紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖,，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。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,。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度,。

發(fā)展歷程

"紅外線"詞源于"past red"，是出紅色之外的意思,，表示該波長在電磁輻射頻譜中所處的位置,。"thermography"詞是采用同根詞生成的，意思是"溫度圖像",。熱成像的起源歸于德天文學(xué)家 Sir William Herschel，他在 1800 年使用太陽光做了些實驗,。Herschel 讓太陽光穿過個棱鏡并在各種顏色處放置溫度計,，利用靈敏的水銀溫度計測量每種顏色的溫度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了紅外輻射,。Herschel 發(fā)現(xiàn),，當(dāng)越過紅色光線入他稱為"暗紅熱"區(qū)域時，溫度便會升,。"暗紅熱"即是現(xiàn)在人們所說的紅外熱能,，處于被稱為電磁輻射的電磁波頻譜區(qū)域。

二十年后,，德物理學(xué)家 Thomas Seebeck 發(fā)現(xiàn)了溫差電效應(yīng),。在該發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，意大利物理學(xué)家

可以輕松檢測到由人手傳遞給墻壁表面的余熱

可以輕松檢測到由人手傳遞給墻壁表面的余熱Leopoldo Nobili 于 1829 年了熱量倍增器(即早期版本的熱電偶),。這種簡單的接觸式設(shè)備的作原理是兩個異種金屬之間的電壓差會隨著溫度的變化而變化,。過了不久，Nobili 的合作伙伴 Macedonio Melloni 把熱量倍增器改為熱電堆(以串聯(lián)方式安裝熱量倍增器)并將熱輻射集于熱電堆上,，這樣,，他可以檢測到 9.1 米(33 英尺)遠(yuǎn)處的人類體熱。

1880 年,，美天文學(xué)家 Samuel Langley 使用輻射熱檢測儀探測到 304 米(1000 英尺)以外的牛的體熱,。輻射熱檢測儀測量的不是電壓差異,，而是與溫度變化有關(guān)的電阻變化。Sir William Herschel 的兒子 Sir John Herschel 于 1840 年使用名為"蒸發(fā)成像儀"的設(shè)備制作出*幅紅外圖像,。熱圖像是薄油膜的蒸發(fā)量差異形成的,，可以借助油膜上反射出的光線行查看。

熱像儀是種與設(shè)備直接接觸便可檢測出紅外波長頻譜中的熱圖案的設(shè)備,。早期型號的熱像儀稱為"光導(dǎo)紅外熱像儀用于非接觸式檢測探測器",。從 1916 年至 1918 年，美家 Theodore Case 利用光導(dǎo)探測器做實驗,，通過與光子(而不是熱能)直接交互作用產(chǎn)生信號,，zui終了速度更快、更靈敏的光導(dǎo)探測器,。20 紀(jì)四十年代和五十年代期間,，為了滿足日益增長的軍事應(yīng)用域的需求，熱成像不斷演變,，取得了長足的發(fā)展,。德家發(fā)現(xiàn)，通過冷卻光導(dǎo)探測器可以提整體性能,。

直到 20 紀(jì)六十年代,，熱成像才被用于非軍事應(yīng)用域。雖然早期的熱成像系統(tǒng)很笨重,、數(shù)據(jù)采集速度緩慢而且分辨率不佳,，但它們還是被用于業(yè)應(yīng)用域，例如檢查大型輸配電系統(tǒng),。

20 紀(jì)七十年代,，軍事應(yīng)用域的持續(xù)發(fā)展就了*個便攜式系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于建筑診斷和材料無損測焦平面陣列(FPA)是種圖像傳感設(shè)備試等應(yīng)用域,。20 紀(jì)七十年代的熱成像系統(tǒng)結(jié)實耐用而且非?？煽浚c現(xiàn)代熱像儀相比,，它們的圖像質(zhì)量不佳,。到 20 紀(jì)八十年代初期，熱成像已廣泛應(yīng)用于療,、主業(yè)以及建筑檢查域,。經(jīng)過校準(zhǔn)后，熱成像系統(tǒng)可以制作的輻射圖像,，這樣便可測量該圖像中意位置的輻射溫度,。輻射圖像是包含圖像內(nèi)各點處的溫度測量計算值的熱圖像。

安可靠的熱像儀冷卻器經(jīng)過改，取代了沿用已久的用于冷卻熱像儀的壓縮氣或液化氣,。此外,，人們還開發(fā)并大量了成本較低、基于管道的熱電光導(dǎo)攝像管 (PEV) 熱成像系統(tǒng),。

雖然不能行輻射測量,，但 PEV 熱成像系統(tǒng)輕巧靈便、攜帶方便,，而且冷卻便可操作,。

20 紀(jì)八十年代后期，種稱為焦平面陣列 (FPA) 的新設(shè)備從軍事應(yīng)用域轉(zhuǎn)移至商業(yè)市場,。焦平面陣列 (FPA) 是種圖像傳感設(shè)備,，由位于鏡頭焦平面處的紅外傳感探測器的陣列(通常為矩形)組成。

這大大改了原始的掃描式探測器,，從而提了圖像質(zhì)量和空間分辨率?，F(xiàn)代熱像儀上的典型陣列的像素范圍為:16 × 16 至 640 × 480。從這個角度來說,，像素是可以檢測紅外能量的 FPA 的zui小立元素,。對于殊應(yīng)用場合，陣列的像素可以達(dá)到 1000 × 1000 以上,。

*個數(shù)字代表每個垂直列中的像素數(shù),，二個數(shù)字代表屏幕上顯示的行數(shù)。例如,，160 × 120 陣列的總像素為 19,200 (160 像素 × 120 像素 = 19,200 總像素),。

自 2000 年以來，使用多個探測器的 FPA 的發(fā)展不斷加快,。長波熱像儀用于檢測 8 μm 至 15 μm 波長范圍內(nèi)的紅外能量,。微米 (μm) 是個長度測量單位,，等于 1 毫米(0.001 米)的千分之,。

中波熱像儀用于檢測 2.5 μm 至6 μm 波長范圍內(nèi)的紅外能量。長波和中波熱成像系統(tǒng)均提供面的輻射型號,，圖像融合度和熱靈敏度通常為 0.03SDgrC (0.054SDgrF) 或更低,。這些系統(tǒng)的成本在過去十年間降低了十倍以上，但質(zhì)量得到了大幅度提升,。此外,，用于圖像處理的計算機(jī)軟件的應(yīng)用也有了顯著的發(fā)展。

現(xiàn)在,，幾乎所有商業(yè)類型的紅外系統(tǒng)均使用軟件來協(xié)助分析和撰寫報告,。報告可快速生成并在互聯(lián)網(wǎng)上以電子形式發(fā)，或以種常見格式(例如 PDF)保存,，而且還可以刻錄在多種數(shù)字存儲設(shè)備上,。

深層解析紅外熱像儀

發(fā)展歷程

會員登錄

收藏該商鋪

提示