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让你全面了解红外热成像技术

发布时间 2022-03-25

让你全面了解红外热成像技术

红外热成像是一种检测物体发出的辐射并将其转换为图像的技术。图像显示为热图,颜色越亮,物体越热。这项技术经常被军队、执法部门和搜救队使用。

热像仪主要有两种类型:被动式和主动式。无源成像仪检测物体自然发出的辐射。有源成像器会发出自己的辐射,然后从物体反射并被成像器检测到。

热像仪可以看穿烟雾、雾气和其他通常会遮挡视线的障碍物。只要有一些热量,他们也可以在完全黑暗的环境中看到。

红外热成像的原理

红外热成像是一种利用红外线(IR)辐射而不是光来创建图像的程序。红外线是肉眼不可见的,但会被任何发出热量的物体或生物所发射或反射。红外线热成像,也被简单地称为热成像,根据所看到的区域的热模式来创建图像。这有许多技术和科学应用,从军事监视到天文学。由热成像技术创建的图像被称为热像图。

红外线辐射是电磁波谱的一部分,这是一种广泛的无害辐射,包括可见光、无线电波和微波。辐射的波长决定了其性质和在电磁波谱上的位置。虽然人眼只能检测到这种辐射的一个狭窄范围,但各种技术设备可以检测到其余部分。红外线辐射的波长介于微波和红光之间,刚好在可见光谱之外。靠近可见光范围的红外辐射可以用红外摄影的特殊相机捕捉到;红外热成像可以捕捉到更接近微波的红外辐射,称为远红外。

一个物体的红外辐射与它的温度密切相关。因此,红外热像仪可以探测到物体、生物或人所发出的热量的细微变化。由于所有物体都会发出一定量的热量,热成像技术允许对环境进行全面观察,甚至在完全没有光线的情况下。例如,一所房子的热像图可能显示出蓝色的外部轮廓,但内部的热量和能源,包括人,则是红色物体。热成像的这些特点在广泛的领域和专业中具有多种应用。

例如,在医学上,红外热成像技术可以通过检测发烧引起的热度升高来帮助疾病的早期诊断。军事人员在普通光源有危险时使用热成像技术进行监视和操作。气象学家可以检测到表明风暴和其他快速变化的天气模式的温度变化。建筑物的热像图可以揭示 "热点",使技术人员能够在通风或电气系统出现故障之前找到问题区域。甚至考古学家也使用热成像技术来定位那些吸收或反射热量与周围地形不同的埋藏结构。

天文学家使用红外辐射已有几十年了,因为它可以探测到普通望远镜范围以外的天体。红外线热成像用于天文学最初是有限的,因为地球的大气层吸收和偏转了大量的红外辐射。然而,轨道上的空间望远镜可以采用热成像设备,而没有这种限制。这种设备必须被冷却,以防止外部热源对数据的扭曲。热图已被用于观察遥远的行星体和尚未开始发射可见光的新生星。

热图像传感器如何工作? 

红外热像仪中使用了三种类型的热图像传感器技术:微测辐射热计、碲化镉汞 (MCT) 和氧化钒 (VOx)。

微测辐射热计是最常见的热图像传感器类型。它们通过感应称为微测辐射热计的小元件的温度变化来检测红外辐射。当辐射撞击微测辐射热计时,它会导致元件升温。然后测量温度变化并将其转换为电信号。

MCT 传感器由对红外辐射非常敏感的材料碲化镉汞制成。当辐射撞击 MCT 传感器时,它会产生电流。然后测量电流并将其转换为图像。

VOx 传感器由对红外辐射非常敏感的材料——氧化钒制成。当辐射撞击 VOx 传感器时,它会产生电流。然后测量电流并将其转换为图像。

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