紅外熱成像儀的深度應用與技術探討
發布時間:2015-08-13 11:26:42     發布人:北京和普威視科技股份有限公司     點擊:
       隨著近幾年網絡攝像機的迅猛發展,從標清到高清,以網絡攝像機為監控單元的網絡集中式監控系統已日益完善。但在實際應用中,某些特定場景,比如像大霧天氣,大雨天,漆黑的夜晚又需要監控大的范圍(輔助紅外燈一般僅能覆蓋有限角度的50米以內),對于大場景如水庫,航道、海面、森林防火,邊境防入侵,電力設備等重點設備的看護等等場合,普通的可見光或有限的紅外燈輔助方式的監控,就有點力不所及了。而雙波段紅外熱成像儀及視頻報警系統(紅外熱成像智能監控系統),是基于非制冷紅外熱像儀,并可結合可見光攝像機等硬件系統,采用紅外/可見光復合成像、視頻圖像處理及自動行為分析報警等相關軟件與之結合的監控方式,可在夜間或者惡劣天氣條件下(如大雨、大霧等)完全勝任。
       而熱成像攝像機效果相當一部分依賴于探測器,受制于成本因素,市面上的熱成像攝像機多采用傳統的多晶硅探測器,而效果更好的氧化釩探測器大部分廠家不會推薦給用戶,究竟這兩種機芯的區別在哪里?會給成像效果帶來怎樣的變化?筆者就此問題專門咨詢了率先突破傳統嘗試氧化釩機芯的北京和普威視科技股份有限公司副總經理于燕青先生。
       于燕青指出: 
紅外熱像儀的核心部件為紅外探測器,目前主要有兩種探測器氧化釩和多晶硅探測器,氧化釩探測器主要的優勢是對于紅外光線的光電轉換效率更高,相比于多晶硅探測器擁有更高的信噪比和強光保護能力。氧化釩探測器的溫度穩定性好、壽命長,溫度漂移小。
       氧化釩機芯相對多晶硅機芯有更好的圖像質量和靈敏度,使熱像儀有更高的探測和識別距離。功耗低、啟動工作快,開機即可使用。圖像清晰度是多晶硅機芯的3倍。氧化釩的溫度探測靈敏度可以達到0.03℃,而多晶硅機芯只能達到0.1℃。同時氧化釩機芯相比多晶硅機芯壽命更長更耐用。這也是我公司采用氧化釩機芯而摒棄傳統多晶硅機芯的一個重要原因。
       采用氧化釩焦平面探測器的非制冷熱像儀在國內是一種比較新型的熱像儀。氧化釩材料與多晶硅相比有更好的圖像質量和靈敏度,可以更好地滿足不同的使用要求。而過去國內生產的熱像儀主要采用的是多晶硅。 
       但是,很多廠家會利用指標來誤導消費者。因為氧化釩探測器一般是336X256像素,而多晶硅探測器一般是標稱384X288像素,所以從產品指標上來看多晶硅探測器指標要高于氧化釩探測器。但實際上從上面對比效果來看,采用同一鏡頭氧化釩探測器遠比多晶硅探測器的效果好。
       譬如森林防火專用測溫告警雙波段熱成像,因其一般放置于森林等野外環境中,所以對機芯的質量和效果有較高要求,若采用價格低廉的多晶硅機芯恐怕不能適應野外的多變的惡劣環境,在溫差不大的情況下也不能及時發現火源,會造成林區的重大損失。所以最終采用氧化釩機芯來解決這些問題。
       除了與多晶硅相比的這些,氧化釩機芯本身也有一些獨特的優點:內部采用了很好的非均勻性補償電路,因此不需要使用熱電制冷器(TEC)來穩定焦平面的工作溫度,在(-40~+75℃)的工作溫度范圍內,熱像儀具有良好的圖像均勻性和動態范圍; 由于不使用TEC,使熱像儀帶來啟動工作快和功耗低兩大特點。2s的驅動時間,可以使熱像儀隨時開機使用,無需等待。而熱像儀機芯的功耗可以減小到1.5W,且具有2倍的數字變焦功能等。
       隨著熱成像技術的日臻成熟,人們的要求也越來越高,對溫差的感應、機芯的耐用程度及圖像清晰度也有了近乎嚴苛的要求,傳統的多晶硅機芯在安防設備中已經不占優勢,而氧化釩則可以彌補多晶硅機芯的短板且有自己獨有的優勢,已經在安防市場中占據了舉足輕重的地位。

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