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
