您好,欢迎来到维库仪器仪表网 网站登录 | 免费注册 | 忘记密码

手机访问

短波红外相机阅读:19

短波红外相机是一种能够探测和成像短波红外光(通常指波长范围在900nm到1700nm,或更宽至2500nm)的特殊成像设备。

核心特点

  1.“类可见光”成像:SWIR成像类似于可见光相机,能提供高分辨率、高对比度的反射图像,并呈现阴影和纹理,而非热成像仪那样的温度分布图。

  2.穿透能力:可穿透硅、烟雾、薄雾和某些塑料材料,在半导体检测、恶劣天气监控中优势明显。

  3.物质识别:水、糖、脂肪、化学物质等在SWIR波段有独特的吸收特征,可用于成分分析和分类。

  4.夜视能力:利用夜间微弱的星光或大气辉光(夜空辉光),实现无光源被动夜视,隐蔽性强。

核心原理

  短波红外(SWIR,波长范围通常为0.9-1.7μm)相机通过探测物体发出的短波红外辐射实现成像。其核心原理包括:

  1.热辐射现象

  所有物体均会因温度发射电磁波,短波红外波段位于可见光与微波之间,能够穿透烟雾、雾霾等障碍物,且大气对其吸收较小,适合在低能见度环境下工作。

  2.光电转换机制

  短波红外相机采用InGaAs(铟镓砷)等半导体材料作为探测器核心。当短波红外光子照射到InGaAs材料时,会激发材料内部的电子-空穴对,产生可测量的电信号。相比硅基传感器,InGaAs对1000-1700nm波段的光子具有更高的量子效率(可达80%以上),显著提升了微弱信号的探测能力。

操作步骤

  1.开机前准备

  检查环境:确保工作环境符合相机要求(温度、湿度、无强电磁干扰)。

  检查电池/电源:确认电池电量充足或电源连接稳定。

  检查镜头与滤光片:确保镜头清洁、无遮挡,滤光片安装正确(如使用可切换滤光片系统)。

  安装存储介质:插入兼容的高速存储卡,并确认有足够空间。

  2.开机与自检

  按下电源键启动相机。

  等待相机完成自检程序(部分高端或制冷型SWIR相机需要更长的启动和稳定时间)。

  3.参数设置

  选择模式:根据应用选择合适的成像模式(如反射模式、透射模式、光谱模式等)。

  调整增益与曝光:根据目标反射/辐射强度,调整增益(Gain)和积分时间(Exposure/Integration Time),避免图像过曝或欠曝。

  设置温度标定(如适用):对于需要定量分析的应用,进行黑体标定或参考源校准。

  对焦:手动或自动对焦,确保图像清晰(SWIR镜头的对焦可能与可见光相机略有不同)。

  4.拍摄与记录

  对准目标进行拍摄。

  根据需要录制视频或拍摄静态图像。

  实时观察图像质量,必要时调整参数。

  5.数据存储与传输

  确认图像/视频已成功保存至存储卡。

  工作结束后,将数据导出至电脑进行分析。

  6.关机

  结束拍摄后,长按电源键正常关机。

  对于制冷型相机,遵循制造商的关机冷却流程。

维护保养

  1.镜头清洁

  频率:每次使用前后检查,定期清洁。

  方法:使用专用镜头纸或镜头笔,配合无水乙醇或镜头清洁液。严禁使用普通纸巾或衣物擦拭,以免划伤特殊镀膜的SWIR镜头。

  注意:清洁时动作轻柔,从中心向外螺旋式擦拭。

  2.设备存放

  环境:存放在干燥、通风、无尘、温度稳定的环境中。避免高温、高湿、阳光直射。

  防潮:长期存放时,将相机放入防潮箱,并放置干燥剂。

  防护:使用原厂镜头盖和机身保护套,防止灰尘和磕碰。

  3.定期校准

  为确保成像精度和测量准确性,应按照制造商建议的周期(如每年一次)进行辐射度校准或非均匀性校准(NUC),可使用标准黑体源进行。

  电池维护(如为电池供电)

  避免电池完全耗尽再充电。

  长期不用时,将电池电量保持在50%左右存放。

  定期充放电以保持电池活性。

  4.检查与检测

  常规检查:定期检查相机外壳、接口、镜头是否有损伤。

  传感器性能:观察图像是否存在坏点、条纹或噪声异常增加,及时联系厂家维护。

  密封性:检查相机的密封圈是否完好,防止湿气侵入内部电子元件。

  5.避免极端条件

  避免在超出工作温度范围的环境中使用。

  避免剧烈震动或冲击。

  避免直接对准强光源(如太阳、激光),以防损坏敏感的InGaAs等探测器。

应用领域

  1.工业检测:

  半导体晶圆缺陷检测(硅对SWIR透明)。

  太阳能电池隐裂与电致发光(EL)检测。

  食品分选(检测水分、异物、糖度)。

  药品包装完整性检查(穿透泡罩包装)。

  2.科学研究:

  植物生理研究(监测水分胁迫、叶绿素含量)。

  材料分析与光谱成像。

  3.安防与监控:

  雾霾、烟尘环境下的远距离监控。

  隐蔽式夜视监控(利用夜空辉光)。

  区分伪装与真实植被。

  4.自动驾驶与机器视觉:

  提升车辆在雨雾天气中的感知能力。

  辅助激光雷达(LiDAR)系统。

  5.艺术与历史保护:

  透视画作表层,揭示底层草稿或修复痕迹。

仪器百科,仪器仪表知识,一查百通!

已收录词条13883