1800年,英國天文學家弗里德里希?威廉?赫歇爾第一次發(fā)現(xiàn)了紅外輻射的存在。但肉眼是無法觀測紅外輻射(IR)的,因此我們需要特定的儀器才能隨時發(fā)現(xiàn)它!紅外熱像儀,就可將紅外輻射轉化為可見光圖像,描繪被測物體或場景的溫度變化。那么,紅外熱像儀是如何工作的呢?
紅外世界中的狼嚎
紅外熱像儀的構成
紅外熱成像是一種可將紅外圖像轉換為熱輻射圖像的技術,該技術可從圖像中讀取溫度值。因此,熱輻射圖像中的各個像素實際上都是一個溫度測量點,可實現(xiàn)對物體表面溫度的非接觸式測量。
紅外熱像儀的構造類似于一臺數(shù)碼攝像機。主要組件包括一個將紅外輻射對準探測器的鏡頭,以及用于處理并顯示熱信號和熱圖像的軟件和電子設備。
紅外線是怎樣被捕捉
與可見光相機相比,紅外熱像儀的分辨率較低,因為熱探測器需要感應波長比可見光大得多的能量,這要求每個傳感元件明顯更大。因此,與同樣機械尺寸的可見光相機相比,熱像儀的分辨率要低得多(像素更少)。選擇一臺紅外熱像儀時需要考慮的重要參數(shù)包括分辨率、范圍(測溫范圍/量程)、視場角、調(diào)焦(焦距)、熱靈敏度和波長范圍等。
熱像儀的工作原理
紅外熱像儀工作原理:某個物體發(fā)出的紅外能量通過光學鏡頭聚焦在紅外探測器上,探測器向傳感器電子元件發(fā)送信息,進行圖像處理,電子元件將探測器發(fā)來的數(shù)據(jù)轉譯成可在取景器或標準視頻監(jiān)視器或LCD顯示屏上查看的圖像。
捕捉紅外波,而不是可見光
首先必須清楚的是,紅外熱像儀的工作原理不同于普通相機。普通的可見光照相機與人眼的基本工作原理相同:可見光能量撞擊到某物,反射回來,探測器接收到反射的光,然后將其轉變成圖像。
熱像儀利用熱而不是可見光產(chǎn)生圖像。熱量(又稱紅外能或熱能)和光都是電磁波譜的組成部分,但是能檢測可見光的相機無法檢測熱能,反之亦然。熱像儀捕捉紅外能,并通過數(shù)字或模式視頻輸出的數(shù)據(jù)生成圖像。
紅外熱像儀幾乎能檢測所有事物
紅外熱像儀感應到的熱量能被十分精確地測量,因而紅外熱像儀用途廣泛。比如FLIR紅外熱像儀能檢測到細微的熱量差異,甚至精確至0.01℃,將溫差以灰度或不同的調(diào)色板顯示。
同一張圖像中的分別以鐵虹和白熱調(diào)色板顯示不同的溫度
我們在日常生活中遇到的一切事物,即使是冰也會釋放出熱量。物體越熱,其紅外輻射就越多。這種輻射的熱能稱之為“熱信號”。如果兩個緊挨著的物體擁有細微的熱信號差異,它們在熱傳感器下也會十分清晰地顯示出來,無論照明條件如何。這使得熱像儀能夠在完全黑暗或煙霧彌漫的環(huán)境中進行檢測。
熱像儀能夠檢測到許多肉眼無法看到或普通相機檢測不到的事物,但是可能會被一些意想不到的材料阻擋。
紅外熱像儀的用途
紅外熱像儀的潛在用途幾乎是無窮無盡的。熱像儀最初專為監(jiān)視和軍事行動而研發(fā),如今已廣泛應用到生活中的各行各業(yè)。
作為熱成像技術領域的先驅(qū),F(xiàn)LIR成立于1978年,最初主要經(jīng)營車載能源審計紅外成像系統(tǒng)業(yè)務。如今,F(xiàn)LIR先進的系統(tǒng)與組件已廣泛應用于豐富多彩的熱成像、態(tài)勢感知與安防領域,包括:建筑檢測(水分、隔熱、屋頂?shù)龋?、消防、無人駕駛車輛和自動制動、體表溫度篩查、工業(yè)檢測、科研等。