紅外熱像儀原理

日期：2013-10-30 點(diǎn)擊數(shù)：710

紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，溫度在絕對(duì)零 下都會(huì)產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，并不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能量愈小。紅外線的波長(zhǎng)在0.76~100μm之間，按波長(zhǎng)的范圍可分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外四類，它在電磁波連續(xù)頻譜中的位置是處于無線電波與可見光之間的區(qū)域。

紅外熱像儀是利用紅外探測(cè)器、光學(xué)成像物鏡，接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測(cè)器的光敏元上。由探測(cè)器將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，成像裝置的輸出信號(hào)就可以完全一一對(duì)應(yīng)地模擬掃描物體表面溫度的空間分布，經(jīng)放大處理、轉(zhuǎn)換或標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)傳至顯示屏上，得到與物體表面熱分布相應(yīng)的熱像圖。紅外焦平面陣列是指放在光學(xué)系統(tǒng)上的一塊芯片，在這塊如同郵票大小的芯片上，不僅集成了成千上萬個(gè)紅外探測(cè)器，而且與各探測(cè)器相匹配的信號(hào)放大與處理電路也集成在一起，形成一個(gè)整體，使能夠像眼睛一樣攝取目標(biāo)的完整圖像，而且縮小了體積，降低了功耗。不僅如此，由于CCD成像器件具有更高的靈敏度和熱分辨率，使探測(cè)距離和識(shí)別能力也有明顯提高。世界上只有少數(shù)的國(guó)家（美、法、英等）掌握了陣列焦平面制造技術(shù)。

這種熱像圖與物體表面的熱分布場(chǎng)相對(duì)應(yīng)；實(shí)質(zhì)上是被測(cè)目標(biāo)物體各部分紅外輻射的熱像分布圖。運(yùn)用這一方法，便能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離熱狀態(tài)圖像成像和測(cè)溫并進(jìn)行分析判斷。由于信號(hào)非常弱，與可見光圖像相比，缺少層次和立體感，因此，在實(shí)際動(dòng)作過程中為更有效地判斷被測(cè)目標(biāo)的紅外熱分布場(chǎng)，常采用一些輔助措施來增加儀器的實(shí)用功能，如圖像亮度、對(duì)比度的控制，實(shí)標(biāo)校正，偽色彩描繪等高線和直方進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算等。