利用高光谱成像光谱仪MR-i表征热发射特征

经过40多年的创新和被公认为光谱领域的世界领导者,ABB正在扩大其遥感产品系列,推出了一款新开发的红外FT-IR高光谱成像光谱辐射计。MR-i基于mr -系列产品,提供精确的红外目标时间(快速扫描)、空间、光谱和辐射信息。

高光谱MR系列光谱辐射计由FTIR迈克尔逊干涉仪组成,该干涉仪配置了双输出端口,用于同时覆盖LWIR和MWIR + SWIR光谱范围。

MR-i技术

传统的单像元FT-IR光谱辐射计提供了独特的性能,如提高了仪器视野(FOV)的灵敏度和更高的光谱分辨率,但多像元FT-IR高光谱成像仪扩展了红外表征的可能性。它们通过空间解析观测场景的重要特征,提供目标特征的精确空间表征。

通过融合场景的光谱和空间信息,进一步利用捕获的数据。因此,FT-IR成像光谱辐射计具有生成3D图像(在Z轴上带有光谱波段的2D图像)的独特能力,可提供映射场景的每个像素的光谱。

特性

磁共振成象光谱辐射计溶液提供以下功能:

  • 光谱范围广(1 - 15µm),包括LWIR到NIR
  • 高光谱分辨率,(1cm-1)可与超过9000个频道的滤光片辐射计相媲美
  • 可靠性高:结构紧凑,便于携带,便于机载和野战部署
  • 在广阔的动态范围内具有高的辐射精度和响应稳定性
  • 动态范围大,信噪比高
  • 通过快速扫描的高时间分辨率,允许测量快速变化的目标特征的演化
  • 高NESR灵敏度,允许在短时间内描述微弱信号
  • 高空间分辨率,扩展视场均匀性,无论目标在视场的哪个位置,都能获得更好的精度

光谱覆盖范围

宽光谱范围

单一仪器覆盖了从1.5到14µm的三个关键大气窗口,扩展了从红外表征到气体检测的可能应用范围。

MR-i成像光谱辐射计由一个双输入输出端口的傅立叶变换红外(FTIR)迈克尔逊干涉仪组成。四端口配置允许从两个互补的低温探测器(MCT和InSb)同时采集数据,覆盖长波到短波光谱范围(LWIR, MWIR和SWIR),以获得最佳的信噪比。

这两个检测器完全独立,有自己的滤光片支架、镜头和场阻光圈轮,因此每个检测器都经过优化以获得最佳性能。

  • FTIR技术允许每个光谱多达9000个光谱波段
  • 2 - 15µm[667 - 5000厘米-1,可扩展至1µm [10,000 cm]-1可用)

特征

双摄像头的配置也推出

MR-i是第一个商业可用的FT-IR高光谱成像光谱仪,能够双摄像头操作,同时覆盖电磁光谱的MWIR和LWIR。

MR-i四端口干涉仪可以包含两种不同类型的相机模块(MWIR/LWIR)的组合,扩展仪器的光谱范围覆盖,或两种相同的相机模块(MWIR/MWIR)的组合,扩展仪器的动态范围。

有了这一独特的功能,MR-i可以同时获取两个可互换摄像头模块的数据并完美同步,使仪器适用于多种测量场景。

将MR-i配置为两个探测模块类似于将两个成像光谱辐射计的功能集成到一个仪器中,具有以下优点:

  • 两个摄像头的完美同步
  • 易于互换的模块和完全可调的设置
  • 易于操作使用一个单一的用户界面
  • 降低采购成本
  • 低维护成本

灵敏度/扩展的动态范围

某些应用,例如瞄准红外信号,经常需要同时测量高强度和低强度的发射源,这些发射源在地图场景中不规则分布。各检测模块的信噪比性能受摄像头集成时间的影响。

相对于热像素的能量水平设置积分时间会对场景中冷像素的信噪比性能产生负面影响。相反,为冷像素的最高信噪比预先设置积分时间将导致热像素的饱和。

MR-i设计用于提供无与伦比的灵敏度来表征目标的红外特征。两个端口都装有探测器模块,覆盖相同的光谱范围(LWIR-LWIR或MWIR- MWIR),它们可以独立固定在不同的增益或集成时间,以扩展仪器的动态范围。这显著增强了观测场景中最暗和最亮的区域。

快速扫描数据采集速率

MR-i是市场上最快的FT-IR成像光谱辐射计。它能产生市场上最高的数据立方体测量率。MR-i配备了最先进的相机模块,可以提供最高的帧测量率,非常适合表征快速移动和快速演变的目标。

单个仪器中的两个相机模块产生了无与伦比的测量速率,并提供了光谱覆盖、时间分辨率、动态范围和空间分辨率性能的完美组合,这在COTS FT-IR成像光谱辐射计仪器中从未见过。

微分光学减法

在VLWIR中优化了差分采集的线性阵列多像素传感器(在14 μ m附近切断)可以配置到MR-i。对于这种配置,仪器配备了一个双输入望远镜,可以执行光学背景减法。

得到的信号是进入每个输入端口的光谱辐亮度的差值,消除了背景杂波的影响。这种特殊配置的建立是为了支持与对峙检测和化学制剂威胁检测相关的科学研究。

模块化/自配置仪器

MR-i可以很容易地适应多种应用。它具有用户可配置的模块化架构,为用户提供了灵活性,使仪器适应特定测量场景的特征。MR-i可以由用户重新配置,无需重新校准或工厂返工,只需交换或组合各种检测模块或输入望远镜。

应用程序

傅立叶变换红外分光辐射学的应用

通用应用程序

  • 成像
  • 科学研究
  • 化学药剂特征测量
  • 军用红外目标表征
  • 工业排放监测

从科学研究到可部署的作战解决方案,傅里叶变换红外(FT-IR)光谱辐射测量已经被公认为是发展和改进一系列军事应用的理想技术。对于国防部门,FT-IR光谱辐射测量被用于:

  • 伪装系统开发和热特征优化
  • 对不稳定排放进行分类,形成红外特征数据库
  • 航空发动机热发射特征的表征
  • 发展、分析和改进红外诱饵发射光谱和最新的对抗系统
  • 用于发展多种可部署侦察方案的战场条件遥感
  • 分类战场爆炸,包括枪口闪光,炸弹击中爆炸和导弹发射

ABB 20年成像FTS项目的传承

  • 防卫:部队和战略资源保护
  • 民事安全:监视与安全
  • 环境:检测和识别污染物

这种强大的创新方法扩展了工程建模应用。它也被用来增强不同类型的红外发射源。红外成像光谱辐射计为红外能量源的建模和辐射亮度的空间演化提供了重要的信息。

将成像光谱辐射计辐射度测量与检索算法相结合,可以绘制一系列大气应用,例如:

  • 大气成分分析
  • 气象湍流探测
  • 探测和监控化学云

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