在現(xiàn)實世界里,熱成像儀的用途非常廣泛,特別是在軍事上,利用熱成像儀可以在夜間發(fā)現(xiàn)散發(fā)熱量的坦克發(fā)動機、士兵。
在工業(yè)上,可以利用熱像儀快速探測出加工件的溫度,從而掌握必須的信息。由于電動機、晶體管等電子器件發(fā)生故障時往往伴隨著溫度的異常升高,利用熱成像儀也可以快速診斷故障。
在流行性感冒、肺炎等疾病流行時,可以利用熱成像儀快速判斷是否有發(fā)熱現(xiàn)象。由于癌細胞的溫度較高,也可用其判斷診斷乳腺癌等疾病。邊防部門也可用其判斷交通工具中是否有偷渡客。
紅外熱成像的軍事應用
隨著熱成像技術(shù)的發(fā)展,使它在國民經(jīng)濟、生產(chǎn)建設、科學研究以及國防軍事等眾多方面有著廣泛的應用,其在軍事上應用也已涉及到紅外警戒、跟蹤、瞄準以及制導的各個方面。
一、彈道導彈防御
美國的彈道導彈防御(B 劃是當前國際上廣泛關(guān)注的一個熱點問題,BMD計劃針對敵方導彈在發(fā)射助推段、大氣層外彈道飛行段和再入大氣層段這三個階段的不同特點,采取不同的方法,建立多層次的、全程的攔截體系。
在這種攔截體系中,紅外焦平面列陣成像技術(shù)扮演著一種核心的角色,主要表現(xiàn)在以下3個方面。
1、全球性監(jiān)視。在敵方導彈發(fā)射的初始階段,就探測到其位置和數(shù)量,主要依靠部署在空間的預警衛(wèi)星進行。
2、跟蹤和鑒別。在敵方導彈發(fā)射的初始階段和彈道飛行階段,鑒別真、假目標并跟蹤其軌跡。
3、識別和制導。在己方發(fā)射的攔截導彈上,以紅外成像方式實現(xiàn)目標識別和精確的導,命中摧毀敵彈。
二、常規(guī)導彈武器:
采用紅外成像制導可使導彈獲得更遠的全向探測距離和識別,對抗紅外誘餌等人工干擾的能力,大大提高導彈威力,而且也使其成為對付隱形飛機等的“殺手锏”,也是熱成像技術(shù)在軍事應用中的重中之重。
1、典型的紅外熱成像制導導彈
隨著紅外成像技術(shù)的快速發(fā)展,世界各國相繼研制了多種紅外成像制導導彈。如美國的毒刺改進型 (Stinger Post和Stinger RMP),斯拉姆AGM284E遠程攻擊型導彈,蘇聯(lián)的SAM213和法國的西北風改進型, 美國幼畜AGM265D /F空地、空艦導彈,法國MICA導彈(紅外型),英國ASRAAM導彈,德國 IRIS-T導彈,美國AIM-9x導彈,其中,美國的AIM-9x近距空空導彈是美國重點發(fā)展的最新型空空導彈。
應用凝視紅外焦平面陣列成像技術(shù)的典型代表有德、英、法合研的遠程崔格特導彈、美國的標槍便攜式反坦克導彈以及戰(zhàn)區(qū)高空防空導彈THADD等。
2、先進反裝甲導彈系統(tǒng):
在紅外焦平面技術(shù)發(fā)展初期,最先成功應用的領(lǐng)域是反裝甲導彈系統(tǒng)的熱瞄準器和精確制導尋的器,美國和歐洲的一些主要先進反裝甲導彈計劃,現(xiàn)已處于裝備、服役階段,主要有美國“標槍”Javelin導彈系統(tǒng),歐洲第三代遠程反坦克導彈(TriGAT-L,又名ATGW-3),美國“獄火”導彈(Hellfire)。
三、軍用紅外熱成像儀
紅外熱成像儀是應用最廣泛的紅外裝置,而在熱成像技術(shù)的發(fā)展初期,只能研制出基于單元器件的熱像儀,場頻較低,只限于小范圍應用。
直到20世紀70年代中長波碲鎘汞(MCT)材料與光導型多元線列器件工藝成熟之后,熱像儀才開始大量生產(chǎn)并裝備軍隊,發(fā)展很快,種類繁多。
第一代軍用紅外熱成像儀大都采用MCT的60、120和180元線列“通用組件”制造的前視紅外系統(tǒng),即FLIR,它占紅外軍事應用的50%以上,而到90年代,性能更高的第二代熱成像儀SADA應運而生,即美國陸軍標準先進杜瓦組件,SADAⅠ為240×2長波MCT TDI掃描焦平面,SADAⅡ為 480×6(以及480×4)長波MCT TDI掃描焦平面,使用SADAⅡ的第二代熱成像儀比使用180元通用組件的第一代熱成像儀的探測距離提高了一倍,且如果是凝視型焦平面熱像儀具有更多的優(yōu)點,小巧、堅固、可靠、省電、靈敏度更高,640×480元InSb凝視焦平面熱成像儀探測距離是通用組件的4倍。