紅外熱成像技術(shù)是一種利用物體輻射的紅外輻射能量來(lái)生成圖像的非接觸式測(cè)量方法。
熱輻射:所有物體都以一定溫度發(fā)出熱輻射,這種輻射的波長(zhǎng)位于紅外光譜范圍內(nèi)。根據(jù)普朗克輻射定律,物體的輻射強(qiáng)度與其溫度成正比。因此,紅外熱成像技術(shù)能夠通過(guò)檢測(cè)物體的紅外輻射來(lái)確定其溫度。
波長(zhǎng)選擇性:不同溫度的物體以不同波長(zhǎng)的紅外輻射為主。紅外熱成像系統(tǒng)通常使用特定波段的紅外濾光片或探測(cè)器來(lái)選擇性地接收特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紅外輻射。
數(shù)字化:紅外熱成像系統(tǒng)會(huì)將接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。這些信號(hào)在數(shù)碼成像傳感器中進(jìn)行處理,然后形成紅外熱成像。
熱場(chǎng)成像:通過(guò)檢測(cè)物體的不同區(qū)域的溫度差異,紅外熱成像系統(tǒng)能夠生成具有不同顏色或灰度級(jí)別的圖像。通常,溫度較高的區(qū)域顯示為亮的顏色,而溫度較低的區(qū)域則顯示為暗的顏色。
高靈敏度探測(cè)器:紅外熱成像系統(tǒng)通常使用高靈敏度的紅外探測(cè)器,如微波探測(cè)器或焦平面陣列探測(cè)器。這些探測(cè)器能夠捕捉微弱的紅外輻射信號(hào),以實(shí)現(xiàn)高分辨率的熱成像。
紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛,包括電力巡檢、建筑結(jié)構(gòu)檢查、醫(yī)學(xué)診斷、軍事偵察、工業(yè)質(zhì)量控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。這種技術(shù)使用戶(hù)能夠看到溫度差異,檢測(cè)熱問(wèn)題,并在各種領(lǐng)域中提高安全性和效率。
物體表面溫度如果超過(guò)對(duì)零度即會(huì)輻射出電磁波,隨著溫度變化,電磁波的輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)分布特性也隨之改變,波長(zhǎng)介于0.75μm到1μm間的電磁波稱(chēng)為“紅外線”,而人類(lèi)視覺(jué)可見(jiàn)的“可見(jiàn)光”介于0.4μm到0.75μm。 其中波長(zhǎng)為0.78~2.0微米的部分稱(chēng)為近紅外,波長(zhǎng)為2.0~1000微米的部分稱(chēng)為熱紅外線。
紅外線在地表傳送時(shí),會(huì)受到大氣組成物質(zhì)( 特別是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收,強(qiáng)度明顯下降,僅在短波3μ~5μm及長(zhǎng)波8~12μm的兩個(gè)波段有較好的穿透率(Transmission),通稱(chēng)大氣窗口(Atmospheric window),大部份的紅外熱像儀就是針對(duì)這兩個(gè)波段進(jìn)行檢測(cè),計(jì)算并顯示物體的表面溫度分布。此外,由于紅外線對(duì)極大部份的固體及液體物質(zhì)的穿透能力極差,因此紅外熱成像檢測(cè)是以測(cè)量物體表面的紅外線輻射能量為主。
照相機(jī)成像得到照片,電視攝像機(jī)成像得到電視圖像,都是可見(jiàn)光成像。自然界中,一切物體都可以輻射紅外線,因此利用探測(cè)儀測(cè)定目標(biāo)的本身和背景之間的紅外線差并可以得到不同的紅外圖像,熱紅外線形成的圖像稱(chēng)為熱圖。