研发服务

一、产品概述:从成像光谱到高灵敏度光谱辐射测量

 

TELOPS HS-IR 系列是面向科研与工业高端应用的红外高光谱与光谱辐射测量系统家族。该家族不仅包括实现“图谱合一”的 Hyper-Cam 高光谱成像仪,还包括面向超宽波段、超高灵敏度光谱辐射测量的 VSR(通用型光谱辐射计),以及面向点阵式高速空间分辨光谱测量的 SpIRS(空间分辨红外光谱仪)。 三者共同构成 TELOPS 在红外光谱测量领域从“成像”到“单点/多点高精度辐射测量”的完整技术路线:

- Hyper-Cam:每个像素一条光谱,实现目标成分的成像式检测与识别;

- VSR:单像元、超宽波段(0.8–15 μm)、高灵敏度,适合远距离气体排放监测与光谱辐射定量;

- SpIRS:8×8 红外探测器阵列,高速扫描干涉仪,适合需要空间分辨与高时间分辨率的光谱测量场景。

系统均基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,配套 Reveal Pro / Reveal D&I 软件,数据可与 MATLAB、ENVI 兼容。

二、核心技术与产品优势

1. 每个像素一条光谱:Hyper-Cam 的图谱合一

Hyper-Cam 通过迈克尔逊干涉仪对入射红外辐射进行调制,在焦平面阵列探测器的每个像素处记录高分辨率光谱,输出完整的光谱数据立方体。系统兼具高空间分辨率、高光谱分辨率与高时间分辨率,光谱分辨率最高可达 0.25 cm⁻¹,能够精细识别气体和固体的特征吸收/发射峰。

2. 超宽波段与超高灵敏度:VSR 的光谱辐射测量能力

VSR 采用独特的三探测器配置,覆盖 SWIR、MWIR 与 LWIR(0.8–15 μm) 超宽波段,是远距离气体排放监测与光谱辐射定量的理想工具。其高灵敏度典型 NESR 可达 0.03 nW/sr/cm²/cm⁻¹ @ 6300 cm⁻¹,能够对缓慢与快速发生现象提供实时高分辨率光谱信息。

3. 点阵式高速空间分辨光谱:SpIRS 的扫描干涉设计

SpIRS 是配备视场成像光学的高速扫描干涉仪调制器,专为高光谱应用设计。其配置可同时在两个 8×8 红外探测器阵列上采集数据,在 16 cm⁻¹ 光谱分辨率下全帧速率达 45 帧/秒,光谱分辨率最高可达 1 cm⁻¹,覆盖 1.47–12.2 μm 的中波与长波范围。

4. 适应严苛环境的稳健设计

VSR 具备高速、稳健的运行特性,适用于从实验室到机载应用的多场景操作,即使在强烈振动约束下也能稳定工作。SpIRS 结构紧凑,适合偏远地区部署。

5. 灵活的操作模式与软件支持

Hyper-Cam 支持制图模式与定位模式;VSR 与 SpIRS 面向连续光谱辐射测量与空间分辨光谱采集。全系列配套 Reveal Pro(数据采集与研究)与 Reveal D&I(实时检测与识别,支持多气体同时化学成像),数据易于与 MATLAB、ENVI 兼容。

三、HS-IR 系列产品型号与技术参数

1. Hyper-Cam 高光谱成像仪

(1)中波红外系列(MWIR)

中波系列采用制冷型 InSb 探测器,覆盖 1.5–5.4 μm 范围,适用于燃烧诊断、气体检测及高温目标光谱分析。

技术参数 HYPER-CAM iMW HYPER-CAM iMWE HYPER-CAM iMW FAST HYPER-CAM iMWE FAST
探测器类型 制冷型 InSb 制冷型 InSb 制冷型 InSb 制冷型 InSb
探测器格式 320 × 256 像素 320 × 256 像素 320 × 256 像素 320 × 255 像素
光谱范围 3.0–5.4 μm 1.5–5.4 μm 3.0–5.4 μm 1.5–5.4 μm
光谱分辨率 最高 0.25 cm⁻¹ 最高 0.25 cm⁻¹ 最高 0.25 cm⁻¹ 最高 0.25 cm⁻¹
典型视场 6.4° × 5.1° 6.4° × 5.1° 6.4° × 5.1° 6.4° × 5.1°
典型 NESR 10 nW/cm²·sr·cm⁻¹ 9.5 nW/cm²·sr·cm⁻¹ 10 nW/cm²·sr·cm⁻¹ 9.5 nW/cm²·sr·cm⁻¹
辐射测量精度 < 2.0 K < 2.0 K < 2.0 K < 2.0 K

(2)长波红外系列(LWIR)

技术参数 HYPER-CAM LW
探测器类型 制冷型(MCT/SLS)
探测器格式 320 × 256 像素
光谱范围 7.7–11.8 μm
光谱分辨率 最高 0.25 cm⁻¹
视场 6.4° × 5.1°
典型 NESR 20 nW/cm²·sr·cm⁻¹
辐射测量精度 < 1.0 K

 

(3)迷你/机载系列

技术参数 HYPER-CAM AIRBORNE MINI HYPER-CAM MINI xLW HYPER-CAM MINI MWf HYPER-CAM AIRBORNE NANO
探测器类型 制冷型 SLS 制冷型 SLS 制冷型 SLS -
探测器格式 320 × 256 像素 320 × 256 像素 320 × 256 像素 320 × 160 像素
光谱范围 7.4–11.8 μm 7.4–12.5 μm 2.9–5.2 μm 7.5–12.4 μm
光谱分辨率 最高 0.5 cm⁻¹ 最高 0.5 cm⁻¹ 最高 0.5 cm⁻¹ 4–64 cm⁻¹
视场 13.5° × 10.9° 14° × 11° 14° × 11° 35° × 18°
典型 NESR < 35 nW/cm²·sr·cm⁻¹ < 30 nW/cm²·sr·cm⁻¹ < 10 nW/cm²·sr·cm⁻¹ < 35 nW/cm²·sr·cm⁻¹
辐射测量精度 < 5 K < 3 K < 2 K -

 

2. VSR 通用型光谱辐射计

VSR 是一款紧凑型高灵敏度光谱辐射计,采用 FTIR 技术,采用独特的三探测器配置,覆盖 SWIR、MWIR 与 LWIR 超宽波段。

技术参数 VSR SERIES
探测器类型 HgCdTe (MCT)、InSb、InGaAs 探测器
探测器格式 单像元(Single-Pixel)
光谱范围 0.8–15 μm(SWIR + MWIR + LWIR)
视场(FOV) 90 mrad(0.5× 望远镜);45 mrad(无望远镜仪器视场);22 mrad(2× 望远镜);6.4 mrad(7× 望远镜)
最大帧频 1–110 光谱/秒
典型 NESR(16 cm⁻¹ 分辨率、1 s 观测) 2.5 nW/sr/cm²/cm⁻¹ @ 1300 cm⁻¹;0.25 nW/sr/cm²/cm⁻¹ @ 2000 cm⁻¹;0.03 nW/sr/cm²/cm⁻¹ @ 6300 cm⁻¹
尺寸 46 × 65 × 32 cm(长×宽×高)
重量 < 28 kg(不含望远镜)
功耗 < 192 W(115 或 230 VAC)
工作温度 -20℃ 至 +40℃(低于 20℃ 时功耗增加)

 

典型应用:韩国环境部采用 VSR 光谱辐射计监测烟囱排放,作为国家工业场地无组织排放标准化测量计划的一部分,可定量分析 CO₂、CH₄、N₂O 三种主要温室气体。

3. SpIRS 空间分辨红外光谱仪

SpIRS 是专为高光谱应用设计的快速扫描干涉仪调制器,配备视场成像光学,可同时在两个 8×8 红外探测器阵列上采集数据。

技术参数 SpIRS
光谱范围 1.47–12.2 μm(MWIR + LWIR)
光谱分辨率 最高 1 cm⁻¹
探测器配置 两个 8×8 红外探测器阵列
全帧速率 45 帧/秒(16 cm⁻¹ 光谱分辨率)
结构特点 紧凑设计,适合偏远地区部署

 

四、功能强大的软件套件

REVEAL PRO:功能强大的数据采集与研究软件,为高级用户提供最大的灵活性,支持完整的测量配置与数据处理流程。 REVEAL D&I:实时检测与识别软件,专为气体释放与泄漏实验设计。

检测算法支持在交互式界面上同时对多种气体进行化学成像,实现即时可视化告警。 所有高光谱与光谱辐射数据均易于与 MATLAB 和 ENVI 软件兼容,便于后续定量分析与算法开发。

五、典型应用场景

1. 气体检测、识别与定量

Hyper-Cam 可检测甲烷、丙烷、丁烷、二氧化硫、六氟化硫等多种气体,并支持泄漏速率定量估算。VSR 则凭借 0.8–15 μm 超宽波段与高灵敏度,适用于远距离烟囱排放监测与温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)定量分析。

2. 烟囱与工业排放监测

韩国环境部采用 VSR 光谱辐射计对主要工业场地的烟囱排放进行监测,作为国家无组织排放标准化测量计划的一部分,验证了其在环境监管与排放量化中的实用价值。

3. 矿物与地质遥感

长波红外高光谱可识别石英、黏土矿物、碳酸盐等矿物组成。机载 Hyper-Cam 系统支持露天矿物的高光谱制图,为地质勘探提供大面积光谱数据。

4. 燃烧与火焰光谱分析

中波 Hyper-Cam 系列可用于喷气发动机燃烧、火焰分析等研究,获取燃烧过程中不同波段的光谱辐射特征。

5. 目标特征分析与材料识别

VSR 可对缓慢与快速发生现象提供实时高分辨率光谱信息,执行材料与目标特征分析;SpIRS 通过 8×8 阵列实现空间分辨光谱采集,适合需要多点同步光谱测量的场景。

6. 国防与安全

长波红外高光谱在常温下对化学战剂及危险化学品具有检测能力,适用于遥感侦察与危险区域评估。

六、HS-IR 系列常见问题(FAQ)

Q1:TELOPS HS-IR 系列包括哪些产品?

HS-IR 系列包括三类产品:Hyper-Cam 高光谱成像仪(中波、长波、迷你/机载系列)、VSR 通用型光谱辐射计(单像元、0.8–15 μm 超宽波段)和 SpIRS 空间分辨红外光谱仪(8×8 双阵列、1.47–12.2 μm、最高 1 cm⁻¹ 分辨率)。

Q2:Hyper-Cam、VSR 和 SpIRS 有什么区别?

Hyper-Cam 是成像式高光谱仪,每个像素一条光谱,侧重目标成分的成像识别与制图;VSR 是单像元光谱辐射计,侧重超宽波段、超高灵敏度的光谱辐射定量,适合远距离气体排放监测;SpIRS 是点阵式空间分辨光谱仪,通过 8×8 阵列实现多点同步光谱测量,兼顾空间分辨与时间分辨。

Q3:VSR 的光谱范围有多宽?

VSR 采用独特的三探测器配置,覆盖 0.8–15 μm,涵盖 SWIR、MWIR 与 LWIR 三个波段,是目前 TELOPS 产品中光谱覆盖范围最宽的光谱辐射计。

Q4:VSR 的灵敏度如何?

在 16 cm⁻¹ 光谱分辨率、1 秒观测时间条件下,VSR 典型 NESR 为:2.5 nW/sr/cm²/cm⁻¹ @ 1300 cm⁻¹;0.25 nW/sr/cm²/cm⁻¹ @ 2000 cm⁻¹;0.03 nW/sr/cm²/cm⁻¹ @ 6300 cm⁻¹,具备优异的微弱辐射探测能力。

Q5:SpIRS 的探测器配置和帧频是多少?

SpIRS 配备两个 8×8 红外探测器阵列,可在 16 cm⁻¹ 光谱分辨率下以 45 帧/秒的全帧速率同时采集数据,光谱分辨率最高可达 1 cm⁻¹。

Q6:Hyper-Cam 的光谱分辨率有多高?

Hyper-Cam 系列光谱分辨率最高可达 0.25 cm⁻¹,用户可在 0.25 至 150 cm⁻¹ 范围内按需选择。

Q7:VSR 可以用于哪些应用?

VSR 适用于烟囱排放监测、温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)定量、远距离气体检测、材料与目标特征分析,以及实验室到机载的多场景光谱辐射测量。韩国环境部已将其用于工业场地烟囱排放监测。

Q8:HS-IR 系列的数据如何处理?

全系列配套 Reveal Pro(数据采集与研究)和 Reveal D&I(实时检测与识别,支持多气体同时化学成像)软件。所有数据均易于与 MATLAB 和 ENVI 软件兼容,便于定量分析与算法开发。

Q9:HS-IR 与 MS-IR 多光谱热像仪有什么区别?

MS-IR 通过八位置高速滤光轮获取最多八个离散光谱通道,侧重高速动态过程下的多波段对比与热成像;HS-IR 通过干涉仪为每个像素记录连续高分辨率光谱(Hyper-Cam),或通过单像元/点阵式探测器进行高精度光谱辐射测量(VSR/SpIRS),侧重物质成分识别与定量分析。两者可根据实验需求组合使用。

Q10:如何购买 TELOPS HS-IR 系列产品?

中国地区用户可联系 TELOPS 原厂正式签约授权的中国区总代理——北京威盛科创科技有限公司(WSKCT),获取产品咨询、型号选型、技术方案、配置报价及售后技术协调服务。

七、为什么选择 TELOPS HS-IR 系列?

- 完整技术路线:从成像式高光谱(Hyper-Cam)到单像元超宽波段辐射测量(VSR)再到点阵式空间分辨光谱(SpIRS)

- 光谱分辨率领先:Hyper-Cam 最高 0.25 cm⁻¹,SpIRS 最高 1 cm⁻¹

- 超宽波段覆盖:VSR 覆盖 0.8–15 μm(SWIR + MWIR + LWIR)

- 高灵敏度:VSR 典型 NESR 低至 0.03 nW/sr/cm²/cm⁻¹ @ 6300 cm⁻¹

- 从地面到机载:Hyper-Cam 地面型、Mini 型、Airborne Nano 覆盖实验室与空中测绘

- 实时检测能力:Reveal D&I 支持多气体同时成像与告警

- 与 MATLAB/ENVI 兼容:便于科研用户二次开发与定量分析

八、关于 TELOPS 与 Exosens

Telops 成立于 2000 年,总部位于加拿大魁北克城,是高性能科学红外相机与高光谱成像系统的领先供应商。2005 年,Telops 开发出首款高光谱红外相机;2021 年推出 Hyper-Cam Airborne Mini。如今 Telops 是 Exosens 集团的一部分,持续扩展技术、创新与服务能力。 Telops 产品广泛应用于国防、学术科研、工业研发与环境监测领域,为全球领先研究机构提供先进的红外测量手段。

 

TELOPS HS-IR 系列 · 红外高光谱与光谱辐射测量

从成像识别到超宽波段辐射定量,一套家族,多种答案。

 

telops公司设计并制造高性能的高光谱成像系统和红外热成像,用于国防、工业和学术研究等领域。

您是否在寻找一个完全整合、一揽子服务的解决方案,该方案能完全满足您的特定需求?

我们说那就来吧。在telops,我们专注于设计和生产复杂、创新的光学系统。

我们这支由高技能科学家和工程师组成的团队专注于:

•  光谱学

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我们遵循严格的项目管理流程,始终将您的需求和要求置于首位。所有项目都经过了符合航空航天标准的严格系统工程流程。

Hyper Cam Nano

Telops Hyper-Cam Nano(或Nano HSI)比最近推出的Hyper-Cam Airborne Mini小五倍,重量轻五倍(包括无人机在内<25公斤),是一款安装在八轴飞行器无人机上的紧凑型低功耗高光谱红外相机。它非常适合机载化学成像。它提供实时数据分析,以促进快速决策,并可以轻松调查感兴趣或危险区域,从而检测感兴趣的化学品(如化学气体泄漏)。

 

它比现有的传感器更容易部署和操作,可以由一个人携带。以前,旋翼无人机的尺寸不允许集成LWIR高光谱相机。

 

Hyper-Cam Nano利用了经过充分验证的Hyper-Cam相同的核心FTIR技术,以紧凑的格式重新设计,可以集成到改变游戏规则的平台上,如拟议的八轴飞行器无人机。无人机可以以各种模式飞行,成像仪具有高度机动性,可以执行自上而下的映射,或者可以在悬停时沿任何方向(向下、向前或成角度)成像。

蒙梅克特天文台

尽管面临重量和体积方面的严峻限制,telops公司还是对蒙梅克特天文台的望远镜进行了现代化改造,该望远镜始建于 20 世纪 70 年代末。

通过利用现代参考相机发出的信号以及波前传感器,研发团队成功开发出了一种高频自适应光学系统。

 

该系统能够补偿大气湍流现象,从而能够精确地调整望远镜巨大副镜的位置,即便在冬季温度可低至零下 30 摄氏度的情况下也是如此。 该系统的目的是在望远镜的焦平面阵列处保持最佳图像质量。该系统被设计为以 20 赫兹的特定频率校正反射镜的倾斜/偏转情况,同时以 0.01 至 0.02 赫兹的频率校正焦点和低阶光学畸变。

TELOPS HS-IR 高光谱与光谱辐射测量系列

TELOPS
TELOPS 高速红外热像仪