 (如图 3 , : P =L /2 (3 式中 :L 为像素间距 ; 微扫描位移量为 : Δ4 (4 当已知非制冷焦平面探测器像素间距 L , 由式 (4 确 定 Δ值 , 然后根据光学平板材料的折射率 n 和选择的平 板厚度 d , 由式 (1 确定光学平板相对光轴的倾角 θ。
图 3 标准 2×2微扫描模式示意图 Fig . 3Sche matic diagra m of 2×2m icr oscanning mode 3 光学平板旋转微扫描器的设计 光学平板旋转微扫描器由红外光学平板 、 精密光学 平板支座、 高精度自动旋转平台以及可编程控制器等组 成。光学平板支座放置光学平板的倾斜面倾角为 θ, 以 保证光学平板与光轴保持一定倾角 θ, 从而由微扫描控 制器控制光学平板在如图 3所示的 4个相隔 90°的位置 处进行欠采样成像 , 然后利用亚像元图像处理及超分辨 力图像算法得到高分辨力的图像 。
光学平板旋转微扫描器结构简单 、 控制方便、 容易与 不同成像传感器配合使用 , 可以设计成为通用部件 , 但需 要较高的加工和装调精度 。
3. 1 光学平板旋转微扫描器的参数设计 1 光学平板倾角 θ 本系统非制冷焦平面探测器像素中心距 L =45μm , 红外光学平板选用锗 n =4. 0028, 选择光学平板厚度 d =1mm 。 则由式 (4 和式 (1 计算得到 :θ=1°12′ 54′ ′ , Z =0. 7500589mm 。 其中 Z 通过调节红外显微物镜的
第 5期 高美静 等 :高分辨力光学微扫描显微热成像系统设计与实现 1039 安装尺寸来补偿 。 2 光学平板直径 光学平板直径需要通过分析整个显微热成像系统的 光路来确定 , 在不损失成像红外辐射的前提下 , 结合系统 的机械结构 , 确定光学平板透光直径为 26mm 。
平板参数将直接用来设计和加工光学平板、 精密光学平 板支座及与已有的显微热成像系统进行一体化的连接部件。 为了满足系统要求 , 实际加工需要一些加工容差等。
3. 2 光学平板旋转微扫描器的容差
由式 (1 可知光学平板玻璃材料的折射率 n 、 平板厚 度 d 和光学平板相对光轴的倾角 θ方向位移 Δ的精度。由式 (3 及式 (4 Δ将影响欠采样图像的微位移 , P 将破坏标准 2×2, 影响最后的 由于光学微扫描属于小角度扫描 , θ值一般较小 , 式
(1 可简化为 Δ≈ d n
