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非制冷红外成像系统总体设计及应用领域
点击次数:924 发布时间:2013-06-26

非制冷红外成像系统主要由光学镜头、非制冷红外焦平面阵列、控制电路、图像处理和输出电路组成,系统构成框图如图1所示。红外目标光线经过红外光学镜头聚焦在CCD探测器上,模拟电路部分提供CCD工作的基准电压,CCD探测器在数字电路部分提供的扫描时序驱动下以模拟电压的方式逐行输出每一像素点的灰度值。该模拟电压信号经过高精度A/D采样后生成数字图像信号送入数字电路部分。数字电路部分实时完成各种图像处理任务,并输出处理后的图像数据供PC机作后续处理或在电视机屏幕上显示。

考虑到电路噪声对红外图像信号的影响,本系统采用了数字电路和模拟电路分离设计思想,将数字电路和模拟电路设计在不同的电路板上,通过排针直接相连。它们之间只有数字信号的交互,这样既可以减小数模混合电路的相互干扰性,也可以降低信号在传输线上的噪声影响。模拟电路部分主要采用各类电压转换芯片实现对CCD探测器基准电压的设置。模数转换芯片实现对探测器输出模拟图像信号的转换以及处理后模拟图像信号的输出。数字电路部分以内嵌MicroBlaze 32位微处理器软核的FPGA为主处理器,实现的功能主要包括CCD探测器时序生成、图像处理算法、处理后的数字图像信号输出以及整个系统的综合管理等。

红外成像系统的主要应用领域
红外成像系统早期只局限于军事领域的应用,伴随着冷战的结束,红外技术开始大规模地走入民用领域。
随着世界经济的快速发展、红外成像系统的快速进步和产品成本的不断下降,民用领域应用将具有更为广阔的发展空间。

军用领域
红外成像系统可用于对远、中、近程军事目标的监视、告警、预警与跟踪;红外成像的制导;武器平台的驾驶、导航;探测隐身武器系统;光电对抗等。
在美、英、法、德、日、以色列等发达国家的*中,红外热像仪已配置在陆、空、*等各个军种中,例如海湾战争中平均每个美国士兵配备1.7具红外热像仪。
与发达国家相比,目前我国*中红外热像仪的应用相对较少,其市场需求量相当巨大。

民用领域
红外测温、红外成像系统已在工业、交通、电力、石化、农业、医学、遥感、安全监控与防范和科学研究等民用领域广泛应用,成为自动控制、在线监测、非接触测量、设备故障诊断、资源勘查、遥感测量、环境污染监测分析、人体医学影像检查等重要方法。
系统级产品种类和量产规模的不断扩大导致了红外器件成本的降低,这个发展趋势不但促进了红外成像系统在民用领域能够不断地探寻更多的应用用途,同时又拉动了这项技术本身所牵引的基础行业的发展。
红外成像系统民用领域的红外热像仪市场极有可能呈现出爆发性增长,未来全球民用潜在需求市场高达上千亿美元。

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