紫外成像技术

紫外成像技术在20世纪80年代末进入实质性发展阶段，当时主要被应用于军事应用领域，并且已开始有成型的装备使用在军事部门中。也正是如此，关于紫外成像的技术也同时有严格的保密措施，这限制了它的普及和发展。直到90年代，紫外成像技术开始推向警用市场和民用市场。本文主要介绍了紫外成像的技术原理，应用现状，并且做了今后的发展展望。

1 紫外成像的技术原理

只要能够准确检测出波长处于太阳盲区内的紫外线，就能对紫外放射源做出明确判断。紫外成像仪就是利用紫外线探测器及 UV 滤片集中检测太阳盲区内的紫外线，并进行摄影成像的专用设备。

紫外成像仪的工作原理（以电气系统中检测电晕及电气设备放电为例）：

在高压设备电离放电时，根据电场强度的不同，会产生电晕、闪络或电弧。电离过程中，空气中的电子不断获得和释放能量，当电子释放能量（即放电）时，会辐射出紫外线。

在紫外成像仪的成像过程中，往往采用双光谱成像的方法。

因为电晕放电会放射出波长范围在 230 nm~405 nm 范围内的紫外线，而紫外光滤光器的工作范围为 240 nm~280 nm，这个比较窄的波长范围产生的影像信号比较微弱（因为电晕信号只包括很少的光子），因此影像放大器的工作是将微弱的影像信号变成可视的影像。

因没有太阳光辐射的影响，可以得到高清晰度的图像。影像放大器将紫外光影像发送到一个装有 CCD 装置的照相机内，而同时被探测目标的影像被发送到第 2 台标准视频照相机内。特殊的影像处理工艺将 2 个影像叠加起来，最后生成显示电气设备及其电晕图像。

2 紫外成像技术的应用

紫外成像检测技术在电力系统的应用：

凡是有外部放电的地方都可以用紫外成像仪观察到电晕。

（1）高压设备污染检查

（2）金属导电体尖端电晕放电

（3）金属导电体表面粗糙电晕放电

（4）高压设备污染检查

 污染物通常表面粗糙，在一定电压条件下会产生放电。导线的污染程度及绝缘子上污染物的分布情况等，都可利用该技术有效地进行分析。

（5）金属导电体尖端电晕放电：

通过Daycor日盲型紫外成像仪检测发现，500kv变电站的220kv支柱绝缘子端部存在尖端，导致电场集中形成电晕放电。这种情况一般不会导致设备相当程度的加速老化，此缺陷长期处于放电状态，如果放电强度没有加重，不会影响设备安全运行。

（6）金属导电体表面粗糙电晕放电：

通过Daycor日盲型紫外成像 仪检测发现，500kv变电站 的母线接地开关均压环端部由于锈蚀、电镀层剥离等引起表面粗糙，形成局部电场畸变，导致异常电晕放电。该现象的发生部位主要在均压环及其端部，可在计划停电检修时处理。

紫外线技术在警用刑侦中的应用:

人体的指纹印、体液(血液、精液、唾液) 以及违禁的火药、麻醉品等物质, 对紫外线具有特殊的吸收、反射、散射及荧光特性。

警用紫外成像技术：

警用紫外成像系统用于刑侦对比于传统现场侦查的优势：

（1）不必进行任何处理即可进行快速观察、搜索和定位、取证及照相；

（2）大大地提高了工作效率；

（3）及时地发现传统方法所不能发现的一些痕迹和物证;

（4）不接触物证表面, 从而大大提高了物证的提取率和利用率。

国内外警用紫外成像系统产品对比：

在紫外像增强管许多指标上的对比：

（1）寿命: 国内产品为≥1 000 h, 而国外产品为≥5 000 h；

（2）分辨率: 国内产品最大分辨率为 25 lp / mm , 而国外产品分辨率为 28 lp / mm ;

（3）国外的产品灵敏度可达 32 mA / W (190 nm ) , 而国内产品虽没有给出该项指标。

紫外线技术在军事工程技术中的应用:

在军事上紫外应用技术有成像和非成像技术之分, 在有些场合是不需要图像的, 如导弹紫外制导等; 而在另一些场合则需要对目标的紫外图像进行观察分析和处理应用, 如紫外预警目标观察系统, 紫外火控目标瞄准系统等。

紫外预警目标观察系统在综合预警系统必须保持电子静默和在雷达低空盲区的情况下, 能够非常出色地完成预警任务; 在太阳直射的情况下, 人的肉眼无法对特定目标进行观测时, 它却可以很好地完成跟踪观察任务; 尤其在相关系统遭到敌方红外干扰的时候, 它还作为红外的预备补充系统完成红外系统的任务。

紫外火控目标瞄准系统是相关装备火控系统的子系统, 它主要将紫外成像仪、激光测距仪、火控数据计算机等设备进行合理配置, 以完成对目标进行探测、跟踪, 并指挥火力装置打击敌对目标的任务。

本文介绍了紫外成像技术的技术原理和应用，由于关于紫外线技术的研究多是不公开的，使其发展没有实质性的飞跃，而且在民用领域也是鲜有应用。