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你知道熱成像儀的運(yùn)作原理嗎
- 2018-11-07-

  熱像儀是怎么完成轉(zhuǎn)換的呢?光機(jī)掃描組織將紅外望遠(yuǎn)鏡所接納的景象熱輻射圖分解成熱輻射信號(hào),并聚焦到紅外探測(cè)器上,探測(cè)器與圖畫(huà)視頻系統(tǒng)一起將熱輻射信號(hào)擴(kuò)大并轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào),經(jīng)過(guò)顯示器人們就能夠看到一幅幅奇特的畫(huà)面。熱像儀能夠在幾百分之一攝氏度內(nèi)識(shí)別出溫度的微小差異。

  熱成像技能是依據(jù)一切物體都發(fā)熱這一現(xiàn)實(shí)來(lái)完成的。雖然許多物體從外表看不出什么,但在其上仍有冷熱之分。借助熱圖上的色彩我們能夠看到溫度的散布,赤色、粉紅表明比較高的溫度,藍(lán)色和綠色表明了較低的溫度。

  一切不處于零度的物體,均會(huì)宣布不同波長(zhǎng)的電磁輻射,物體的溫度越高,分子或原子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,則紅外輻射越強(qiáng)。輻射的頻譜散布或波長(zhǎng)與物體的性質(zhì)和溫度有關(guān)。衡量物體輻射能力大小的量,稱(chēng)為輻射系數(shù)。黑色彩或外表色彩較深的物體,輻射系數(shù)大,輻射較強(qiáng);亮色彩或外表色彩較淺的物體,輻射系數(shù)小,輻射較弱。

  人眼僅能看到很狹窄的一段波長(zhǎng)的電磁輻射,稱(chēng)為可見(jiàn)光譜。而對(duì)于波長(zhǎng)在0.4um以下或0.7um以上的輻射,人眼則力不從心了。電磁波譜中紅外區(qū)域的波長(zhǎng)在0.7um~1mm之間,人眼看不到紅外輻射?,F(xiàn)代的熱成像裝置作業(yè)在中紅外區(qū)域(波長(zhǎng)3~5um)或遠(yuǎn)紅外區(qū)域(波長(zhǎng)8~12um)。經(jīng)過(guò)探測(cè)物體宣布的紅外輻射,熱成像儀發(fā)生一個(gè)實(shí)時(shí)的圖畫(huà),然后供給一種景象的熱圖畫(huà)。并將不可見(jiàn)的輻射圖畫(huà)轉(zhuǎn)變?yōu)槿搜劭梢?jiàn)的、清晰的圖畫(huà)。熱成像儀非常靈敏,能探測(cè)到小于0.1℃的溫差。

  作業(yè)時(shí),熱成像儀運(yùn)用光學(xué)器件將場(chǎng)景中的物體宣布的紅外能量聚焦在紅外探測(cè)器上,然后來(lái)自與每個(gè)探測(cè)器元件的紅外數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成規(guī)范的視頻格式,能夠在規(guī)范的視頻監(jiān)視器上顯示出來(lái),或記錄在錄像帶上。由于熱成像系統(tǒng)探測(cè)的是熱而不是光,所以可全天候運(yùn)用;又由于它完全是被動(dòng)式的裝置,沒(méi)有光輻射或射頻能量,所以不會(huì)露出運(yùn)用者的位置。

  紅外探測(cè)器分為兩類(lèi):光子探測(cè)器和熱探測(cè)器。光子探測(cè)器在吸收紅外能量后,直接發(fā)生電效應(yīng);熱探測(cè)器在吸收紅外能量后,發(fā)生溫度改變,然后發(fā)生電效應(yīng)。溫度改變引起的電效應(yīng)與材料特性有關(guān)。光子探測(cè)器非常靈敏,其靈敏度依賴(lài)于自身溫度。要保持高靈敏度,就必須將光子探測(cè)器冷卻至較低的溫度。一般選用的冷卻劑為斯太林(Stirling)或液氮。

  熱探測(cè)器一般沒(méi)有光子探測(cè)器那么高的靈敏度但在室溫下也有足夠好的功能,因此不需要低溫冷卻。


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