熱成像，大家并不陌生吧，是不是感覺有了熱成像
　　可以做很多有趣的事？
　　今天從熱成像的相關(guān)知識(shí)說起

一、什么是紅外熱像技術(shù)

　　紅外熱像技術(shù)是一門獲取和分析來自非接觸熱成像裝置的熱信息的科學(xué)技術(shù)。就像照相技術(shù)意味著“可見光寫入”一樣，熱成像技術(shù)意味著“熱量寫入”。熱成像技術(shù)生成的圖片被稱作“溫度記錄圖”或“熱圖”。

紅外熱像下的“熱量寫入”

　　在了解紅外熱成像技術(shù)之前，首先要知道幾個(gè)概念，分別是電磁波、可見光、紅外線和紫外線。

　　電磁波：物體表面溫度如果超過絕對(duì)零度（-273℃）即會(huì)輻射出電磁波，隨著溫度變化，電磁波的輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)分布特性也隨之改變。

　　可見光：可見光是電磁波譜中人眼可以感知的部分，可見光譜沒有精確的范圍；一般人的眼睛可以感知的電磁波的波長(zhǎng)在0.4~0.75微米之間。

　　紫外線：紫外線指的是電磁波譜中波長(zhǎng)從0.1~0.4微米之間的總稱，不能引起人們的視覺。1801 年德國(guó)物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)在日光光譜的紫端外側(cè)一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光，因而發(fā)現(xiàn)了紫外線的存在。紫外線可以用來滅菌，過多的紫外線進(jìn)入體內(nèi)會(huì)對(duì)人體造成皮膚癌。

　　紅外線：波長(zhǎng)介于0.78~1000微米的電磁波稱為“紅外線”，又稱紅外輻射。其中波長(zhǎng)為0.78~2.0微米的部分稱為近紅外，波長(zhǎng)為2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線。

　　紅外線（或熱輻射）是自然界中存在最為廣泛的輻射，它還具有兩個(gè)重要的特性：

　?。?）物體的熱輻射能量的大小，直接和物體表面的溫度相關(guān)。熱輻射的這個(gè)特點(diǎn)使人們可以利用它來對(duì)物體進(jìn)行無需接觸的溫度測(cè)量和熱狀態(tài)分析，從而為工業(yè)生產(chǎn)，能源，環(huán)境保護(hù)等方面提供了一個(gè)重要的檢測(cè)手段和診斷工具。
　　（2）大氣、煙云等吸收可見光和近紅外線，但是對(duì)3~5微米和8~14微米的熱紅外線卻是透明的。因此，這兩個(gè)波段被稱為熱紅外線的“大氣窗口”。利用這兩個(gè)窗口，使人們?cè)谕耆珶o光的夜晚，或是在煙云密布的戰(zhàn)場(chǎng)，清晰地觀察到前方的情況。由于這個(gè)特點(diǎn)，熱紅外成像技術(shù)在軍事上提供了先進(jìn)的夜視裝備，并為飛機(jī)、艦艇和坦克裝上了全天候前視系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了非常重要的作用。

　　通俗的說，紅外熱成像是將不可見的紅外輻射變?yōu)榭梢姷臒嵯駡D，并且能反映出目標(biāo)表面的溫度分布狀態(tài)。不同物體甚至同一物體不同部位輻射能力和它們對(duì)紅外線的反射強(qiáng)弱不同。利用物體與背景環(huán)境的輻射差異以及景物本身各部分輻射的差異，紅外熱像圖能夠呈現(xiàn)景物各部分的輻射起伏，從而顯示出景物的特征。

熱成像技術(shù)原理

　　任何物體只要其溫度高于絕對(duì)溫度零度（-273.15度），雖然不發(fā)光，但都能輻射紅外線（又稱熱輻射線）。通過紅外熱探測(cè)器吸收物體輻射的紅外線，會(huì)根據(jù)其溫度變化產(chǎn)生電效果應(yīng)，再把電信號(hào)經(jīng)過放大處理，就能得到與物體表面熱分布相對(duì)應(yīng)的熱像圖，即為“熱成像”。

【熱成像原理示意圖】

熱成像分類

　　* 按照工作溫度可分為制冷型/非制冷性

　　制冷式熱成像儀，其探測(cè)器中集成了一個(gè)低溫制冷器，這種裝置可以給探測(cè)器降溫度，這樣是為了使熱噪聲的信號(hào)低于成像信號(hào)，成像質(zhì)量更好。
　　非制冷式熱成像儀，其探測(cè)器不需要低溫制冷，采用的探測(cè)器通常是以微測(cè)輻射熱計(jì)為基礎(chǔ)，主要有多晶硅和氧化釩兩種探測(cè)器。

制冷型熱成像儀（左）和非制冷型熱成像儀（右）成像效果

　　* 按照功能可分為測(cè)溫型/非測(cè)溫型

　　測(cè)溫型紅外熱像儀，可以直接從熱圖像上讀出物體表面任意點(diǎn)的溫度數(shù)值，這種系統(tǒng)可以作為無損檢測(cè)儀器，但是有效距離比較短。
　　非測(cè)溫型紅外熱像儀，只能觀察到物體表面熱輻射的差異，這種系統(tǒng)可以作為觀測(cè)工具，有效距離比較長(zhǎng)。

帶溫度信息的熱圖像不帶溫度信息的熱圖像

　　接下來講能看穿本質(zhì)，明察秋毫的紅外熱像儀，讓一切問題“一目了然”的應(yīng)用。

適用于任何光照環(huán)境

　　熱成像攝像機(jī) 無需任何光照，依靠物體自身輻射的紅外熱能即可清晰成像，適用于任何光照環(huán)境，不受強(qiáng)光影響，無論白天黑夜均可清晰探測(cè)和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，識(shí)別偽裝及隱蔽目標(biāo)?？?真正實(shí)現(xiàn)白天/黑夜24小時(shí)監(jiān)控。

真正的云霧穿透能力

　　大氣、云霧煙塵等會(huì)吸收可見光和近紅外線，但對(duì)3-5微米（中波紅外）和8-14微米（長(zhǎng)波紅外）的熱紅外線卻是透明的。傳統(tǒng)攝像機(jī)很難在云霧密布的環(huán)境下拍攝到清晰的圖像，而熱成像攝像機(jī)卻能有效穿透大氣、云霧等環(huán)境拍攝出清晰圖像。

【煙霧穿透實(shí)拍】

目標(biāo)熱能分布溫度監(jiān)測(cè)

　　熱成像攝像機(jī)能夠?qū)⑷搜鄄荒苤苯涌吹降哪繕?biāo)表面溫度分布情況，變成人眼可看到的代表目標(biāo)表面溫度分布的圖像，通過對(duì)溫度場(chǎng)的監(jiān)控可即時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常，預(yù)防由于溫度異常引發(fā)的隱患，如火災(zāi)、故障排查。

獨(dú)特的測(cè)溫診斷能力

　　熱成像攝像機(jī)通過對(duì)非接觸探測(cè)到的紅外熱能加以量化，能準(zhǔn)確測(cè)量被攝物體表面溫度，通過對(duì)其分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境或物體異常溫度診斷。可追蹤場(chǎng)景或區(qū)域高溫目標(biāo)，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)可發(fā)出警報(bào)。

【測(cè)溫預(yù)警】