红外热成像的优势和原理

 1、红外热成像的基本原理：任何物体只要它的温度高于绝对零度(-273℃)，就有热辐射向外发射，物体温度不同，其辐射出的能量也不同，且辐射波的波长也不同，但总是包含着红外辐射在内，千摄氏度以下的物体，其热辐射中Z强的电磁波是红外波，所以对物体自身红外辐射的测量，便能准确测定它的表面温度，这就是红外测温仪测温依据的客观基础和基本原理。 

      黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1。但是，自然界中存在的实际物体，几乎都不是黑体，为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。 

      所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此，为使黑体辐射定律适用于所有实际物体，必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数，即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在0和1之间。根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因纱在：材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。

     目前业界普遍的热成像人体测温精度有±0.3℃和±0.4℃，为了实现精确测量，热成像人体测温系统可以以黑体作为测温的基准温度源。黑体安装在摄像机的视野里，后者对黑体进行温度测量，并以此为基准实时进行测温校正，以达到人体测温高精度±0.3℃的要求。

      2、红外测温仪的工作原理和结构：自然界中，一切物体都会辐射红外线，利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。 同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布，与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。 

      红外测温仪的测温原理是将物体(如钢水)发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体(如钢水)本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，可以确定物体(如钢水)的温度。红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

     3、红外测温仪的发展和分类：红外测温技术已发展到可对有热变化表面进行扫描测温，确定其温度分布图像，迅速检测出隐藏的温差，这就是红外热像仪。红外热像仪当初应用于军事上，美国TI公司研制出世界上第1台红外扫描侦察系统，以后红外热成像技术在西方国家陆续用于飞机、坦克、军舰和其它武器上，作为侦察目标的热瞄系统，大大提高了搜索、命中目标的能力。红外测温仪大致分类如下：(1)红外点温仪：包含便携式和固定式两种；(2)红外扫描仪；(3)红外热像仪。(4)人体红外测温仪。(5)接触式红外测温仪。