Технология инфракрасной камеры: принципы, компоненты, приложения

Оглавление

1. Введение в инфракрасные камеры

2. Инфракрасный спектр и длины волн

3. Активная и пассивная инфракрасная визуализация

4. Компоненты ядра инфракрасной камеры
   4.1 Источники инфракрасного света
   4.2 Датчики визуализации (CCD против CMOS)

5. Типы светодиодов: традиционная против массива

6. Выбор длины волны: 850 нм против 940 нм

7. Факторы, влияющие на производительность и продолжительность жизни

8. Применение инфракрасных камер

9. Заключение

1. Введение в инфракрасные камеры

Инфракрасные камеры-это устройства визуализации, способные снимать изображения в условиях низкого освещения или без света, используя инфракрасное излучение. Они интегрируют компоненты, такие как модуль камеры, инфракрасный источник света, защитный корпус, источник питания и систему рассеивания тепла.

2. Инфракрасный спектр и длины волн

Инфракрасный спектр разделен на:

Около инфракрасного (0,75–3 мкм)

Средний инфракрасный (3–20 мкм)

Длинный инфракрасный (20–1000 мкм)

Для камер наблюдения, почти инфракрасные (особенно 850 нм и 940 нм) наиболее распространены для ночного видения, в то время как в середине и далеком инфракрасном виде используются в термической визуализации.

3. Active vs. Пассивная инфракрасная визуализация

Active Infrared : использует инфракрасный источник света (обычно светодиоды) для освещения сцены, обнаруженного датчиками CCD или CMOS. Распространено в гражданском наблюдении.

Пассивный инфракрасный : обнаружение инфракрасного излучения, естественно, излучаемого объектами выше абсолютного нуля. Используется в основном в тепловых изображениях для военных, промышленных и пожарных применений.

4. Основные компоненты инфракрасной камеры

4.1 Источники инфракрасного света

Инфракрасные светодиоды являются основным источником света в активных инфракрасных камерах. Два основных типа:

Традиционные круглые светодиоды - широко используются, ~ 10% частота фотоэлектрической конверсии.

Массивные светодиоды - более высокая эффективность (> 25%), более равномерное освещение.

4.2 Датчики визуализации (CCD против CMOS)

Датчики ПЗС -более высокая чувствительность света, лучше для условий низкого освещения.

Датчики CMOS - более низкая стоимость, более низкое энергопотребление, быстро улучшение в производительности.

5. Типы светодиодов: традиционная против массива

Традиционные инфракрасные лампы расположены вокруг объектива, в то время как массивные светодиоды расположены выше, внизу или рядом с объективом, чтобы избежать тепловой концентрации. Массивы также предлагают улучшенный диапазон освещения и однородность изображения.

6. Выбор длины волны: 850 нм против 940 нм

850 нм - более сильное освещение, слабые красное свечение, видимое человеческим глазам, лучшего диапазона.

940 нм - невидимый для невооруженного глаза, идеально подходит для скрытого наблюдения, немного более короткий диапазон.

7. Факторы, влияющие на производительность и продолжительность жизни

Правое время - слишком низкий снижение выхода; Слишком высокий сокращение светодиодного срока службы.

Управление телом - перегрев понижает мощность выбросов.

Стабильность питания - колебания могут вызвать артефакты изображения или повреждение компонентов.

8. Применение инфракрасных камер

Наблюдение за безопасностью - жилая, коммерческая и общественная безопасность.

Военные и правоохранительные органы - скрытые операции и мониторинг периметра.

Промышленность - проверка оборудования, прогнозное обслуживание.

Воздушный мониторинг -ночное наблюдение на основе беспилотников.

9. Заключение

Инфракрасные камеры полагаются на сочетание оптических, электронных и термических принципов для обеспечения надежного ночного видения. Понимание выбора длины волны, конфигурации светодиодов и датчиков изображения является ключом к оптимизации производительности для конкретных приложений.