红外热成像仪准吗，什么是红外传感器之红外热成像仪，红外传感器原理

很多朋友对红外热成像仪准吗，什么是红外传感器之红外热成像仪，红外传感器原理不是很了解，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。

在红外传感器的众多应用中，红外热像仪是非常重要的一种。从最初仅限于军用高科技产品，现在已经越来越普及到工业和民用市场。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、实标定校正、伪彩色等值线绘制和数学运算处理等。

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。

这些是人眼看不到的，但是物体的热辐射能量与物体的表面温度直接相关。热辐射的这一特性使人们能够利用红外热成像技术对物体进行非接触式的温度测量和热状态分析，并能以多种显示方式显示。

如果对视频信号进行假彩色处理，可以用不同的颜色显示不同温度的热像；如果对反相视频信号进行模数转换处理，就可以数字化显示物体各点的温度值，从而看清人眼看不到的东西。所以可以说红外热成像技术把人的感官从五种增加到了六种。6、红外热成像技术可以直接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一小块区域或某一点的温度值，而红外热像仪可以同时测量物体表面各点的温度，直观地显示物体表面的温度场，并以图像的形式显示出来。由于红外热像仪探测目标物体的红外热辐射能量，不会像微光像增强器一样在强光环境下出现光晕或关闭，因此不受强光影响。

红外热成像技术可广泛应用于工业、农业、医疗、消防、考古、交通、地质、公安侦察等民用领域。此外，该技术可广泛应用于安防监控领域，有利于实现智能安防监控。红外热像仪的缺点1、图像对比度低，细节分辨率差。

由于红外热像仪是靠温差成像的，而一般目标的温差并不大，红外热像仪的对比度较低，使得分辨细节的能力变差。2、透过透明的障碍物，比如窗户玻璃，看不清目标。因为红外热像仪是靠温差成像的，而像车窗玻璃这样的透明障碍物使得红外热像仪无法探测到后面物体的温差，所以透过透明障碍物看不清楚目标。3、成本高，价格高。

目前，红外热像仪的成本仍是限制其广泛使用的最大因素，但随着非制冷红外焦平面阵列的出现，为低成本获得高分辨率、高可靠性的器件提供了有效手段。随着科技的发展，关键技术的突破，加工效率的提高，未来成本会大大降低。4、无法实现远程监控，监控画面只能判断是否有可疑人员进入，无法看清楚人的面部和外貌特征。

红外热像仪广泛应用于军事和民用领域。随着热成像技术的成熟和各种适合民用的低成本热像仪的问世，它在国民经济的各个部门发挥着越来越重要的作用。在工业生产中，许多设备经常用于高温、高压和高速运转。利用红外热像仪对这些设备进行检测和监控，不仅可以保证设备的安全运行，还可以发现异常情况，及时消除隐患。

同时，红外热像仪还可以用来控制和管理工业产品的质量。此外，红外热像仪在医疗、公安、消防、考古、交通、农业、地质等许多领域都有重要应用。如建筑漏热搜索、森林火灾探测、火源搜索、海上救援、矿石断裂判别、导弹发动机检查、公安侦察以及各种材料和产品的无损检测等。

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