夜视仪的工作原理是什么

   2023-05-30 11:35:20 网络1100
核心提示:一种特殊的透镜可以将视野内的物体发出的红外线汇聚起来。红外探测器元件上的相控阵可以扫描会聚光。探测器元件可以产生非常详细的温度模式,称为温度谱。探测器阵列只需约1/30秒就能获得温度信息并作出温度谱。该信息是从探测器阵列的视场中的数千个探测

夜视仪的工作原理是什么

一种特殊的透镜可以将视野内的物体发出的红外线汇聚起来。红外探测器元件上的相控阵可以扫描会聚光。探测器元件可以产生非常详细的温度模式,称为温度谱。探测器阵列只需约1/30秒就能获得温度信息并作出温度谱。该信息是从探测器阵列的视场中的数千个探测点获得的。

探测器元件产生的温度谱被转换成电脉冲。这些脉冲被传输到信号处理单元-一个集成了精密芯片的电路板,它可以将来自检测器元件的信息转换为显示器可以识别的数据。信号处理单元向显示器发送信息,从而在显示器上显示各种颜色,颜色强度由红外线的发射强度决定。通过组合来自探测器元件的脉冲,产生图像。

扩展信息:

在强光下使用夜视镜,对夜视镜的伤害最大。虽然夜视镜在过载时会自动切断电路保护设备,但暴露在强光下会缩短夜视镜的使用寿命。暴露在雨、雾甚至高湿度下也会损坏夜视设备。为了在夜间使用,夜视设备被设计成能够承受短时间的强光或潮湿。

夜视设备中有非常精密的真空管,一定要注意防碰撞,小心搬运。清洗夜视镜镜头的方法与清洗相机镜头的方法相同。镜片有光学涂层,如果与粗糙的材料接触,很容易被灰尘划伤或渗入玻璃。通常不需要拆下镜头来清洁内部。如果长时间不使用,最好取下电池,将夜视仪存放在阴凉干燥的地方。

夜视仪是干什么用的?

夜视仪和热成像仪的区别是工作原理不一样、光线因素的影响不同。具体的如下:工作原理不同:热像仪将物体发出的不可见的红外能量转化为可见的热图像,夜视设备通过图像增强系统主动接收光源。夜视仪只有在外部光源照射到物体上,被夜视仪反射后才能成像。光线因素的影响是不同的:夜视镜因为成像原理,受环境影响很大。特别是在光线的影响下,光线变暗时观察距离会缩短;红外热成像夜视仪不会受光线影响。

红外线的作用?

夜间外瞄准具,跟手电不一样。

以像增强器为核心器件的夜间外瞄准具,其工作时不用红外探照灯照明目标,而利用微弱光照下目标所反射光线通过像增强器在荧光屏上增强为人眼可感受的可见图像来观察和瞄准目标。红外夜视仪是利用光电转换技术的军用夜视仪器。它分为主动式和被动式两种。

工作原理:

1、用一种特制的透镜,能够将视野内物体发出的红外线会聚起来。

2、红外线探测器元上的相控阵能够扫描会聚的光线。探测器元能够生成非常详细的温度样式图,称为温谱图。大约只需1/30秒,探测器阵列就能获取温度信息,并制成温谱图。这些信息是从探测器阵列视域场中数千个探测点上获取的。

3、探测器元生成的温谱图被转化为电脉冲。

以上内容参考 百度百科—夜视仪

夜视器材的种类?

红外线的作用较多,用途很广,以下通过几个例子进行说明:

(1)夜视

当可见光不足时,红外线用于夜视设备。夜视设备通过一个过程来运作,包括将环境光子光子转换为电子,然后通过化学和电子过程放大,然后转换回可见光。红外光源可用于增强夜视设备转换的可用环境光,增加黑暗中的可见度,而无需使用可见光源。红外光和夜视设备的使用不应与热成像混淆,热成像通过检测从物体和周围环境发出的红外辐射(热量),根据表面温度的差异生成图像。

(2)热成像

红外辐射可用于远程确定物体的温度(如果发射率已知)。这被称为温度记录法,或者在NIR中非常热的物体或可见的情况下称为高温测定法。热成像(热成像)主要用于军事和工业应用,但由于大量降低生产成本,该技术以汽车红外相机的形式进入公众市场。热像仪可检测电磁波谱(大约900-14,000纳米或0.9-14微米)的红外范围内的辐射并生成该辐射的图像。由于红外辐射是由所有物体根据其温度发射的,根据黑体辐射定律,热像仪可以在有或没有可见光照的情况下“观察”人的环境。物体发射的辐射量随着温度的升高而增加,因此热成像可以让人看到温度的变化(因此名称)。

(3)加热

红外辐射可以用作故意的加热源。例如,它被用在红外线桑拿房中以加热居住者。它也可以用于其他加热应用,例如去除飞机机翼上的冰(除冰)。红外线可以用于烹饪和加热食物,因为它主要加热不透明的吸收性物体,而不是它们周围的空气。红外加热在工业制造过程中也变得越来越流行,例如涂层固化,塑料成形,退火,塑料焊接和印刷干燥。在这些应用中,红外加热器取代对流烤箱和接触加热。通过将红外加热器的波长与材料的吸收特性相匹配来实现效率。

(4)通信

红外数据传输也用于计算机外围设备和个人数字助理之间的短距离通信。这些设备通常符合红外数据协会IrDA公布的标准。遥控器和IrDA设备使用红外发光二极管(LED)发射红外辐射,通过塑料透镜聚焦成窄光束。光束被调制,即开启和关闭,以防止来自其他红外线源(如日光或人造光线)的干扰。接收器使用硅 光电二极管将红外辐射转换为电流。它仅响应由发射器产生的快速脉冲信号,并缓慢地从环境光中滤除变化的红外辐射。红外通讯适用于人口密度高的地区的室内使用。红外线不会穿透墙壁,因此不会与相邻房间中的其他设备发生干扰。红外线是遥控器控制电器的最常见方式。红外遥控协议(如RC-5,SIRC)用于与红外通信。使用红外激光器进行自由空间光通信可能是一种相对便宜的方式,在工作速度高达4千兆比特/秒的城市地区安装通信链路,相比埋入光缆的成本,辐射损伤除外。“由于眼睛无法检测红外,因此可能不会发生眨眼或闭眼以帮助预防或减少损伤。”红外激光器被用来为光纤通信系统提供光。波长大约为1,330纳米(最小色散)或1,550纳米(最佳透射率)的红外光是标准二氧化硅光纤的最佳选择。通过RIAS(远程红外声频标识)项目正在研究印刷标志的编码音频版本的红外数据传输,以帮助视障人士。将IR数据从一个设备传输到另一个设备有时被称为发光。

(5)天文学

天文学家使用光学元件(包括反射镜,透镜和固态数字探测器)观察电磁波谱中红外部分的物体。出于这个原因,它被归类为光学天文学的一部分。为了形成图像,红外望远镜的组件需要小心屏蔽热源,探测器使用液氦冷冻。

地基红外望远镜的灵敏度受到大气中水汽的显着限制,它吸收了从选定大气窗口外部空间到达的部分红外辐射。通过将望远镜天文台放置在高海拔处,或者在望远镜的高空携带气球或飞机,可以部分缓解这种局限性。太空望远镜不会受到这种障碍的困扰,因此外太空被认为是红外天文学的理想地点。

该光谱的红外部分对天文学家有几个有用的好处。我们银河系中的气体和尘埃的冷,黑暗的分子云将在辐射热量照射下被嵌入恒星照射。在开始发射可见光之前,红外也可用于检测原生星。红外光谱中的恒星会释放出一小部分能量,因此可以更容易地检测附近的诸如行星等很酷的物体。(在可见光谱中,来自恒星的眩光将淹没来自行星的反射光。)

红外光对于观察活动星系的核心也很有用,它们通常在气体和灰尘中隐身。具有高红移的遥远星系将使其光谱的峰值部分向较长波长偏移,因此它们在红外线中更容易观察到。

扩展阅读:

红外辐射(IR)是具有比可见光更长的波长的电磁辐射(EMR),并且因此对于人眼通常是不可见的(尽管来自特定脉冲激光器的波长高达1050nm的IR可以在特定条件下被人看到)。它有时被称为红外光。IR波长从700 纳米(频率 430  THz)的可见光谱的标称红色边缘延伸到1  毫米(300  GHz)室温附近物体发出的大部分热辐射都是红外线。像所有的EMR,IR携带辐射能,并且表现都像波浪和类似其量子粒子,所述光子。

红外线是由天文学家爵士在1800发现了威廉·赫歇尔,谁通过其对温度计效应来发现一个类型的光谱能量比红光低,无形的辐射。太阳总能量的一半以上最终被发现以红外线的形式到达地球。吸收和发射的红外辐射之间的平衡对地球气候有重要影响。

红外辐射在改变其旋转振动运动时被分子发射或吸收。它通过偶极矩的变化激发分子中的振动模式,使其成为研究适当对称分子这些能态的有用频率范围。红外光谱检查红外范围内光子的吸收和透射。

红外辐射用于工业,科学,军事,执法和医疗应用。使用主动近红外照明的夜视设备可以在没有检测到观察者的情况下观察人或动物。红外天文学使用配有传感器的望远镜穿透分子云等空间中的灰尘区域,检测诸如行星等物体,并查看宇宙早期高度红移的物体。[8]红外热成像相机被用来检测热损失在绝缘系统中,来观察改变皮肤血流量,并检测电气设备的过热。

军事和民用应用的广泛用途包括目标获取,监视,夜视,归位和跟踪。正常人体温度下的人体主要辐射10微米(微米)左右的波长。非军事用途包括热效率分析,环境监测,工业设施检查,生长检测,远程温度传感,短距离无线通信,光谱学和天气预报。

夜视器材作为一种军用器材于二战中发展起来,至今夜视器材已发展成三大类型:1、主动式红外夜视仪;2、微光式夜视仪;3、红外热成像仪;4,激光夜视仪一、主动式红外夜视仪。原理:仪器向外发射红外光束,照射目标,并将目标反射的红外图像转化成为可见光图像,从而进行夜间观察,军事上主要用于夜间瞄准、驾驶车辆、侦察照相等。特点:不受照度的限制,全黑情况下可以进行观察,且效果很好,价格便宜。但是观察距离近,在观察时很容易被对方发现,从而暴露自己,现军事上已很少采用。如今主要用于民用,博士能,ATN都有很多这方面的产品。二、微光夜视仪。原理:仪器利用夜间目标反射的低亮度的夜天光星月光大气辉光等自然光,将其增强放大到几十万倍,从而达到适于肉眼夜间进行侦察、观察、瞄准、车辆驾驶和其它战场作业。特点:因微光夜视仪是利用夜天光进行工作,属被动方式工作,因此能较好的隐藏自己,对从事特殊工作的部门,如军事、刑侦、辑毒、辑私、夜晚监控、保卫的应用等、它都是最合适的。微光夜视仪现已发展了三代、第一代为三级级联式微光夜视仪(由3个0代光电管串联组成)。第二代为微通道板式微光夜视仪,第三代为|||-V族负电子亲和势光电阴极像增强器微光夜视仪。在第二代向第三代过度时发展了一种超二代的光电管称二代加,其技术性能仅次于三代产品。微光夜视仪如细分类那么就是0代、1代、2代、2代加、3代、共五个档次。微光夜视仪发展到今天,技术上已比较成熟且成像质量好,造价低、因此在今后相当一段时期里,它们仍然是世界夜视装备一主要装备。二代加和三代产品具有体积小,重量轻、图像清晰、功能全、实用等特点。是军队、公安、武警、海关、石油行业、新闻采访、旅游、水产养殖、大自然爱好者、及其它行业夜晚工作不可缺少的装备。但是由于其核心部件微光像增强器属高科技产品,工艺特别复杂、成本高、价格相对较高。但从性能价格比看,还是相当好的。三类、热成像红外仪原理:热成像红外仪是根据凡是高于一切绝对温度零度(-273℃)以上的物体都有辐射红外线的基本原理、利用目标和背景自身辐射红外线的差异来发现和识别目标的仪器。特点:由于各种物体红外线辐射强度不同、从而使人、动物、车辆、飞机等清晰地被观察到,而且不受烟、雾及树木等障碍物的影响,白天和夜晚都能工作。是目前人类掌握的最先进的夜视观测器材。但由于价格特别昂贵,目前只能被应用于军事上,但由于热成像的应用范围非常广泛、电力、地下管道、消防医疗、救灾、工业检测等方面都有巨大的市场,随着社会经济的发展、科学技术的进步、红外热成像这项高技术在二、三十年内必将大规模地应用于民间市场、为人类做出贡献。目前市场上最低价的热成像也得几万块,好的更不用多说。短时间内是流行不起来了。四:激光夜视仪/夜视系统此类型产品广泛应用于边防、部队、公安、文物、基地、油田、工矿、厂区、渔场、林场、果园等场所和领域。 该设备适用于全天候,尤其是夜间零光照的最为理想的监视摄像系统,其监控距离从几米到数公里不等 ,是同类产品中经过实际应用检测的效果及质量俱佳的优秀高科技监控摄像产品。激光夜视仪和红外夜视仪原理差不多,只不过观测距离更远,可达到几千米以上,一般主要是用来监控,不过价格也相当不菲,也得几万左右。该产品新出没几年,由于其种种特性,现在市场上流动很快。以后前景可嘉。很多人都期望那种便宜的好的夜视仪,但说实话,如果你看到有件便宜的东西想买的时候,你就要做好交学费的准备了。根据自己的需求,选择好最适合自己使用的夜视仪,切勿贪图便宜,而购买不正规产品。

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