上海蘇海電氣有限公司
免費會員
森林火災(zāi)是一種受天氣條件和生態(tài)環(huán)境影響的嚴重自然災(zāi)害，突發(fā)性強，破壞性大，撲救難度大，是森林災(zāi)害。傳統(tǒng)的森 林火災(zāi)監(jiān)測以瞭望臺為主, 巡航飛機和衛(wèi)星測報為輔。瞭望臺通過用肉眼觀察煙霧來發(fā)現(xiàn)森林火情, 一般小火時煙霧不易發(fā)現(xiàn), 發(fā)現(xiàn)時往往已釀成火災(zāi), 此時煙霧彌漫很難發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生的位置和發(fā)展方向。通過觀察煙霧測定的數(shù)據(jù)誤差較大, 尤其在夜間觀測困難。因此，采用視頻監(jiān)控方式時間發(fā)現(xiàn)火情就顯得十分必要。由于普通CCD 受大霧、光線等環(huán)境影響嚴重，觀測范圍比較小火災(zāi)識別率不高。如在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的，這是毀滅性火災(zāi)的根源。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(zāi)苗頭。而紅外熱像儀應(yīng)用在森林防火中，相比于普通的的視頻監(jiān)控方式的大優(yōu)點就是不需要可見光的支持，這對于受光線限制的林區(qū)或者是在夜間探測的情況下，*的便于火情的早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)防，而且大大降低了森林防火工作中的成本。并且由于紅外熱像儀的感熱特性，應(yīng)用紅外熱像儀的視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以更迅速地對濃煙、地下火、隱性火等火情進行預(yù)警，及時將火災(zāi)消滅在萌芽階段。
一、紅外技術(shù)原理
紅外輻射是物體的固有屬性，其本質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)部微觀粒子的熱運動，任何高于零度以上的物體(包括固體、液體和氣體)都有紅外輻射，物體的溫度越高，分子或原子運動越劇烈，其紅外輻射越多。當物體與周圍背景之間、以及物體本身不同部位之間存在著溫差，就會輻射出不同的能量，紅外成像器利用物體間的紅外輻射差來探測成像。
因而任何物體在任何時刻都要*地向外輻射電磁波。物體輻射的電磁波是其溫度的函數(shù)，通常還與物體的輻射本領(lǐng)有關(guān)。紅外輻射是介于可見光與微波之間的電磁波，其波長在0.75um-1000um之間。由于人的眼睛看不到紅外輻射，需要借助紅外探測系統(tǒng)才能進行觀測。被動式紅外探測系統(tǒng)就是利用物體溫度及其輻射本領(lǐng)的差異制成的，用它可以對物體進行探測、測量、跟蹤、搜索和成像等。
來自目標或輻射源的紅外輻射，經(jīng)大氣傳輸后，被光學(xué)系統(tǒng)接收，調(diào)焦并聚焦到紅外探測器的響應(yīng)平面上，然后把輸入的紅外輻射信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)過放大和處理，后在顯示系統(tǒng)中顯示出來，或者驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作。這種紅外探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，能夠直接反映物體的特征參量。如物體的溫度或物體的各部分溫度的分布情況，物體的空間方位及其運動情況等等。
紅外探測器是紅外熱像儀的核心器件可分為熱探測器和光子探測器兩大類。熱探測器是指吸收紅外輻射后，使熱敏元件溫度升高從而引起與溫度有關(guān)的物理參數(shù)改變的探測器，如：熱敏電阻、熱電耦、熱釋電電測器等;光子探測器是通過光子與物質(zhì)內(nèi)部電子相互作用，產(chǎn)生電子能態(tài)變化而完成光電轉(zhuǎn)換的探測器，分為光導(dǎo)型與光伏型兩類。光導(dǎo)型探測器是當半導(dǎo)體吸收光子能量后產(chǎn)生非平衡載流子，參與導(dǎo)電使半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加;光伏型探測器是在非本征半導(dǎo)體上形成P-N結(jié)，在入射光子的作用下產(chǎn)生電子-空穴對，結(jié)間電場使兩類載流子分開而產(chǎn)生電動勢。根據(jù)探測器單元數(shù)，探測器分為單元探測器、線陣列探測器和面陣探測器。
