熱成像原理
神戎的陳大明還談到,物理學(xué)家通過長期研究發(fā)現(xiàn),任何物體只要溫度高于絕對零度(-273 ℃),都會輻射紅外光,這一特點引起了世界各國重視,特別是軍用領(lǐng)域的關(guān)注,因為理論上任何物體輻射的紅外光都可被探測到。在常溫下,物體輻射的紅外光的波段為8~14微米,恰好是非制冷長波紅外熱像儀的成像波段。
紅外熱成像儀是由光學(xué)系統(tǒng)(成像鏡頭)、紅外探測器和信號處理電路組成。成像鏡頭將接收到的目標(biāo)的紅外輻射能量,成像到紅外探測器的光敏元件上,由探測器將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號,信號經(jīng)放大處理,以圖像的方式表征目標(biāo)物與背景的紅外熱輻射分布,并將紅外熱輻射分布圖像轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)視頻信號,通過監(jiān)視器顯示出物體表面的熱分布場相對應(yīng)的紅外熱像視頻,以對目標(biāo)的熱狀態(tài)進行遠距離成像和進一步的分析判斷。目標(biāo)的熱圖像反映出目標(biāo)表面溫度分布狀況,紅外熱成像使人眼不能直接看到的目標(biāo)表面溫度分布信息轉(zhuǎn)變成人眼可以看到的、代表目標(biāo)表面溫度分布的熱圖像和熱視頻。
由此可以看出,紅外熱成像系統(tǒng)與可見光成像系統(tǒng)很類似,只是光學(xué)系統(tǒng)的材料、探測器的種類,以及電子處理系統(tǒng)不同。
熱成像儀種類
據(jù)加創(chuàng)集團嘉興風(fēng)云紅外組件技術(shù)有限公司紅外工程師文華介紹,紅外熱像儀按照工作原理分類,可分為制冷型紅外熱像儀和非制冷紅外熱像儀。
制冷型紅外熱像儀采用的是光子型紅外探測器,這種探測器是利用光電效應(yīng)實現(xiàn)紅外光信號向電信號的轉(zhuǎn)換,要在77K或更低的溫度下才能正常工作。制冷型紅外熱像儀圖像清晰、作用距離和探測距離遠,在軍事上的車載或機載武器系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。
非制冷紅外熱像儀采用的是熱探測器,它利用輻射熱效應(yīng),使探測元件接收到輻射能后引起溫度升高,進而使探測器依賴于溫度的性能發(fā)生變化,檢測其中某一性能的變化,便可探測出輻射。這種非制冷紅外熱像儀的優(yōu)點是:不需制冷,成本低、功耗小、重量輕、小型化、啟動快、使用方便靈活。但由于其靈敏度和響應(yīng)速度不如制冷型紅外探測器,因此特別適合性價比要求高的低端軍事領(lǐng)域和工業(yè)、商業(yè)領(lǐng)域。