第一代紅外熱像技術(shù)
熱成像技術(shù)的發(fā)展始于上世紀(jì)50年代，起初只能研制出基于單元器件的熱像儀，場(chǎng)頻較低，只限于小范圍應(yīng)用。直到20世紀(jì)70年代中長(zhǎng)波碲鎘汞(MCT)材料與光導(dǎo)型多元線列器件工藝成熟之后，熱像儀才開始大量生產(chǎn)并裝備軍隊(duì)。熱像儀的種類繁多，可大致分為二類：一類是通用組件化的熱像儀；另一類是按特殊要求設(shè)計(jì)的熱像儀。
美國發(fā)展的是60元、120元與180元光導(dǎo)線列器件并掃的通用組件化熱成像體制。它們的幀頻與電視兼容，也是隔行掃描制，每場(chǎng)只有60行、120 行和 180行，并分別由同步掃描的60元、120元和180元發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)地顯示每幀的圖像。在歐洲，以英國的熱像儀為代表采用了串并掃體制。它以掃積型光導(dǎo)MCT探測(cè)器為基礎(chǔ)構(gòu)成了英國的第二類通用組件熱像儀。這是一種完全電視兼容、分辨率與普通電視相同的熱像儀。不論串掃、并掃或串并掃體制的熱像儀都需要光機(jī)掃描。因此，此類熱像儀統(tǒng)稱為第一代熱像儀。
第二代紅外熱像技術(shù)
最近，正在大力發(fā)展不用光機(jī)掃描而用紅外焦平面陣列(IRFPA)器件成像的熱像儀。由于去掉了光機(jī)掃描，這種用大規(guī)模焦平面成像的傳感器被稱為凝視傳感器。它的體積小、重量輕、可靠性高。在俯仰方向可有數(shù)百元以上的探測(cè)器陣列，可得到更大張角的視場(chǎng)，還可采用特殊的掃描機(jī)構(gòu)，用比通用熱像儀慢得多的掃描速度完成360。全方位掃描以保持高靈敏度。這類器件主要包括InSb IRFPA、HgCdTeIRFPA、SBDFPA、非制冷IRFPA和多量子阱IRFPA等。此類熱像儀被稱為第二代熱像儀。
第三代紅外熱像技術(shù)
第三代紅外熱像技術(shù)采用的紅外焦平面探測(cè)器單元數(shù)已達(dá)到320x240元或更高(即105-106)，其性能提高了近3個(gè)數(shù)量級(jí)。目前，3μm-5μm焦平面探測(cè)器的單元靈敏度又比8μm-14μm探測(cè)器高2～3倍左右。因而，基于320x240元的中波與長(zhǎng)波熱像儀的總體性能指標(biāo)相差不大，所以3μm- 5μm焦平面探測(cè)器在第三代焦平面熱成像技術(shù)中格外的重要。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，高量子效率、高靈敏度、覆蓋中波和長(zhǎng)波的HgCdTe焦平面探測(cè)器仍是焦平面器件發(fā)展的首選。
紅外技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
紅外技術(shù)的發(fā)展以紅外探測(cè)器的發(fā)展為標(biāo)志，可以從紅外探測(cè)器的發(fā)展來推斷其發(fā)展趨勢(shì)。
(1)紅外焦平面器件發(fā)展到高密度、快響應(yīng)、元數(shù)達(dá)到106—10。元以上的大規(guī)模集成器件，由二維向三維多層次結(jié)構(gòu)發(fā)展，在應(yīng)用上就可以實(shí)現(xiàn)高清晰度熱像儀，極大地縮小整機(jī)體積，增強(qiáng)功能。
(2)雙色、多色紅外器件的發(fā)展使整機(jī)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)的多光譜成像探測(cè)，成倍擴(kuò)大系統(tǒng)信息量，成為目標(biāo)識(shí)別和光電對(duì)抗的有效手段。
(3)探測(cè)器在焦平面上實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能，按程序進(jìn)行邏輯處理，使紅外整機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化。
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探索紅外熱像儀在石油石化行業(yè)的具體應(yīng)用