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雅江山体滑坡监测系统
红外热成像主要利用不同温度的目标形成不同热辐射，从而通过热成像镜头将目标的红外辐射采集到红外传感器上，进而将强弱不同的红外辐射信号（不同温度）转换为相应的电信号，经放大和视频处理，形成可供人眼观察的视频图像。由于红外热成像主要是根据目标发散的红外辐射产生红外热图像，因此具有无需光源、不怕强光、透雾雨雪能力强的特点，具有良好的全天候工作能力，可实现大场景范围的监测。
如图1所示，按照监测距离1km，监测视场宽度200m计算，典型成像视场为11.4度。
图1 典型视场估算
热成像枪机
图2 30-150mm热成像枪机实物照片.
30-150mm热成像枪机参数表
| 30-150mm | ||
| 类别 | 指标参数 | 备注 |
| 热成像性能参数 | ||
| 探测器类型 | 8～14um非制冷探测器 |
|
| 分辨率 | 640×512 |
|
| 像元间距 | 17μm |
|
| 帧频
| 50Hz |
|
| 红外镜头焦距 | 30～150mm |
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| F# | 1.2 |
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| 视场角 | 20.6°×16.5°～4.2°×3.3° |
|
| NETD | ≤50mK@25℃,F#1.0 |
|
| 调焦范围 | 5m～∞ |
|
| 电子放大 | 2×、4× |
|
| 极性 | 黑热／白热 |
|
| 图像亮度/对比度 | 自动/手动 |
|
| 调焦方式 | 电动调焦/自动聚焦 |
|
| 视频编码 | ||
| 视频压缩标准 | H.264 |
|
| 视频编码分辨率 | D1 |
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| 视频帧率 | 25 fps |
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| 视频码率 | 32Kbps-10Mbps，*大10Mbps |
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| 电源 | ||
| 供电电压 | DC12V |
|
| 输出接口 | ||
| 网络接口 | 10M/100M自适应以太网口 | 支持 DHCP、TCP、等多种网络协议。
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| 物理特性 | ||
| 尺寸 | 324.5mm×172mm×173mm(L×W×H) |
|
| 重量 | ≤8.5Kg |
|
| 环境参数 | ||
| 工作温度 | -40℃～+50℃ |
|
| 存储温度 | -50℃～+60℃ |
|
| 冲击 | 30g | 持续时间11ms |
| 振动 | 5Hz～500Hz～5Hz,1.5g | 持续时间12min |
| 防护级别 | IP66 |
|
30-150mm焦距下红外热成像效果见图3.
（a）1km成像效果
（b）2km成像效果
图3 30-150mm热成像图片
2、热成像球机
图4 20-100mm热成像球机实物照片
20-100mm热成像球机参数见表2
表2 20-100mm热成像球机参数表
| 类别 | 指标参数 | 备注 |
| 热成像性能参数 | ||
| 探测器类型 | 8～12um非制冷探测器 |
|
| 分辨率 | 640×512 |
|
| 像元间距 | 17μm |
|
| 帧频
| 50Hz |
|
| 红外镜头焦距 | 20～100mm |
|
| 视场角 | 30.4°×6.2° |
|
| NETD | ≤60mK |
|
| 调焦范围 | 5m～∞ |
|
| 电子放大 | 2× |
|
| 极性 | 黑热／白热 |
|
| 图像亮度/对比度 | 自动/手动 |
|
| 调焦方式 | 电动调焦/自动聚焦 |
|
| 可见光性能参数 | ||
| 可见光CCD规格 | 1/4〃彩色CCD |
|
| 像元总数 | 380000 |
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| 可见光镜头焦距 | 3.4～122.4mm |
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| 可见光镜头视场 | 1.7°×57.8° |
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| 稳定平台参数 | ||
| 稳定精度 | ≤0.05mrad |
|
| 回转范围 | 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 |
|
| 电源 | ||
| 电源 | 直流28V | 18V ~ 32V |
| *大功耗 | ≤250W |
|
| 平均功耗 | ≤70W |
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| 输出接口 | ||
| 视频输出 | 模拟视频输出PAL制/HD数字输出 |
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| 串口 | RS422 |
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| 物理特性 | ||
| 尺寸 | 直径229mm 高度372.5mm |
|
| 重量 | ≤9Kg |
|
| 环境参数 | ||
| 工作温度 | -40℃～+55℃ |
|
| 存储温度 | -45℃～+80℃ |
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| MTBF | 1000h |
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| 工作高度 | 5000m以下 |
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| 防护级别 | IP66 |
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图5为20-100mm热成像球机参数成像效果。
（a）热成像效果
（b）可见光成像效果
图5为20-100mm热成像球机参数成像效果
热成像破雾/霾能力测试结果
图6是150mm焦距热成像破雾能力实测结果。地点北京市中科院半导体所1号楼，观测目标是上地方向的6km处的上地国际创业园及33km处的八达岭山地。
2019年2月22日上午9点30左右根据天气预报海地区能见度约为5km。从人眼及可见光成像无法发现6km处的上地国际创业园，如图6（a）所示。图6（b）是同等条件下热成像图片，可以同时观测到6km的上地国际创业园和33km处的山体。图6（c）是晴好天气条件下，能见度优于20km的上地国际创业园照片。
（a） 可见光成像（能见度约为5km）
（b） 与图（a）同等条件下热成像效果（能见度5km）
（c） 天气晴好条件下可见光图像（能见度优于20km）
图6 焦距150mm（视场4.20）热成像图片
