雅江山體滑坡監測系統
紅外熱成像主要利用不同溫度的目標形成不同熱輻射，從而通過熱成像鏡頭將目標的紅外輻射采集到紅外傳感器上，進而將強弱不同的紅外輻射信號（不同溫度）轉換為相應的電信號，經放大和視頻處理，形成可供人眼觀察的視頻圖像。由于紅外熱成像主要是根據目標發散的紅外輻射產生紅外熱圖像，因此具有無需光源、不怕強光、透霧雨雪能力強的特點，具有良好的全天候工作能力，可實現大場景范圍的監測。
如圖1所示，按照監測距離1km，監測視場寬度200m計算，典型成像視場為11.4度。
圖1 典型視場估算
熱成像槍機
圖2 30-150mm熱成像槍機實物照片.
30-150mm熱成像槍機參數表
|
30-150mm
|
|
類別
|
指標參數
|
備注
|
|
熱成像性能參數
|
|
探測器類型
|
8～14um非制冷探測器
|
|
|
分辨率
|
640×512
|
|
|
像元間距
|
17μm
|
|
|
幀頻
|
50Hz
|
|
|
紅外鏡頭焦距
|
30～150mm
|
|
|
F#
|
1.2
|
|
|
視場角
|
20.6°×16.5°～4.2°×3.3°
|
|
|
NETD
|
≤50mK@25℃,F#1.0
|
|
|
調焦范圍
|
5m～∞
|
|
|
電子放大
|
2×、4×
|
|
|
極性
|
黑熱／白熱
|
|
|
圖像亮度/對比度
|
自動/手動
|
|
|
調焦方式
|
電動調焦/自動聚焦
|
|
|
視頻編碼
|
|
視頻壓縮標準
|
H.264
|
|
|
視頻編碼分辨率
|
D1
|
|
|
視頻幀率
|
25 fps
|
|
|
視頻碼率
|
32Kbps-10Mbps，*大10Mbps
|
|
|
電源
|
|
供電電壓
|
DC12V
|
|
|
輸出接口
|
|
網絡接口
|
10M/100M自適應以太網口
|
支持 DHCP、TCP、等多種網絡協議。
|
|
物理特性
|
|
尺寸
|
324.5mm×172mm×173mm(L×W×H)
|
|
|
重量
|
≤8.5Kg
|
|
|
環境參數
|
|
工作溫度
|
-40℃～+50℃
|
|
|
存儲溫度
|
-50℃～+60℃
|
|
|
沖擊
|
30g
|
持續時間11ms
|
|
振動
|
5Hz～500Hz～5Hz,1.5g
|
持續時間12min
|
|
防護級別
|
IP66
|
|
30-150mm焦距下紅外熱成像效果見圖3.
（a）1km成像效果
（b）2km成像效果
圖3 30-150mm熱成像圖片
2、熱成像球機
圖4 20-100mm熱成像球機實物照片
20-100mm熱成像球機參數見表2
表2 20-100mm熱成像球機參數表
|
類別
|
指標參數
|
備注
|
|
熱成像性能參數
|
|
探測器類型
|
8～12um非制冷探測器
|
|
|
分辨率
|
640×512
|
|
|
像元間距
|
17μm
|
|
|
幀頻
|
50Hz
|
|
|
紅外鏡頭焦距
|
20～100mm
|
|
|
視場角
|
30.4°×6.2°
|
|
|
NETD
|
≤60mK
|
|
|
調焦范圍
|
5m～∞
|
|
|
電子放大
|
2×
|
|
|
極性
|
黑熱／白熱
|
|
|
圖像亮度/對比度
|
自動/手動
|
|
|
調焦方式
|
電動調焦/自動聚焦
|
|
|
可見光性能參數
|
|
可見光CCD規格
|
1/4〃彩色CCD
|
|
|
像元總數
|
380000
|
|
|
可見光鏡頭焦距
|
3.4～122.4mm
|
|
|
可見光鏡頭視場
|
1.7°×57.8°
|
|
|
穩定平臺參數
|
|
穩定精度
|
≤0.05mrad
|
|
|
回轉范圍
|
方位：360°俯仰：-110°～+30°
|
|
|
*大角速度
|
方位/俯仰：≥60°/s
|
|
|
*大角速度
|
方位/俯仰：≥100°/s
|
|
|
電源
|
|
電源
|
直流28V
|
18V ~ 32V
|
|
*大功耗
|
≤250W
|
|
|
平均功耗
|
≤70W
|
|
|
輸出接口
|
|
視頻輸出
|
模擬視頻輸出PAL制/HD數字輸出
|
|
|
串口
|
RS422
|
|
|
物理特性
|
|
尺寸
|
直徑229mm 高度372.5mm
|
|
|
重量
|
≤9Kg
|
|
|
環境參數
|
|
工作溫度
|
-40℃～+55℃
|
|
|
存儲溫度
|
-45℃～+80℃
|
|
|
MTBF
|
1000h
|
|
|
工作高度
|
5000m以下
|
|
|
防護級別
|
IP66
|
|
圖5為20-100mm熱成像球機參數成像效果。
（a）熱成像效果
（b）可見光成像效果
圖5為20-100mm熱成像球機參數成像效果
熱成像破霧/霾能力測試結果
圖6是150mm焦距熱成像破霧能力實測結果。地點北京市中科院半導體所1號樓，觀測目標是上地方向的6km處的上地國際創業園及33km處的八達嶺山地。
2019年2月22日上午9點30左右根據天氣預報海地區能見度約為5km。從人眼及可見光成像無法發現6km處的上地國際創業園，如圖6（a）所示。圖6（b）是同等條件下熱成像圖片，可以同時觀測到6km的上地國際創業園和33km處的山體。圖6（c）是晴好天氣條件下，能見度優于20km的上地國際創業園照片。
（a） 可見光成像（能見度約為5km）
（b） 與圖（a）同等條件下熱成像效果（能見度5km）
（c） 天氣晴好條件下可見光圖像（能見度優于20km）
圖6 焦距150mm（視場4.20）熱成像圖片
