第一篇：虛擬紅外成像器件的模擬輸出電路設計

虛擬紅外成像器件的模擬輸出電路設計

紅外成像器/擬輸出電路/差校正 1 引言

近年來,一些高新技術已進入油罐計量領域,但是,大部分新型儀表只用于煉油廠、油庫及成品油儲罐,而在聯(lián)合站原油儲罐的液位、油水界面及含水率等參數(shù)的實時精確測量仍是檢測技術中的難點之一。原因是聯(lián)合站原油含水、含泥沙、粘度大,特別在寒冷地區(qū),對于接觸式測量儀表的測量精度及使用壽命有很大影響,一般的檢測與控制系統(tǒng)設計方案無法滿足現(xiàn)場工藝的要求。因此目前聯(lián)合站有些過程參數(shù)的測量靠工人的經(jīng)驗來估算,往往記錄數(shù)據(jù)誤差大,很難實時地反映現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況,在一定程度上影響了各項生產(chǎn)措施的正確確定和實施。為實現(xiàn)聯(lián)合站生產(chǎn)過程原油盤庫系統(tǒng)的自動化和智能化,要對凈油罐及外輸油諸參數(shù)進行在線自動檢測,并對動態(tài)油量和凈油外輸總量實時計量。2 聯(lián)合站儲罐的自動檢測系統(tǒng)

依據(jù)油田聯(lián)合站生產(chǎn)工藝的現(xiàn)狀,自動檢測系統(tǒng)通常由三部分組成。即:①沉降罐油水界面及原油含水率自動檢測系統(tǒng);②緩沖罐油水界面、液面及原油含水率自動檢測系統(tǒng),凈油罐液面自動檢測系統(tǒng);③外輸油量計量及含水率自動檢測系統(tǒng)。

當前,聯(lián)合站儲罐參數(shù)自動檢測仍是原油集輸過程的難題之一,特別是在寒冷地區(qū)、稠油產(chǎn)區(qū),普通的測量儀表往往誤差大,甚至不能正常工作。其主要原因是:稠油粘度大,容易將檢測元件糊住,使其無法正常工作。此外,儲罐內(nèi)的油水界面、含水率都是隨時間在變化的,罐內(nèi)不同高度的油層含水率是不同的。因此,采用靜止測量元件無法檢測整個罐內(nèi)原油的含水率。本研究采用智能檢測裝置和開發(fā)先進的系統(tǒng)管理軟件,實現(xiàn)對油罐群參數(shù)的自動監(jiān)測與管理。

儲罐油量靜態(tài)自動檢測裝置,曾先后出現(xiàn)過如稱重式計量系統(tǒng)、液位計計量系統(tǒng)、靜壓法計量系統(tǒng)。由于這些系統(tǒng)在實際應用中都存在一些問題,不能滿足實際計量的要求[1][2]。如圖1所示的油田聯(lián)合站凈油罐參數(shù)自動檢測系統(tǒng)能有效的解決實際存在的問題,達到實際計量的要求和精度。雷達液位計用于檢測罐內(nèi)原油的液面,射頻導納界面儀用于檢測油水界面,當油水界面超過設定值時,由計算機輸出信號控制調(diào)節(jié)閥排放底水至與脫水器。

油田集輸工藝中的凈油罐儲量、煉油廠的成品油罐儲量及油庫區(qū)的油罐儲量等通常可采用下式進行計量。對于立式金屬圓柱形油罐儲量計量公式為

式中----油罐內(nèi)儲油量,kg;----油罐直徑,m;----油罐的儲油高度,m;----在溫度時的原油密度,kg/m3;----原油含水質量百分率(簡稱原油含水率)。

外輸原油參數(shù)自動檢測系統(tǒng)如圖2所示。油含水分析儀用于檢測外輸原油的含水率,當含水率超標,即輸出原油不合格時,通過計算機輸出信號控制三通電磁閥,將外輸總管原油輸回凈油罐。在原油長輸管道中,通常采用流量計、密度計及含水率檢測儀在線計量油量[],其計算公式為

式中----原油在空氣中的凈質量,kg;

----流量計累計流量值,m3;

----流量系數(shù);

----原油的標準密度,kg/m3,根據(jù)測得視密度,查GB1885《石油視密度換算表》;----原油體積壓力修正系數(shù);----原油體積溫度修正系數(shù),用以計量溫度和原油標準密度值,查GB1885《石油體積系數(shù)表》;

----原油含水質量百分率(簡稱原油含水率)。

在使用流量計結合密度計在線進行原油油量計量中,原油質量等于原油體積與密度及聯(lián)合修正系數(shù)的乘積。對體積的測量采用流量計,而對密度的測量采用在線密度計,以及采用含水分析儀在線測量原油含水率。自動檢測系統(tǒng)的誤差分析

原油動態(tài)計量是自動檢測系統(tǒng)的核心工作,要做到準確計量就應盡量減少誤差。根據(jù)誤差理論對油量動態(tài)計量的誤差進行了分析,得出在油量的動態(tài)計量中,密度、含水率、流量及溫度等是油量計量的主要誤差源。要減少油量計量誤差,就必須提高密度計、含水儀、流量計及溫度計等儀表的準確度。選擇適應工藝要求的檢測儀表,引入基于人工智能的“軟測量”技術,實現(xiàn)工藝參數(shù)的在線、連續(xù)自動測量。由于原油的密度與溫度呈直線關系(見3式),根據(jù)(1)式有因此,根據(jù)間接測量的誤差傳播公式,則有

3個變量,由于它們在測量中相互獨立,式中為油量,分別為的標準偏差;分別為的誤差傳播系數(shù)。

由此可見,要使油量計量比較準確,必需設法減少。

綜上所述,要提高自動檢測系統(tǒng)的精度,首先減少測量儀表的示值誤差。油量計量系統(tǒng)所涉及到的主要檢測儀表有:超聲波液位計、油水界面儀、含水分析儀、流量計、密度計、溫度變送器以及壓力變送器等。本研究重點討論如何提高射頻導納界面儀的測量精度。

在油田集輸系統(tǒng)中,原油脫水是石油生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),而界面的控制則是這些環(huán)節(jié)保證安全生產(chǎn)、提高效率、降低成本的一個重要方法。射頻導納界面儀名稱中導納的含義是電學中阻抗的倒數(shù),它由電阻性成分、電容性成分、感性成分綜合組成。而射頻的含義即為高頻無限電波譜,所以射頻導納可以理解為用高頻無限電波測量導納。用于測量油水界面時,主要是基于油與水導電性的差異,即油(或油包水)是絕緣或導電性差,水(或水包油)是良導電體或導電性好。采用射頻導納界面儀可以準確地測量乳化層中的導電特性發(fā)生較大變化的電界面,而不受任何其它因素的影響。實際上,只要上下層的介質導電性相差五倍以上時,便能進行準確測量。與傳統(tǒng)的浮子式、差壓式、電容式和微波式相比,射頻導納界面儀具有較明顯的優(yōu)勢,它不受油、水及乳化層的密度的影響,也不受掛重油、掛臘等的影響。因此,使用壽命長。

在儀表安裝時,應充分了解罐內(nèi)結構,儀表安裝位置應盡量遠離進出料口,攪拌及一切障礙物,以免探頭受料流沖擊發(fā)生晃動影響測量。探頭距管壁或內(nèi)部障礙物必須大于0.2m,對于沉降罐,由于選用的是柔性探頭,所以在一定范圍內(nèi)不應有障礙物或沖擊。在一般情況下,儀表要求垂直安裝,也可水平安裝。插入長度應包括測量范圍、非工作段及安裝尺寸。對于硬桿式傳感器下端一般不固定,而軟纜式傳感器須用重錘或底錨固定,特殊情況下可在下端或中部加固定支撐。外殼與罐保持良好接地,其典型安裝如圖3所示。4 結束語

為實現(xiàn)聯(lián)合站原油儲量及凈油輸出總量的在線、實時自動計量,采用移動式傳感器,實時檢測沉降罐界面、液面、溫度計不同高度油層的含水率,運用可變積分限和采樣周期的近似方法計算儲罐動態(tài)油量。采用射頻導納界面儀、超聲波液位計檢測緩沖罐、凈油罐油水界面和原油液面以計算其原油儲量,通過檢測外輸原油含水率、密度及流量以實時計算外輸原油總量。從而解決油田聯(lián)合站動態(tài)油量自動檢測工作的難題。

尹鑫

第二篇：紅外熱成像檢測技術的應用和展望

紅外熱成像檢測技術的應用和展望

摘要：無損檢測，是指在不會對材料或元件的有效性或可靠性造成損害的前提下，對其內(nèi)部的異性結構(缺陷或損傷)進行探測、定位、識別及測量的一種實用性技術。紅外熱成像技術是在紅外探測器、微電子和計算機技術的基礎上發(fā)展起來的，屬于綜合性高新技術，該技術正朝著快速掃描、非致冷、焦平面陣列式接收、計算機圖像處理的方向發(fā)展，利用便攜式筆記本電腦控制的系統(tǒng)正日趨完善。

關鍵詞：無損檢測；熱成像技術；應用；發(fā)展趨勢

紅外熱成像無損檢測技術(又稱紅外熱波無損檢測技術)，是一門跨學科的技術，它的研究和應用，對提高航空航天器，多種軍、民用工業(yè)設備的安全可靠性具有重要意義。

1.紅外熱成像檢測技術的原理

紅外熱成像無損檢測技術的基本原理是利用被檢物的不連續(xù)性缺陷對熱傳導性能的影響，使得物體表面溫度不一致，即物體表面的局部區(qū)域產(chǎn)生溫度梯度，導致物體表面紅外輻射能力發(fā)生差異。借助紅外熱像儀探測被檢物的輻射分布，通過形成的熱像圖序列就可推斷出內(nèi)部缺陷情況。

從理論上分析可知，材料或構件因內(nèi)部缺陷將導致局部力學性能的強度改變，由于材料內(nèi)部結構的不連續(xù)性，這種缺陷將引起材料或構件的熱傳導不連續(xù)，致使材料或構件的溫度梯度不同，因而顯現(xiàn)出的紅外熱圖像也有所不同。通過研究被檢測材料的內(nèi)部缺陷及結構力學性能，找出其熱傳導特性與紅外熱圖像之間的關系和機理，根據(jù)顯示圖像的溫度梯度就可以確定缺陷的位置和范圍，由溫度梯度隨時間變化的速率可以確定缺陷的深度。

采用紅外熱成像技術進行檢測的特點是不受材料的幾何結構及材質的限制，可以實現(xiàn)非接觸、大面積的檢測。

2.紅外熱成像檢測技術的分類

根據(jù)探測方式不同，紅外熱成像檢測技術可劃分為透射式和反射式，其中反射式更便于使用；根據(jù)引起溫差的方式不同，可劃分為主動式和被動式。

主動式紅外熱成像檢測技術可以對物體表面進行快速、準確的檢測，并具有直觀、非接觸、單次檢測面積大等特點。根據(jù)主動式激勵源不同，主要劃分脈沖紅外熱成像檢測技術、鎖相紅外熱成像檢測技術和超聲紅外熱成像檢測技術等。

2.1脈沖紅外熱成像檢測技術

脈沖紅外熱成像技術是一種集光、機、電為一體的非接觸式無損檢測方法，也是目前研究最多和最成熟的方法之一。工作原理如圖1所示:以高能脈沖閃光燈作為激勵熱源，熱流在被測構件內(nèi)部傳導過程中，若構件內(nèi)部存在缺陷或損傷，則使得物體內(nèi)部熱分布將存在不連續(xù)性結構，從而導致其缺陷或損傷處的表面溫度與無缺陷或損傷處有明顯不同。

圖1沖紅外熱成像檢測技術的工作原理

脈沖紅外熱成像檢測方式雖然簡單實用，但是也存在著一些缺點：適于檢測平板類構件，對于復雜結構構件檢測存在困難；對熱源的均勻性要求非常高；檢測構件厚度有限，當檢測厚度較高的構件時，難以顯示缺陷結果。

2.2鎖相紅外熱成像檢測技術

鎖相紅外熱成像檢測技術的工作原理，如圖2所示。由函數(shù)發(fā)生器控制激勵熱源發(fā)出按照正弦規(guī)律變化的光源強度，光源的熱輻射對被測構件進行加熱，采用紅外熱像儀采集構件表面的溫度信息。鎖相的目的在于從干擾信號中提取特定頻率的有用信號，分析其存在的差異，從而實現(xiàn)對缺陷特征的判定與識別。

圖2相紅外熱成像檢測技術的工作原理

鎖相紅外熱成像技術與常規(guī)的脈沖紅外熱成像技術相比，主要有以下優(yōu)點：不受加熱不均的影響；相位圖與構件表面發(fā)射率無關；加熱的溫度較低，不會導致材料表面發(fā)生損傷；根據(jù)鎖相頻率和相位延遲，即可求出缺陷深度。此外，相位檢測與幅值檢測相比，在熱像儀精度確定的情況下，能顯著提高缺陷的探測能力和測量精度。

2.3超聲紅外熱成像檢測技術

超聲紅外熱成像檢測技術將超聲激勵技術與紅外熱成像技術相結合，其原理，如圖3所示。利用低頻超聲脈沖波作用在構件表面上，利用其特定的振動激勵源促使物體內(nèi)部產(chǎn)生機械振動，使得缺陷部分因熱彈和滯后效應導致聲能在物體中衰減而轉化成熱能，通過紅外熱像儀對構件表面溫度變化情況進行捕捉和采集。通過觀察紅外熱像儀所記錄下來的溫差，借助于計算機對時序熱圖進行處理，即可實現(xiàn)對構件內(nèi)部缺陷的判定與識別。

圖3超聲紅外熱成像檢測系統(tǒng)的工作原理

超聲紅外熱成像技術與脈沖紅外熱成像等其他表面加熱的檢測方式相比，其檢測靈敏度更高。超聲紅外熱成像技術可對物體更深的亞表面裂紋進行檢測，還可用于對復合材料內(nèi)部分層或脫粘進行檢測。超聲紅外熱成像的實驗系統(tǒng)比較復雜，操作時需要小心謹慎，避免不必要的損傷和浪費。

3.紅外熱成像檢測技術的應用

外熱成像技術因能快速、實時、直觀地檢測零件的損傷，所以應用廣泛,可應 用于航空設備檢測、復合材料的檢測、襯里損傷診斷、電力設備的故障診斷等。

3.1在電氣領域的應用

測試對象主要包括變電所空壓機互感器接頭、分電箱導線接頭、變壓器零線接頭、供電廠照明線接頭、電車隧道電纜過載、空氣開關接頭和高壓線電纜中間接頭溫度的測試等。通過對變電站和輸電線路的定期測溫，排除了大量的安全隱患，有效避免了不必要的損失，為工廠的安全運行提供了重要保障。

3.2在土木工程領域的應用

隨著紅外熱成像檢測技術的日新月異，其在土木工程領域中的應用也有了很大發(fā)展。尤其在建筑物外墻飾面施工質量檢測技術日趨成熟。通過采集外墻表面的溫度場變化，可

為判斷飾面工程質量提供一種途徑。

3.3在航天航空領域中的應用

發(fā)動機渦輪葉片是飛機中能量轉換的關鍵部件，在燃氣沖擊下高速旋轉，不但承受變化巨大的各種應力，還受到高溫氧化等作用，所以準確高效的檢測渦輪葉片的缺陷，對于預防危害性故障，提高飛機運行安全有著重要意義問。文獻川以熱風作為激勵源，對正常和故障葉片分別進行相同的持續(xù)激勵，然后用紅外熱像儀記錄葉片表面的溫度變化情況。

4.紅外熱成像檢測技術的展望

紅外熱成像技術的發(fā)展以紅外探測器的發(fā)展為標志，可以從紅外探測器的發(fā)展來推斷其發(fā)展趨勢：以“二代”焦平面陣列的實用化，批量生產(chǎn)，大量裝備為重點，解決各種不同功能要求的圖像處理和智能化、自動化問題，提高非制冷焦平面陣列規(guī)模和水平，與應用密切配合，解決應用中出現(xiàn)的問題；發(fā)展應圍繞“第三代”焦平面陣列，著重基本技術問題的研究解決，包括外延材料生長大規(guī)模高密度器件工藝、非均勻性校正、可低溫工作的信號處理電路、互聯(lián)耦合技術、測試評價技術、圖像處理和智能化等技術關鍵問題，以縮小整機體積，并增強功能；進一步應探索新型材料器件的研究開發(fā)，從能帶工程出發(fā)，設計研究新型焦平面陣列材料和器件；竭力提高成品率，降低價格，擴展紅外熱成像技術的應用領域及應用價值。

縱觀現(xiàn)代各種無損檢測技術，均要求對零件的損傷進行快速、準確的檢測與評估，因此，紅外熱成像技術未來也要朝著快速、準確的方向發(fā)展，其具體發(fā)展方向有以下幾點：（1）從定性到定量的轉變；(2)采取多樣化的激勵方式，實現(xiàn)更加快速、準確的檢測；（3）嘗試各種先進 的信息處理方式，得到更加精確的零件損傷信息；（4）為適應現(xiàn)場檢測的要求，向便攜式方向發(fā)展。

5．總結

紅外熱成像技術歷經(jīng)多年的發(fā)展，已從當初的機械掃描機構發(fā)展到了今天的全固體、小型化、全電子、自掃描凝視攝像，紅外熱成像技術正走向輝煌，同時，我們應清醒的認識到，紅外熱成像技術，已經(jīng)走上了一條充滿挑戰(zhàn)的發(fā)展道路，要想發(fā)展，必須解決許多問題，以提高靈敏度，增加識別距離，降低成本。

參考文獻

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第三篇：紅外熱成像技術在森林防火中的應用

紅外熱成像技術在森林防火中的應用

森林火災具有突發(fā)性、隨機性、破壞時間短等特點，因此一旦有火警發(fā)生，就必須速度采取撲救措施。而撲救是否及時，決策是否得當，最重要取決于對林火的發(fā)現(xiàn)是否及時，分析是否準確合理，決策措施是否得當。傳統(tǒng)火災報警系統(tǒng)一般基于紅外傳感器和煙霧傳感器，探測火災發(fā)生時生成的煙、溫度和光等參量，經(jīng)信號處理、比較、判斷后發(fā)出火災報警信號；其缺點是無法迅速采集火災發(fā)出的煙溫變化信息，難以滿足早期探測并預報此類火災的要求。

近年來，紅外熱成像檢測和可見光圖像檢測在火焰檢測中有一定程度的應用，但由于自身成像和檢測原理，只是單一的檢測模式極容易產(chǎn)生誤報、漏報，影響用戶使用，使得這一技術的推廣受到了阻礙?；谶@種現(xiàn)象，雙光譜探測森林防火智能預警系統(tǒng)，采用兩種光譜的圖像智能檢測技術最大程度發(fā)揮了各自優(yōu)勢，取長補短，能有效準確地檢測出火焰，彌補傳統(tǒng)火災報警系統(tǒng)與單一檢測模式所存在的不足，以達到森林防火智能預警的效果。

雙光譜探測森林防火智能預警系統(tǒng)是基于當前林火監(jiān)測技術的不足的基礎上研發(fā)的成果，也是一套針對性很強的系統(tǒng)，其具有高精度、高可靠等特點，多種技術手段共同確保林火預警功能的實現(xiàn)。

國外森林防火技術發(fā)展

從19世紀90年代至20世紀50年代感溫探測器一直占主導地位，火災自動報警系統(tǒng)處于初級發(fā)展階段;20世紀50年代初，瑞士物理學家埃斯特邁爾成功研制出離子型感煙探測器;到20世紀70年代末，光電元器件技術取得突破，光電感煙探測器應運而生;20世紀80年代初，日本開始研究實驗模擬量火災探測器，最為典型的是1991年日本學者提出神經(jīng)網(wǎng)絡用于火源探測的問題;1994年瑞士推出AlgoRex火災探測系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊邏輯相結合，共同決策。

20世紀70年代末，我國的一些軍工企業(yè)、部屬企業(yè)開始研制火災自動報警產(chǎn)品;進入80年代后為了縮短與國外同類產(chǎn)品的差距，滿足國內(nèi)市場需要，開始引進或仿制國外產(chǎn)品;90年代后，國外企業(yè)進入中國市場，帶來了先進的技術，在一定程度上促進了市場的發(fā)展。

隨著科學技術的進步和森林防火信息化需求的逐漸升級，新的火災探測器也不斷出現(xiàn);但目前國內(nèi)所有的火災自動報警技術主要是基于傳感器的檢測，在現(xiàn)有的各種火災報警和消防監(jiān)控設備中，大多數(shù)場所的火災檢測，都采用常規(guī)的火災探測的方法，其性能優(yōu)劣直接會影響火災自動報警的準確度和可靠性，例如感煙、感溫、感光探測器，它們分別利用火焰的煙霧、溫度、光的特性來對火災進行探測。在大面積森林應用中，上述傳感器由于空間距離大，信號變得十分微弱。大空間使得普通的感煙、感溫火災探測報警系統(tǒng)都無法迅速采集火災發(fā)出的煙溫變化信息，即使是高精度的傳感器也會由于種種噪聲干擾而無法正常工作，導致火情誤報或錯報，無法滿足森林火災的及時檢測需求。

目前世界森林面積達40億公頃，其中我國森林面積是1.75億公頃,各類自然保護區(qū)1551個，對森林防火智能預警系統(tǒng)有著不同程度的需求，防止森林火災發(fā)生的最好辦法就是預防。世界各國對火災的預警檢測越來越重視，2010年6月俄羅斯大火給各國敲響了森林防火的警鐘，森林保護系統(tǒng)的缺失將導致森林火災發(fā)生時要么束手無策，要么聽之任之，因此，俄羅斯生態(tài)學家指出應盡快恢復國家森林保護系統(tǒng)，實用、快速、全面的預警系統(tǒng)尤為重要。

雙光譜探測森林防火智能預警系統(tǒng)，采用雙光譜探測方法，將先進的紅外熱成像儀圖像采集和可見光圖像探測通過智能分析算法結合應用，取長補短，最大限度發(fā)揮各自優(yōu)勢，再加上網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)組成數(shù)字化、網(wǎng)絡化的智能森林防火指揮系統(tǒng)。與普通網(wǎng)絡視頻檢測系統(tǒng)相比，雙光譜探測森林防火智能預警系統(tǒng)是一種更高端、視頻檢測更智能、更準確可靠的防火檢測系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)無人值守，自動對視頻圖像信息進行分析判斷，及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的異常煙霧和火災苗頭，準確檢測出火焰，以最快、最佳的方式告警并提供防火預警信息，達到早期預警的目的。能夠有效的協(xié)助消防人員處理火災危機，并最大限度的降低誤報和漏報現(xiàn)象;同時還可查看現(xiàn)場實時圖像，根據(jù)直觀的畫面直接指揮調(diào)度救火。

該系統(tǒng)可廣泛應用于森林等戶外火災的預警監(jiān)測中，同時結合林業(yè)管理的專業(yè)知識和林業(yè)防火的經(jīng)驗，建立新一代森林防火智能分析監(jiān)測系統(tǒng)，針對性地解決用戶的各種個性化需求。通過紅外熱成像和可見光雙光譜的檢測，以及云臺精確智能定位系統(tǒng)，獲得林區(qū)的清晰圖像，利用視頻分析技術，根據(jù)火焰光譜特征判斷是否產(chǎn)生火情，一旦發(fā)現(xiàn)疑似火情，立即觸發(fā)報警，林區(qū)視頻回傳至監(jiān)控中心，如果確認報警屬實，攝像系統(tǒng)鎖定目標，精確判斷火點位置，并根據(jù)已建立的林業(yè)防火信息數(shù)據(jù)資源做出滅火方案。

解決方案

本系統(tǒng)是一種具有紅外光、可見光雙光譜探測的森林防火智能預警系統(tǒng)，系統(tǒng)集成了紅外熱成像儀系統(tǒng)、超溫檢測系統(tǒng)、可見光攝像機、火災監(jiān)測分析儀、云臺精確定位系統(tǒng)、視頻服務系統(tǒng)、監(jiān)控主機等部分組成?？赏瑫r輸出兩路視頻信號，具有紅外熱成像超溫檢測和可見光火災檢測功能，并根據(jù)置信度系數(shù)模型進行分析，自動給出報警信息，有效提高了報警的準確率。探測設備可根據(jù)用戶在場景中畫出的任意路徑自動掃描，并可在運動掃描過程中進行快速煙火檢測。通過網(wǎng)絡傳輸并向遠程監(jiān)控主機發(fā)送報警機器ID、云臺水平和俯仰角度、超溫區(qū)域的坐標(左上角和右下角)等信息。遠程監(jiān)控主機根據(jù)回傳信息，經(jīng)過分析判斷確認報警后產(chǎn)生報警信號、記錄報警信息，并提供日志查詢和錄像等功能。

連續(xù)變焦紅外熱成像儀

連續(xù)變焦紅外熱像儀由324×256非制冷焦平面陣列探測器配合75-150mm連續(xù)變焦紅外鏡頭制成，既能大范圍搜索，又能識別遠處目標。該產(chǎn)品克服了目前國內(nèi)外固定焦距式或雙視場式熱成像儀的缺陷，在變焦的過程中成像清晰，功能強大，性能穩(wěn)定。具有堅固且密封性能極好的外殼，內(nèi)部充氮，不受雨雪、灰塵的破壞，能夠在惡劣的環(huán)境中正常工作。集第4代非制冷型焦平面紅外探測器、最先進的電子和光學系統(tǒng)于一身的熱成像儀，能夠穿透灰塵、煙霧、雨雪和黑暗，最小溫度分辨率達50mK，增加圖像細節(jié)增強功能、輸出熱白/熱黑/偽彩色圖像。

熱成像超溫檢測系統(tǒng)

在大面積的森林中，火災往往是由隱火引發(fā)，這是毀滅性火災的根源，而用現(xiàn)有的普通檢測方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災苗頭。而應用紅外熱成像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準確判定火災的地點和范圍。

自然界中任何溫度高于絕對零度的物體，都會不停地向周圍空間輻射包括紅外波段在內(nèi)的電磁波，物體表面的溫度越高，紅外輻射能量就越多，因此可以利用紅外輻射測量物體表面的熱狀態(tài)。

熱像儀工作在8-14μm，屬于遠紅外波段，正常森林的輻射波長范圍為8.5-12.2μm，在熱成像儀8-14μm的探測范圍之內(nèi)。目標溫度越高，從熱成像探測器組件輸出的數(shù)字信號值越大,即數(shù)字圖像的灰度值越大，根據(jù)此特點，超溫檢測工作過程如下：圖像采集模塊將探測器輸出的高精度圖像數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存，圖像處理模塊運行超溫檢測算法，首先根據(jù)目標和背景的對比度計算出原始閾值，再結合用戶設定的目標溫度等級，計算出二值化閾值，將圖像二值化后進行連通域檢測，計算出目標區(qū)域面積和坐標，在畫面上標識出超溫區(qū)域并通過串口發(fā)出報警信息。

由于探測器接收到的紅外輻射能量受監(jiān)控距離和工作環(huán)境的影響，被檢測目標的溫度范圍也各不相同，所以為了達到理想的報警效果，可以根據(jù)用戶的具體使用環(huán)境設定被監(jiān)控目標的溫度等級，即目標與背景的溫度差別等級。

可見光圖像檢測系統(tǒng)

由于紅外熱成像儀成像清晰度差，可能存在一定程度上的誤報，因此系統(tǒng)又引入可見光圖像檢測，通過檢測火焰的靜態(tài)特征(顏色)和形態(tài)特征(閃爍性)兩個特征進行檢測。先利用靜態(tài)特征從視頻圖像中提取出與火焰顏色相似的區(qū)域，再利用形態(tài)特征對上面提取出來的區(qū)域進行檢測，通過視頻圖像分析算法，檢測出火焰產(chǎn)生二級報警信號。可見光攝像機模擬視頻信號接入到圖像檢測模塊，通過圖像采集單元的視頻解碼電路轉換為數(shù)字信號后，被基于DSP的圖像處理單元處理，根據(jù)火災火焰的圖像特性，探測出畫面中出現(xiàn)的火焰，加入火焰識別標記后，再通過視頻編碼電路轉換為模擬視頻信號輸出。由于監(jiān)測場景不同，火焰所呈現(xiàn)的顏色、狀態(tài)也會不同。因此，在監(jiān)測時，可以根據(jù)環(huán)境要求，調(diào)整檢測模塊的工作狀態(tài)，通過設置相應參數(shù)閾值，如顏色靈敏度、動態(tài)靈敏度等，使檢測模塊可以更準確及時地識別出火焰。

第四篇：紅外攝像機打開紅外燈后成像不清晰的情況總結

關于紅外攝像機的總結

在最近的技術支持工作中，遇到紅外攝像機在打開紅外燈后效果不好的情況，現(xiàn)就其出現(xiàn)的原因和處理做個總結。

1、紅外攝像機的雙環(huán)玻璃設計的作用

以中間的黑環(huán)為界限，將這個玻璃面分為內(nèi)環(huán)和外環(huán)部分，內(nèi)環(huán)放置鏡頭，外環(huán)為紅外燈，當開啟紅外攝像頭時，中間的黑環(huán)可以防止紅外燈發(fā)出的紅外線直接進入鏡頭造成圖像過亮。沒有采用該設計的紅外半球效果圖（非我司攝像機）如下：

光照好紅外燈未打開時效果

光照不好打開紅外燈效果圖

上面的效果就是由于沒有采用雙環(huán)玻璃，紅外燈打開時過多的紅外光進入鏡頭造成畫面過亮。

2、鏡頭設計問題造成紅外燈打開后畫面虛焦

不同波長的光線在經(jīng)過鏡頭折射后的聚焦點時不同的，由于考慮到制造成本，一般的普通鏡頭在設計的時候只考慮可見光的焦距因素沒有考慮到紅外光的焦距因素。光照條件較好的時候成像時很清晰的，但是在太陽光下或夜晚打開紅外燈后不能準確地成像到CCD上，造成虛焦現(xiàn)象，而且一般紅外攝像機一般采用定焦鏡頭焦距不可調(diào)，這是鏡頭的設計造成的，只能更換鏡頭才可解決。下面為效果圖：

設計良好（考慮了紅外光焦距）的鏡頭，成像清晰不虛焦

設計不好（沒考慮紅外光焦距）的鏡頭，成像模糊虛焦

第五篇：紅外熱成像技術在安防中的具體應用

紅外熱成像技術在安防中的具體應用

由紅外熱成像技術的原理與特點可知，紅外熱成像技術能很好地應用于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，并且往往是普通攝像監(jiān)控所不能完成的。其具體的應用如下。

能真正實現(xiàn)24h及惡劣氣候條件下的全天候的智能視頻監(jiān)控

普通的視頻監(jiān)控很難做到全天候的監(jiān)控，如銀行的金庫、機要室、軍事要地、監(jiān)獄以及核心辦公室等重要的監(jiān)控區(qū)域，不可能完全做到全天候的有可見光，而沒有了可見光，普通視頻監(jiān)控也就失去了其監(jiān)控功能。要想夜晚監(jiān)控，只能用日夜轉換攝像機加上紅外燈。而紅外熱成像儀，是被動接受目標自身的紅外熱輻射，無論白天黑夜24小時均可以處于運行狀態(tài)且正常工作，并隨時對背景資料進行分析，一旦發(fā)現(xiàn)變化，可以及時發(fā)出預/報警，并可以通過其他智能設備自動對有關情況進行處理與上報。

在雨、霧等惡劣的氣候條件下，由于可見光的波長短，克服障礙的能力差，因而觀測效果差。而工作在8—14μm波長的長波紅外熱成像儀，其穿透雨、霧的能力較高，從而仍可以正常地觀測目標。因此在夜間以及惡劣氣候條件下，采用紅外熱成像監(jiān)控設備可以對各種目標，如人員、車輛等進行24h監(jiān)控。在高速公路、鐵路夜間安全保衛(wèi)巡邏、夜晚城市交通管制等領域中，紅外熱成像裝置也有著不可替代的作用。由于熱成像系統(tǒng)在觀察、識別目標方面有著眾多的優(yōu)點，因此在許多發(fā)達國家車載或直升飛機機載監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應用。

能進行火災的智能視頻監(jiān)控與識別

由于紅外熱成像儀是反映物體表面溫度而成像的設備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場監(jiān)控使 用外，還可以作為有效的防火報警設備。如在大面積的森林中，火災往往是由不明顯的隱火引發(fā)的，這是毀滅性火災的根源，采用現(xiàn)有的普通監(jiān)視系統(tǒng)，很難發(fā)現(xiàn)這 種隱性火災苗頭。然而采用紅外熱成像儀，則可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準確判定火災的地點和范圍，即可透過煙霧發(fā)現(xiàn)著火點，把火災消滅在萌芽階段。

如加拿大森林研究中心，利用直升飛機采用便攜式熱成像儀，在一個火災季節(jié)中就發(fā)現(xiàn)了15次隱火。

在住宅小區(qū)、機場、碼頭、學校等人流密集的場所，通過紅外熱成像儀探測的紅外熱圖像，均能迅速及時監(jiān)測到火災源頭，并進行預/報警，以便及時采取行動進行處理。

谷物糧倉往往會發(fā)生自燃現(xiàn)象，過去一般采用溫度計測量其溫度變化。而采用紅外熱像儀可以準確判定這些火災的地點和范圍，從而做到早知道早預防，早撲滅。

據(jù)美國保險公司的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在所有火災中，有25%是電氣設備隱患引發(fā)火災的，即由于插頭接觸不良引發(fā)的。紅外熱像儀還可以用來探測電氣設備的不良接觸，以及過熱的機械部件，以免引起嚴重短路和火災。對于所有可以直接看見的設備，紅外熱成像產(chǎn)品都能夠確定所有連接點的熱隱患。對于那些由于屏蔽而無法直接看到的部分，則可以根據(jù)其熱量傳導到外面部件上的情況，來發(fā)現(xiàn)其熱隱患。而利用紅外熱成像產(chǎn)品，可以很容易地探測到回路過載或三相負載的不平衡。如我國利用自制的熱像儀對華北電力網(wǎng)內(nèi)的20座發(fā)電廠、8座變電站和24條高壓線的10000多個插頭進行了過熱檢查，發(fā)現(xiàn)不正常發(fā)熱點500多處，嚴重過熱 為100處，做到及時處理，從少減少火災事故的發(fā)生率。

此外，即使是在火災過后，消防人員也能通過現(xiàn)場紅外熱成像儀的監(jiān)視圖像，開展對火災現(xiàn)場卓有成效的搜救工作。

能對偽裝及隱蔽的目標進行視頻監(jiān)控與識別

普通的偽裝是以防可見光觀測為主。一般犯罪分子作案通常隱蔽在草叢及樹林中，由于野外環(huán)境的惡劣及人的視覺錯覺，容易產(chǎn)生錯誤判斷。紅外熱成像裝置是被 動接受目標自身的熱輻射，人體和車輛的溫度及紅外輻射一般都遠大于草木的溫度及紅外輻射，因此不易偽裝，也不容易產(chǎn)生錯誤判斷。

能對邊防、周界入侵進行遠距離有效的監(jiān)控與識別

我國邊境線甚長，海洋也遼闊，由于野外環(huán)境的惡劣，特別是在下雨、下雪、大霧、大風的日子，許多系統(tǒng)都不可能很好地擔當起防范作用，更不用說通過智能分 析報警了。如果采用人員巡邏，利用望遠鏡進行觀察，往往由于可見光波長短，使觀察效果不理想，根本不可能做到全天候，這樣難免不造成漏查、誤查和失查的現(xiàn)象。

利用紅外熱成像儀，可以探測到不同物體的紅外輻射，因而可以遠距離地進行觀察，尤其適用于風雨天氣。如在邊境地區(qū)放置紅外熱成像儀，就可成功地破獲非法入境者案件，顯然，其效率大大高于人工巡查。

目前在海邊走私，常常利用“大飛”來進行，這些“大飛”無燈光，馬力大，機動性強，往往容易擺脫緝私人員和邊防人員的追蹤。而有了紅外熱成像儀，就可以迅速地遠距離跟蹤這些“大飛”，其距離可達數(shù)公里。即使是在雷達的死角，這個系統(tǒng)也可以正常運行，特別是在黑夜和惡劣的天氣下，均可以充分發(fā)揮其良好的特點。

此外，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控技術只是對周圍的現(xiàn)象進行實時的監(jiān)控與記錄，在非智能的狀態(tài)下，無法完成有效的預/報警功能。而是傳統(tǒng)的紅外對射技術，雖然能夠短距離地對入侵者進行實時預/報警卻無法認識入侵對象。而利用紅外熱成像技術可遠距離地對周邊入侵進行監(jiān)視，不僅能夠實時預/報警，而且能夠察看當時入侵者的紅外監(jiān)控圖像，從而做出分析，達到一般監(jiān)視系統(tǒng)不易達到的效果。

過境人員檢驗檢疫人體溫檢測跟蹤

出入境檢驗檢疫局所管轄的機場等出入境口岸，人員流動量大、繁忙擁擠、情況復雜，與之對應的出入境旅客檢驗檢疫工作任務十分繁重。同時，近年來，隨著SARS、禽流感等傳染病疫情的流行和肆虐，落后的傳統(tǒng)檢驗檢疫工作面臨越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。為確保新形勢下出入境旅客的安全順暢通關，發(fā)揚與時具進的精神，采用創(chuàng)新思維、創(chuàng)新手段，建立一套技術先進、自動化程度高的紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)，有效提高口岸出入境人員的傳染病檢測能力，樹立檢驗檢疫的良好社會形象。