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关于红外热像仪在特定环境中的有效性
2021-08-18

关于红外热像仪在特定环境中的有效性

红外热像仪的工作原理是检测和测量物体发出的红外辐射,即热信号。为此,热像仪首先必须配备一个可以通过红外频率的镜头。镜头可以将红外频率聚焦在一个特殊的传感器阵列上,以检测和读取这些频率。

传感器阵列由像素网格构成,每个像素网格对传入的红外波长做出反应并将其转换为电信号。然后这些信号将被发送到热像仪主体中的处理器,该处理器使用一种算法将它们转换为不同温度值的彩色图。这个颜色图然后将被发送到显示器。

许多红外热像仪还包括用于可见光谱的标准拍摄模式,类似于单击式数码相机。这使得在红外模式和普通模式下比较相同的镜头变得容易;一旦用户从镜头后面移开,这有助于快速识别特定的问题区域。

红外热像仪的使用问题

人们还经常询问热成像仪在特定场合的使用问题,以及该技术在特定环境或应用中的有效性。下面我们来看看有哪问题。

为什么红外热像仪在夜间表现更好?

红外热像仪通常在夜间表现更好,但这与周围环境的亮度无关。

由于夜间的环境温度(重要的是未加热的物体和环境的核心温度)比白天低很多,因此热成像传感器可以以更高的对比度显示温暖的区域。

即使在比较凉爽的日子里,太阳的热量也会被建筑物、道路、植被、建筑材料等吸收。白天,各种物体都会在环境温度下吸收热量。当使用热像仪传感器进行检测时,这些物体与其他待检测的温暖物体的区别不是很明显。

同样,如果你在黑暗中呆几个小时(不是在太阳落山之后),大多数热像仪都会清楚地显示温暖的物体;即使在白天,清晨也比中午更明显。

热像仪能否穿透玻璃进行检查?

您可能会惊讶地发现热成像仪通常无法透过玻璃进行检测。

从物理学的角度,很难解释这个问题的技术原因,但其原理很简单。本质上,可见光可以穿过玻璃,但玻璃就像是反射红外波长的镜子(这就是为什么红外热像仪镜头通常由锗或硒化锌而不是玻璃制成)。

如果将红外热像仪对准窗户,屏幕上将无法清晰显示另一侧的图像。您可能会看到模糊,这很可能是您手持镜头的模糊反射。

但这不是绝对的。某些红外频率可以穿过玻璃,而某些类型和配置的玻璃允许不同程度的红外光穿过。例如,汽车挡风玻璃往往比标准家用玻璃产生更好的效果。

但是,在大多数情况下,大部分图像会被玻璃“错误”一侧的红外反射所遮挡,并显示出不同程度的不透明度。至少被查看的对象将缺乏明显的细节和对比度。

简而言之,您无法使用热像仪通过玻璃(或各种其他类型的高反射表面)获得准确读数。

热像仪可以在水下工作吗?

红外热像仪在水下经常无法正常工作,原因与上述玻璃问题有关。

水会阻挡许多红外线波长,就像不透明的屏障阻挡可见光波长一样。正如我们无法透过油漆看到一样,红外线传感器也无法“透过”深水,因为它检测到的波浪无法穿过水。

水是红外热像仪面临的另一个具有挑战性的问题,它与热导率和比热有关。水的热容比空气大得多,所以同样体积的温度升高或降低1度需要4倍的能量。

这意味着物体相对于水以更快的速度和更短的距离失去(或获得)自身的热能。因此,对于热成像,水中的物体比空气中的物体更难进行热成像。

红外热像仪能穿墙吗?

不能。但准确地说,它们根本不“刺穿”任何东西。红外热像仪用于检测视线内第一个物体的表面温度;将一个点指向墙壁或其他固体表面,它将记录从表面辐射的热量。

由于大多数建筑物的设计和隔热都是为了吸收热量,因此外部热像仪很难反映内部情况,反之亦然。请注意:红外热像仪可用于检测从墙后辐射的极端热量(例如,在房屋发生火灾的情况下),因为墙本身也会很快变热。

同样,一些热像仪足够灵敏(高达+/-0.01℃)来记录人散发的热量,例如站在薄(冷)的另一侧墙,但前提是人必须站立足够长的时间,让自己的热量穿过墙到达那个点。