紅外熱成像技術(shù)如何賦能千行百業(yè)
來源:深圳市凱茉銳電子科技有限公司2025-07-31
在視頻監(jiān)控中有一種被稱為主動(dòng)紅外攝像的技術(shù),即利用紅外光源“照亮”周圍環(huán)境,通過紅外探測(cè)器接收環(huán)境物體紅外輻射信號(hào)進(jìn)行紅外成像,這種成像技術(shù)可獲得近距離的高清晰目標(biāo)圖像,主要用于夜視監(jiān)控。紅外熱成像技術(shù)與之不同,沒有主動(dòng)紅外光源照射,而是以被動(dòng)方式把不可見的紅外輻射轉(zhuǎn)換為可見光的技術(shù)。紅外熱成像技術(shù)中,紅外熱電敏感元件以平面陣列的方式感受目標(biāo)物體的紅外輻射,由光學(xué)成像物鏡接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形,經(jīng)濾光后照射到紅外探測(cè)器的光敏元件上,通過光電轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理,將感受域內(nèi)被測(cè)目標(biāo)(按溫度分布)輻射的紅外光轉(zhuǎn)換成可視的熱圖像。與熱釋電紅外傳感器不同,紅外熱成像技術(shù)以圖像的方式對(duì)被測(cè)目標(biāo)進(jìn)行敏感檢測(cè),這個(gè)敏感的平面陣列稱為紅外焦平面探測(cè)器。紅外焦平面探測(cè)器由于受器件自身材料、制造工藝以及輸出電路等因素影響,存在非均勻性以及盲元等問題。目標(biāo)輻射信號(hào)較為微弱時(shí),焦平面的非均勻性及盲元會(huì)造成熱紅外的空間分辨能力嚴(yán)重下降。熱紅外成像系統(tǒng)的輸出除了與目標(biāo)輻射有關(guān),對(duì)探測(cè)器的工作溫度、成像系統(tǒng)本體溫度等因素的變化也較為敏感。
紅外熱成像系統(tǒng)按照紅外焦平面探測(cè)器的工作機(jī)理可以將其分為光子探測(cè)器和熱探測(cè)器兩大類。光子探測(cè)器通常也稱作制冷型紅外探測(cè)器,它具有高靈敏度、低噪聲以及快速響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn),但是由于其在工作的過程中一般需要配備低溫制冷裝置,使得成像系統(tǒng)的體積、功耗和成本大幅增加。相比而言,熱探測(cè)器工作溫度的改變對(duì)其探測(cè)率的影響不明顯,因此通常被稱為非制冷型紅外探測(cè)器。相對(duì)于制冷型紅外探測(cè)器,非制冷型紅外探測(cè)器的探測(cè)精度略低,但是由于其不需要制冷設(shè)備,故系統(tǒng)具有集成度高、功耗低的優(yōu)勢(shì),便攜式紅外熱成像儀就屬于此類。
紅外熱成像系統(tǒng)的組成
紅外熱成像技術(shù)的原理為:當(dāng)目標(biāo)物體溫度高于絕對(duì)零度時(shí),自發(fā)地向外輻射能量,這種能量以紅外線的形式表現(xiàn)出來,穿過大氣窗口抵達(dá)鏡頭,光學(xué)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)物體的紅外輻射進(jìn)行濾光和匯聚成像,經(jīng)由紅外焦平面探測(cè)器將目標(biāo)物體的紅外輻射轉(zhuǎn)換為電信號(hào),再將電信號(hào)通過信號(hào)處理電路、補(bǔ)償校正算法等處理,在顯示器中給出與目標(biāo)物體溫度分布對(duì)應(yīng)的紅外熱圖,將非可視的紅外光顯示出來。紅外熱成像系統(tǒng)的組成示意圖如圖所示。
紅外熱像儀主要由紅外鏡頭、紅外探測(cè)器組件、電子組件、顯示組件、軟件幾大部分構(gòu)成,其中:
紅外鏡頭:主要用于接收并聚集被測(cè)物體釋放出的紅外線。
紅外探測(cè)器組件:主要用于將紅外鏡頭接收到的紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
電子組件:主要用于對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理。
顯示組件:主要用于將電信號(hào)以可見光圖像的形式展現(xiàn)出來。
軟件:主要用于處理收集到的數(shù)據(jù),形成圖像中對(duì)溫度的讀數(shù)。
通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像,并用顯示器顯示出來。
紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用:工業(yè)檢測(cè)與維護(hù)、建筑能效評(píng)估與診斷、安防與監(jiān)控、醫(yī)療與生命科學(xué)、科研與開發(fā)、汽車行業(yè)、農(nóng)業(yè)與林業(yè)、交通。隨著技術(shù)的進(jìn)步(分辨率提高、成本下降、智能化分析軟件發(fā)展),紅外熱成像的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓展和深化。
相關(guān)資訊
- 2025-07-31
光學(xué)成像系統(tǒng)全解析:從視場(chǎng)到分辨率
2025-07-30- 2025-07-29
- 2025-07-28
- 2025-07-25
- 2025-07-24