红外热成像仪是干嘛的，红外热成像仪的工作原理、构成、特点分析

很多朋友对红外热成像仪是干嘛的，红外热成像仪的工作原理、构成、特点分析不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

在《一文读懂红外传器》中，我们了解到在红外传感器的许多应用中，红外热像仪是非常重要的应用。从一开始仅限于军用高科技产品，到现在越来越普及于工业和民用市场。在电影《蒸发密令》中，施瓦辛格为了避免被手持热像仪的对手追赶而跳进一个装满水的浴缸，以保持自己的温度与周围环境一致，从而试图屏蔽自己的红外信号源，避免被热像仪探测到。

想知道热像仪为什么这么神奇，首先要从它的工作原理说起。红外热像仪工作原理绝对零度(-273)以上的所有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，这种电子器件称为红外热像仪。

红外热像仪利用红外探测器、光学成像物镜和光学扫描系统接收被测物体的红外辐射能量分布图，并将其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，有一个光学扫描机构，用来扫描被测物体的红外热像，并聚焦在机组或光谱探测器上。探测器将红外辐射能量转化为电信号，经放大、转换或标准视频信号后，通过电视屏幕或监视器显示红外热像。

这种热像对应的是物体表面的热分布场，但实际被测物体各部位的红外辐射热像分布图由于信号非常微弱，与可见光图像相比缺乏层次性和立体感。因此，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控制、实标定、伪彩色等值线绘制以及数学运算和处理等。

需要注意的是，同一目标的热像不同于可见光像。它不是人眼能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布的图像。换句话说，红外热图像是人眼可以看到的热图像，代表目标的表面温度分布。红外热像仪的组成红外热像仪的组成由五部分组成1、红外镜头：接收并汇聚被测物体发出的红外辐射；

2、红外探测器组件：将热辐射模型改为电信号；3、电子元件：处理电信号；4、显示组件：将电信号转换成可见光图像；5、软件：处理收集的温度数据，并将其转换为温度读数和图像。红外热像仪的分类红外热像仪根据工作温度分为制冷型和非制冷型。

制冷热像仪：在其探测器中集成了低温制冷器，可以降低探测器的温度，从而使热噪声信号低于成像信号，提高成像质量。非制冷热像仪：其探测器不需要低温制冷，使用的探测器通常基于微测辐射热计，主要包括多晶硅和氧化钒探测器。红外热像仪按功能可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像上读出物体表面任意一点的温度值。这个系统可以作为无损检测仪器，但是有效距离比较短。非测温红外热像仪：非测温红外热像仪只能观察物体表面的热辐射差异，该系统可作为有效距离较远的观察工具。红外热像仪的特点与一般的探测设备相比，红外热像仪具有以下显著特点：

1、热像仪可以测量运动物体的温度，而普通的测温仪器很难做到这一点。2、借助显微镜头可以测量几微米甚至更小目标的温度；3、可以快速诊断设备；4、不会干扰测量的温度场；5、测温范围广，根据型号不同一般可以测量0-2000的范围；6、灵敏度高，可根据不同型号区分0.1甚至更小的温差；

7、可以安全使用。由于是非接触式测量，热像仪使用起来非常安全。红外热像仪的发展1800年，英国天文学家F.W赫歇尔发现了红外线。20世纪70年代，热成像系统和电荷耦合器件被成功应用。上世纪末，以焦平面阵列(FPA)为代表的红外器件成功应用。红外技术的核心是红外探测器，按其特点可分为四代：

第一代(70-80年代):以单元和多部件为主进行串/并行扫描成像；第二代(90年代-2000年代):以4x288为代表的扫描焦平面；第三代：凝视焦平面；第四代：目前正在研制的系统芯片具有大阵列、高分辨率、多频段、灵巧的特点，在单个芯片上具有高性能的数字信号处理功能，甚至多频段的探测和识别能力。

目前非制冷焦平面探测器的主流技术是热敏电阻微测辐射热计，根据使用的热敏电阻材料不同，可分为氧化钒探测器和非晶硅探测器。非制冷焦平面阵列探测器的研制，其性能可以满足部分军事用途和几乎所有民用领域，真正实现了小型化、低价格和高可靠性，成为红外探测与成像领域极具前景和市场潜力的发展方向。红外热像仪的优缺点

红外热像仪优点1、红外热成像技术是一种被动式非接触探测识别，具有良好的隐蔽性。由于红外热成像技术是被动的、非接触式的对目标的探测和识别，具有良好的隐蔽性，不易被发现，从而使红外热像仪的操作者更加安全有效。2、红外热成像技术不受电磁干扰，能远距离精确跟踪热目标，并精确制导。

因为红外热成像技术使用的是热红外线，所以不受电磁干扰。采用先进热成像技术的红外搜索跟踪系统，能远距离精确跟踪热目标，并能同时跟踪多个目标，使武器发挥最佳作用。红外热成像技术可以精确制导，使制导武器具有高智能和发射后不被理睬的能力，可以找到最重要的目标进行摧毁，从而大大提高弹药的命中精度，使其战力提高数十倍。

3、红外热成像技术可以真正做到24小时监控。红外辐射是自然界中最广泛的辐射，而大气和烟云可以吸收可见光和近红外线，但对3 ~ 5微米和8 ~ 14 m的红外线是透明的，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。

因此，利用这两个窗口，可以在漆黑的夜晚，或者雨雪等云层密布的恶劣环境下，清晰地观察到被监视的目标。正是因为这个特点，红外热成像技术才能真正做到24小时监控。4、红外热成像技术探测能力强，作用距离远。红外热成像技术的探测能力很强，可以在敌方防御武器射程之外进行观测，作用距离远。

目前手持热成像仪和安装在轻武器上的热成像仪，可以让使用者看清800m以上的人体；而瞄准射击的作用距离为2 ~ 3km；在船上观察水面可达10km在1.5km高度的直升机上可以发现地面上单兵的活动；在20km高的侦察机上，可以发现地面的人和车辆，分析海水温度的变化，探测水下潜艇。5、红外热成像技术可以采用多种显示模式，将人的感官从五种增加到六种。

只有当物体的温度高于1000时，它才能发出肉眼可见的可见光。而所有温度在绝对零度(-273)以上的物体，都会不断发出热红外线。比如一个正常人发出的热红外能量在100W W左右。

这些都是人眼看不见的，但物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用红外热成像技术对物体进行无接触温度测量和热状态分析，并可采用多种显示方式显示出来。

如对视频信号进行假彩色处理，便可由不同颜色显示不同温度的热图像；若反视频信号进行模数转换处理，即可用数字显示物体各点的温度值等，从而看清人眼原来看不见的东西。所以可以说，红外热成像技术把人类的感官由五种增加到六种。

6、红外热成像技术能直观地显示物体表面的温度场，不受强光影响，应用广泛。

红外测温仪只能显示物体表面某一小区域或某一点的温度值，而红外热成像仪则可以同时测量物体表面各点温度的高低，直观地显示物体表面的温度场，并以图像形式显示出来。

由于红外热成像仪是探测目标物体的红外热辐射能量的大小，从而不像微光像增强仪那样处于强光环境中时会出现光晕或关闭，因此不受强光影响。

红外热成像技术除主要应用军事方面外，还可广泛应用于工业、农业、医疗、消防、考古、交通、地质、公安侦察等民用领域。并且，还可将这种技术大量地应用到安防监控领域中，以方便实现智能安防监控。

红外热成像仪的缺点：

1、图像对比度低，分辨细节能力较差

由于红外热成像仪靠温差成像，而一般目标温差都不大，因此红外热图像对比度低，使分辨细节能力变差。

2、不能透过透明的障碍物看清目标，如窗户玻璃。

由于红外热成像仪靠温差成像，而像窗户玻璃这种透明的障碍物，使红外热成像仪探测不到其后物体的温差，因而不能透过透明的障碍物看清目标。

3、成本高、价格贵

目前红外热成像仪的成本仍是限制它广泛使用的最大因素，但随着非致冷红外焦平面阵列的出现，提供了一种以低成本获得高分辨力、高可靠性器件的有效手段。随着科技的发展，关键技术的突破，并提高加工效率，今后的成本会大为降低的。

4、无法实现较远距离的监控，且监控画面只能判别是否有可疑人员进入，而无法看清楚人脸及外貌特征

红外热像仪在军事和民用方面都有广泛的应用。随着热成像技术的成熟以及各种低成本适于民用的热像仪的问世，它在国民经济各部门发挥的作用也越来越大。

在工业生产中，许多设备常用于高温、高压和高速运转状态，应用红外热像仪对这些设备进行检测和监控，既能保证设备的安全运转，又能发现异常情况以便及时排除隐患。

同时，利用红外热像仪还可以进行工业产品质量控制和管理。此外，红外热像仪在医疗、治安、消防、考古、交通、农业和地质等许多领域均有重要的应用。

如建筑物漏热查寻、森林探火、火源寻找、海上救护、矿石断裂判别、导弹发动机检查、公安侦察以及各种材料及制品的无损检查等。

以上知识分享希望能够帮助到大家！