紅外熱像儀的測溫原理

自然界中的物體只要其溫度高于絕對零度，就會不斷地向外輻射能量。因此，理論上只要找到這些物體輻射能量與溫度的對應(yīng)關(guān)系并收集起來，經(jīng)過一定的處理后，就可以得到與目標(biāo)輻射分布相對應(yīng)的熱圖像。

一般將物體輻射出的波長在0.76μm-1000μm的電磁波定義為紅外光波。將紅外光按照波長分為四個波段：近紅外(0.75μm～3.0μm)；中紅外 (3.0μm～6.0μm)；長波紅外（6.0μm～15μm)和極遠(yuǎn)紅外波段(15μm～1000μm)。研究發(fā)現(xiàn)，紅外輻射對大氣的穿透性和波長有很大關(guān)系，只有幾個特定波段的紅外輻射能夠較好的穿透大氣，研究人員將這幾個特定的波段稱為“大氣窗口”，主要的大氣窗口包括2μm -2.6μm，3μm～6μm和8μm～14μm。

紅外熱像儀的測溫原理

紅外熱成像技術(shù)就是在利用紅外輻射的“大氣窗口”的波段進(jìn)行成像。目前在紅外成像領(lǐng)域研究較多的是采用中波紅外（3μm～5μm）和長波紅外（8μm～14μm）兩個波段進(jìn)行探測，將這些波段的輻射轉(zhuǎn)換為人眼可觀測并可供測量分析的圖像數(shù)據(jù)。

紅外光波具有很強(qiáng)的溫度效應(yīng)，攜帶輻射目標(biāo)的溫度信息，這是利用紅外成像進(jìn)行溫度場測量研究的基礎(chǔ)。基于紅外熱成像的溫度場測量技術(shù)是在紅外輻射的基本定律基礎(chǔ)上進(jìn)行研究的，紅外輻射的基本定律主要有四個：普朗克公式、維恩位移定律、朗伯余弦定律和斯蒂芬·波爾茲曼定律。

當(dāng)具備理論條件后，首先就由紅外探測器和光學(xué)系統(tǒng)對目標(biāo)物體實施紅外掃描；然后將紅外輻射信息聚集到探測器上，將其轉(zhuǎn)化成電信號，并進(jìn)行一系列放大處理；最后將這些信息傳輸?shù)斤@示器上，就可以顯示目標(biāo)物體的溫度分布情況了。紅外熱像儀不僅擁有溫度測量的功能，而且擁有繪制測量對象溫度分布的功能，可以將灰度圖像轉(zhuǎn)化成偽彩色圖像。

正常情況下，紅外熱像儀的掃描方式可以分為兩種：一種是光機(jī)掃描，該掃描形式需要用到單元多元光伏或者廣電導(dǎo)紅外探測器。由于單元探測器會受到幀幅反應(yīng)速度的制約，系統(tǒng)反應(yīng)時間較長。通常會利用多元陣列探測器，將溫度分布情況快速準(zhǔn)確地顯示出來。第二種是非掃描形式，這是新型的紅外熱像設(shè)備，與傳統(tǒng)的光機(jī)掃描形式相比，陣列式凝視成像的焦平面熱像儀的優(yōu)點更加突出，逐漸擠壓了光機(jī)掃描儀的市場空間。探測器是焦平面熱像儀的核心部件，可以使目標(biāo)物體的溫度圖像布滿整個顯示器，該掃描技術(shù)的便攜性非常好，圖像的清晰度更高，而且具有放大、自動聚焦、等溫顯示、語音注釋的擴(kuò)展功能，還可以根據(jù)自己的需求擴(kuò)大存儲空間。

紅外熱像儀可以在不接觸測量物體的情況下準(zhǔn)確測量出目標(biāo)物體的溫度，并將其溫度分布情況在顯示器中顯示出來。紅外熱像儀可以對測量到的溫度進(jìn)行精確化分析，對出現(xiàn)異常發(fā)熱情況的設(shè)備故障進(jìn)行檢測分析。如今半導(dǎo)體技術(shù)、紅外光學(xué)材料、微電子學(xué)等新型技術(shù)都應(yīng)用到紅外熱像儀當(dāng)中，極大地推動了該技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能夠顯示二維可視圖像的紅外熱像儀設(shè)備