紅外熱像儀的工作原理
紅外探測(cè)器(C)上的光學(xué)鏡頭(B)將從物體發(fā)出的紅外能(A)聚焦。探測(cè)器向傳感器電子元件(D)發(fā)送信息,以便進(jìn)行圖像處理。電子元件將探測(cè)器發(fā)來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)譯成可在取景器或標(biāo)準(zhǔn)視頻監(jiān)視器或液晶屏上查看的圖像(E)。
紅外熱成像技術(shù)是將紅外圖像轉(zhuǎn)換成輻射圖像,從而能夠從圖像中讀出溫度值。為此,紅外熱像儀中采用了復(fù)雜的算法。
紅外熱像儀是被動(dòng)紅外成像。在自然界中一切溫度高于**零度(-273.16攝氏度)的物體都不斷地輻射著紅外線,這種現(xiàn)象稱為熱輻射。紅外線是一種人眼不可見的光波,無論白天黑夜,物體都會(huì)輻射紅外線,但紅外線不論強(qiáng)弱,人們都看不到。紅外熱像儀就是利用紅外探測(cè)器、光學(xué)成像物鏡接收被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射信號(hào),經(jīng)過紅外光學(xué)系統(tǒng)紅外探測(cè)器的光敏源上利用電子掃描電路對(duì)被測(cè)物的紅外熱像進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)放大處理、轉(zhuǎn)換或標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)通過電視屏或監(jiān)測(cè)器顯示紅外熱圖像。利用這種原理制成的儀器為紅外熱像儀。它通過探測(cè)微小的溫度差別,產(chǎn)生的圖像是熱圖像。
可見,紅外熱像儀在完全無光、距離較遠(yuǎn)時(shí)都可對(duì)物體成像,它不僅可在完全無光的情況下觀測(cè),而且可以在黑夜或濃厚的煙幕、云霧中探測(cè)到對(duì)方的目標(biāo),包括已偽裝的目標(biāo)和高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo),同時(shí)還要求在遠(yuǎn)距離上識(shí)別目標(biāo),因而紅外熱像儀屬現(xiàn)今***的夜視儀。被觀察物體一般都比周圍環(huán)境溫度高,因此也就成了熱像儀*好的觀察對(duì)象。在夜間以及惡劣氣候條件,采用紅外熱成像監(jiān)控設(shè)備可以對(duì)各種目標(biāo),如人員、車輛等進(jìn)行監(jiān)控。夜晚可見光器材已經(jīng)不能正常工作,觀測(cè)距離大幅縮短,如果采用人工照明的手段,則容易暴露目標(biāo)。若采用微光夜視設(shè)備,它同樣也工作在可見光波段,依然需要外界光照明,在城市中工作尚可,但在野外工作時(shí),則觀測(cè)距離大幅縮短。而紅外熱像儀是被動(dòng)接受目標(biāo)自身的紅外熱輻射,與氣候條件無關(guān),無論白天黑夜均可以正常工作,同時(shí)可以避免暴露自身。
尤其在雨、霧等惡劣的氣候條件下,由于可見光的波長短,克服障礙的能力差,因而觀測(cè)效果差,甚至不能工作,但紅外線的波長較長,克服雨、雪、霧的能力較高,因此仍可以在較遠(yuǎn)的距離上正常觀測(cè)目標(biāo)。因此在安防領(lǐng)域紅外熱像儀是一個(gè)非常有效的設(shè)備。
紅外熱像儀的工作波段可達(dá)到中、遠(yuǎn)紅外區(qū)域,但由于大氣對(duì)波長為3—5微米和8—14微米以外的紅外線有強(qiáng)烈的衰減作用,所以實(shí)際上熱像儀主要工作在3—5微米和8—14微米兩個(gè)紅外波段