红外热成像仪的工作原理

所有高于绝对零度(-273℃)的物体都会发出红外辐射。利用特殊的电子器件将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像，并用不同的颜色显示物体表面的温度分布的技术称为红外热成像技术。这种电子设备叫做红外热像仪。

红外热像仪利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统接收被测物体的红外辐射能量分布图，并反射到红外探测器的光敏元件上。在光学系统和红外探测器之间，光机扫描机构扫描待测物体的红外热像，并将其聚焦在单元或光谱探测器上。探测器将红外辐射能量转化为电信号，红外热像经放大、转换或标准视频信号后显示在电视屏幕或监视器上。

这种热像对应的是物体表面的热分布场。但由于信号较弱，被测物体各部位红外辐射的热像分布与可见光图像相比缺乏层次和立体感。因此，在实际过程中，为了更有效地判断被测物体的红外热分布场，往往采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能，如图像亮度和对比度的控制、实标定、伪彩色等值线绘制和直线的数学计算与处理等。

应当注意，同一目标的热图像不同于可见光图像。它不是人眼能看到的可见图像，而是目标表面温度分布的图像。换句话说，红外热像是人眼无法直接看到目标表面温度分布的热像，变成了人眼可以看到并代表目标表面温度分布的热像。

一、红外热成像仪的构成

红外热像仪的构成包5大部分：

1、红外镜头： 接收和汇聚被测物体发射的红外辐射;

2、红外探测器组件：将热辐射型号变成电信号;

3、电子组件：对电信号进行处理;

4、显示组件：将电信号转变成可见光图像;

5、软件：处理采集到的温度数据，转换成温度读数和图像。

二、红外热成像仪的分类

1、红外热像仪按照工作温度分为制冷型和非制冷性

制冷式热成像仪：探测器中集成了一个低温冰箱。该装置可以降低探测器的温度，使热噪声信号低于成像信号，成像质量更好。

非制冷式热成像仪： 其探测器不需要低温制冷，采用的探测器通常是以微测辐射热计为基础，主要有多晶硅和氧化钒两种探测器。

2、红外热像仪按照功能分为测温型和非测温型

测温型红外热像仪：测温型红外热像仪，可以直接从热图像上读出物体表面任意点的温度数值，这种系统可以作为无损检测仪器，但是有效距离比较短。

非测温型红外热像仪：非测温型红外热像仪只能观察到物体表面热辐射的差异，这种系统可以作为观测工具，有效距离比较长。

审核编辑 黄昊宇