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红外热像仪是如何工作的?详细解析红外热像仪的工作原理


  来源: 菲力尔 时间:2020-08-06 编辑:清风
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1800年,英国天文学家弗里德里希•威廉•赫歇尔第一次发现了红外辐射的存在。但肉眼是无法观测红外辐射(IR)的,因此我们需要特定的仪器才能随时发现它!红外热像仪,就可将红外辐射转化为可见光图像,描绘被测物体或场景的温度变化。那么,红外热像仪是如何工作的呢?


红外世界中的狼嚎


红外热像仪的构成


红外热成像是一种可将红外图像转换为热辐射图像的技术,该技术可从图像中读取温度值。因此,热辐射图像中的各个像素实际上都是一个温度测量点,可实现对物体表面温度的非接触式测量。


红外热像仪的构造类似于一台数码摄像机。主要组件包括一个将红外辐射对准探测器的镜头,以及用于处理并显示热信号和热图像的软件和电子设备。


红外线是怎样被捕捉


与可见光相机相比,红外热像仪的分辨率较低,因为热探测器需要感应波长比可见光大得多的能量,这要求每个传感元件明显更大。因此,与同样机械尺寸的可见光相机相比,热像仪的分辨率要低得多(像素更少)。选择一台红外热像仪时需要考虑的重要参数包括分辨率、范围(测温范围/量程)、视场角、调焦(焦距)、热灵敏度和波长范围等。


热像仪的工作原理


红外热像仪工作原理:某个物体发出的红外能量通过光学镜头聚焦在红外探测器上,探测器向传感器电子元件发送信息,进行图像处理,电子元件将探测器发来的数据转译成可在取景器或标准视频监视器或LCD显示屏上查看的图像。



捕捉红外波,而不是可见光


首先必须清楚的是,红外热像仪的工作原理不同于普通相机。普通的可见光照相机与人眼的基本工作原理相同:可见光能量撞击到某物,反射回来,探测器接收到反射的光,然后将其转变成图像。


热像仪利用热而不是可见光产生图像。热量(又称红外能或热能)和光都是电磁波谱的组成部分,但是能检测可见光的相机无法检测热能,反之亦然。热像仪捕捉红外能,并通过数字或模式视频输出的数据生成图像。


红外热像仪几乎能检测所有事物


红外热像仪感应到的热量能被十分精确地测量,因而红外热像仪用途广泛。比如FLIR红外热像仪能检测到细微的热量差异,甚至精确至0.01℃,将温差以灰度或不同的调色板显示。


同一张图像中的分别以铁虹和白热调色板显示不同的温度


我们在日常生活中遇到的一切事物,即使是冰也会释放出热量。物体越热,其红外辐射就越多。这种辐射的热能称之为“热信号”。如果两个紧挨着的物体拥有细微的热信号差异,它们在热传感器下也会十分清晰地显示出来,无论照明条件如何。这使得热像仪能够在完全黑暗或烟雾弥漫的环境中进行检测。


热像仪能够检测到许多肉眼无法看到或普通相机检测不到的事物,但是可能会被一些意想不到的材料阻挡。


红外热像仪的用途


红外热像仪的潜在用途几乎是无穷无尽的。热像仪最初专为监视和军事行动而研发,如今已广泛应用到生活中的各行各业。


作为热成像技术领域的先驱,FLIR成立于1978年,最初主要经营车载能源审计红外成像系统业务。如今,FLIR先进的系统与组件已广泛应用于丰富多彩的热成像、态势感知与安防领域,包括:建筑检测(水分、隔热、屋顶等)、消防、无人驾驶车辆和自动制动、体表温度筛查、工业检测、科研等。


关键词:红外热像仪 FLIR 热成像技术    浏览量:6584

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