熱成像的原理是什么

　　現(xiàn)在我們來看看熱像儀是如何完成這一轉(zhuǎn)換的。光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)將紅外望遠(yuǎn)鏡所接收的景物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)器與圖像視頻系統(tǒng)一起將熱輻射信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)，通過顯示器人們就可以看到一幅幅神奇的畫面。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。

　　熱成像技術(shù)是根據(jù)所有物體都發(fā)熱這一事實(shí)來實(shí)現(xiàn)的。盡管許多物體從外表看不出什么，但在其上仍有冷熱之分。借助熱圖上的顏色我們可以看到溫度的分布，紅色、粉紅表示比較高的溫度，藍(lán)色和綠色表示了較低的溫度。

　　所有不處于零度的物體，均會(huì)發(fā)出不同波長(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)。輻射的頻譜分布或波長(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，稱為輻射系數(shù)。黑顏色或表面顏色較深的物體，輻射系數(shù)大，輻射較強(qiáng)；亮顏色或表面顏色較淺的物體，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，稱為可見光譜。而對(duì)于波長(zhǎng)在0.4um以下或0.7um以上的輻射，人眼則無能為力了。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。 現(xiàn)代的熱成像裝置工作在中紅外區(qū)域（波長(zhǎng)3~5um）或遠(yuǎn)紅外區(qū)域（波長(zhǎng)8~12um）。通過探測(cè)物體發(fā)出的紅外輻射，熱成像儀產(chǎn)生一個(gè)實(shí)時(shí)的圖像，從而提供一種景物的熱圖像。并將不可見的輻射圖像轉(zhuǎn)變?yōu)槿搜劭梢姷摹⑶逦膱D像。熱成像儀非常靈敏，能探測(cè)到小于0.1℃的溫差。

　　工作時(shí)，熱成像儀利用光學(xué)器件將場(chǎng)景中的物體發(fā)出的紅外能量聚焦在紅外探測(cè)器上，然后來自與每個(gè)探測(cè)器元件的紅外數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的視頻格式，可以在標(biāo)準(zhǔn)的視頻監(jiān)視器上顯示出來，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，所以可全天候使用；又因?yàn)樗?是被動(dòng)式的裝置，沒有光輻射或射頻能量，所以不會(huì)暴露使用者的位置。

　　紅外探測(cè)器分為兩類：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，直接產(chǎn)生電效應(yīng)；熱探測(cè)器在吸收紅外能量后，產(chǎn)生溫度變化，從而產(chǎn)生電效應(yīng)。溫度變化引起的電效應(yīng)與材料特性有關(guān)。 光子探測(cè)器非常靈敏，其靈敏度依賴于本身溫度。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。通常采用的冷卻劑為斯太林（Stirling）或液氮。

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

　　熱成像的組成

　　一、紅外鏡頭，普通的鏡頭只能夠接收可見光，對(duì)于輻射光線是無法感應(yīng)和接收的，而紅外鏡頭則可以接收并匯聚被測(cè)物體所發(fā)射的紅外輻射;

　　二、紅外探測(cè)器，這是熱像儀當(dāng)中非常重要的轉(zhuǎn)換組件，通過紅外鏡頭搜集的信息屬于輻射信號(hào)，而紅外探測(cè)器就可以將這些輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào);

　　三、電子組件和顯示組件，這兩個(gè)組件是將轉(zhuǎn)換后的電子信號(hào)進(jìn)行處理，并且將電子信號(hào)轉(zhuǎn)變成可見光的圖像，從而人眼可以觀察到事物具體的樣子;

　　四、處理軟件，這是計(jì)算機(jī)化的部分，它可以對(duì)圖像進(jìn)行分析處理，顯示出物體的溫度及各個(gè)部分的溫差大小。

　　熱成像的特點(diǎn)

　　1、普遍性

　　我們周圍的物體只有當(dāng)它們的溫度高達(dá)1000℃以上時(shí)，才能夠發(fā)出可見光。相比之下，我們周圍所有溫度在絕零度（-273℃）以上的物體，都會(huì)不停地發(fā)出熱紅外線。例如，我們可以計(jì)算出，一個(gè)正常的人所發(fā)出的熱紅外線能量，大約為100瓦。所以，熱紅外線（或稱熱輻射）是自然界中存在為廣泛的輻射。

　　2、穿透性

　　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，可以使人們?cè)?無光的夜晚，或是在煙云密布的戰(zhàn)場(chǎng)，清晰地觀察到前方的情況。

　　3、熱輻射性

　　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)行無接觸溫度測(cè)量和熱狀態(tài)分析，從而為工業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境等等方面提供了一個(gè)重要的檢測(cè)手段和診斷工具。

　　熱成像的優(yōu)點(diǎn)

　　1、作用距離遠(yuǎn)

　　一般的紅外燈產(chǎn)品只有不到100米的成像距離。熱像儀對(duì)物體輻射的紅外線進(jìn)行成像，不受環(huán)境光和照明光的限制，一般長(zhǎng)焦熱成像儀能觀測(cè)3千米以上的人員和6千米以上的車輛。

　　2、隱蔽性強(qiáng)

　　它*是被動(dòng)地接收信號(hào)，不主動(dòng)發(fā)射探測(cè)信號(hào)，這樣就不容易被反偵察手段所發(fā)現(xiàn)。

　　3、穿透能力強(qiáng)

　　紅外熱輻射比可見光具有更強(qiáng)的穿透霧、霾、雨、雪的能力，因而紅外熱成像系統(tǒng)在惡劣天氣條件下的成像效果幾乎不受影響。特別是作用于8-14um的長(zhǎng)波紅外熱像儀，具有更強(qiáng)的穿透霧能力。

　　4、全天候工作能力，抗強(qiáng)光干擾

　　紅外熱成像儀成像不借助照明光和環(huán)境光，而是靠目標(biāo)與背景的輻射產(chǎn)生景物圖像，因此紅外熱成像系統(tǒng)能24小時(shí)全天候工作，并且也不會(huì)像其他夜視設(shè)備那樣受可見光強(qiáng)光干擾。而低照度攝像機(jī)在沒有環(huán)境光的情況下不能成像。

　　5、能識(shí)別隱蔽目標(biāo)

　　普通的裝是以防可見光觀測(cè)為主。一般罪分子作案通常隱蔽在草叢及樹林中，由于野外環(huán)境的惡劣及人的視覺錯(cuò)覺，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。紅外熱成像能透過裝和草叢樹葉，探測(cè)出隱蔽的熱目標(biāo)，人體和車輛的溫度及紅外輻射一般都遠(yuǎn)大于草木的溫度及紅外輻射，因此不易裝，也不容易產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。

　　6、防火監(jiān)控

　　一般的火災(zāi)都是由不明顯的隱火引發(fā)的。用現(xiàn)有的普通方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。由于紅外熱成像儀是反映物體表面溫度而成像的設(shè)備，應(yīng)用紅外熱成像儀透過煙霧發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，做到早知道早預(yù)防，早撲滅。

　　7、功耗低壽命長(zhǎng)

　　激光照明或者紅外燈由于需要主動(dòng)照明，整機(jī)功耗比較大，有些特殊供電的場(chǎng)合，必須使用低功耗的紅外熱像儀系統(tǒng)。由于紅外燈等主動(dòng)系統(tǒng)的散熱問題不好解決，而普通紅外燈的壽命只有1000小時(shí)，激光照明的壽命大約為10000小時(shí)，但是非制冷紅外熱成像儀的壽命可達(dá)45000小時(shí)。

　　熱成像墻壁可以擋住嗎_熱成像儀真的可以穿透墻的看見人嗎

　　一般來說是不可以的。

　　熱成像與微光成像是兩種典型的夜視技術(shù)，主要用于當(dāng)可見光很弱或沒有可見光的黑暗環(huán)境下觀察周圍情況，紅外成像通過物體輻射或反射的肉眼不可見的紅外線成像在光敏元件上再通過電子技術(shù)顯示出來，由于任何物體都不可能是絕0度（攝氏-273度）所以所有物體都有紅外輻射特性，但是紅外線和可見光一樣，只是波長(zhǎng)大于可見光，光譜位于紅光之外，因此可見光不能穿越不透明的墻。

　　紅外線自然也不能穿越，能夠具有穿越特性的只有高能粒子（光譜位于遠(yuǎn)紫外位置），且波長(zhǎng)越短，穿透越強(qiáng)，如倫琴射線能穿越人體，阿爾法粒子能穿越一定厚度的鋼板，中子束甚至能穿越重金屬！由此可見你的擔(dān)心是多余的，紅外不會(huì)透視墻體，而且成像的畫面是紅外特性，越熱的地方成像越亮，和平時(shí)看見的景象*不同！