红外热像仪.
红外热像仪的原理和应用
红外热像仪的原理和应用1. 红外热像仪的原理红外热像仪是一种能够将对象的红外辐射转化为可视化图像的设备。
它利用红外辐射能够通过物体的特性，通过红外探测器将这些辐射转化为电信号，再通过电子元件将电信号转化为可视化图像。
红外热像仪的原理主要包括以下几个方面：1.1 热辐射：物体在温度高于绝对零度时，会发出热辐射。
热辐射的强度和频率分布与物体的温度有关。
1.2 探测器：红外热像仪的探测器通常采用半导体材料，如铟锗（InSb）、铟镉锌（InGaAs）等。
这些材料具有对红外波长辐射的敏感性。
1.3 光学系统：红外热像仪的光学系统主要包括透镜、滤光片和光学轴等。
透镜用于聚集红外辐射，滤光片则可以屏蔽非红外波段的辐射，并通过光学轴将红外辐射传输到探测器上。
1.4 信号处理：红外热像仪的信号处理主要包括信号放大、滤波、数字化和图像处理等。
通过这些信号处理，可以将红外辐射转化为可视化的图像。
2. 红外热像仪的应用红外热像仪的应用广泛，涵盖了许多领域。
以下是红外热像仪常见的应用场景：2.1 工业检测红外热像仪在工业领域中被广泛应用于机械设备的故障检测和预防维护。
通过检测机器设备表面的温度分布，可以快速识别出异常热点，从而及时预警并采取相应的维修措施，避免机器设备的停机造成的损失。
2.2 建筑热损失检测红外热像仪可以检测建筑物的热损失情况，帮助用户识别出建筑物中的热能漏失，从而进行相应的绝热处理，提高建筑物的能源效率。
2.3 消防安全红外热像仪可用于火灾的早期探测，能够快速发现火源和烟雾，并生成可视化的热像图，帮助消防人员定位和扑灭火源，提高灭火效率和安全性。
2.4 医学诊断红外热像仪在医学领域中被用于进行体温测量、血液灌注的观察等。
通过观察人体或动物的红外辐射，可以快速检测出体温的异常变化以及血液供应的情况，提供诊断参考。
2.5 安全监控红外热像仪在安全监控领域中常用于夜视和隐蔽监控等。
它可以将物体的红外辐射转化为可视化图像，提供夜间监控的能力，并通过隐蔽的方式进行监控，更好地保护安全。
红外热像仪的工作原理
红外热像仪的工作原理
红外热像仪是一种探测目标物体的红外辐射能量分布情况的仪器，它可以将被测目标的红外辐射能量分布图形转变成图像显示在红外成像屏幕上，并可以对被测目标进行温度测量。
红外热像仪是一种高科技、高智能的多功能仪器，具有非接触、分辨率高、功耗低、抗干扰能力强等特点，在机械设备检修过程中能够快速准确地发现机械设备存在的故障，及时避免了机械设备发生重大事故。
下面我们就来了解一下红外热像仪的工作原理吧！
红外线是一种可见光，它不像可见光那样在可见光谱范围内具有光波的一切特性，而是具有不可见光所没有的波谱特性。
在红外线波段，物体发出的红外线能量相当于可见光能量的10倍
以上，甚至比可见光还要强得多。
这是因为物体的原子和分子等内部有大量的电子在高速旋转着，这些电子在旋转过程中会辐射出大量的红外线，这些红外线被人眼接收后，人就能看到物体发出的红外线了。
同时，人也能感觉到这种红外线带来的温度差异。
红外热像仪就是利用红外探测器把这种差异转化成图像显示出来。
—— 1 —1 —。
红外热像仪主要技术参数
红外热像仪主要技术参数1.分辨率：红外热像仪的分辨率是指它可以检测到并显示的最小温度差异。
一般来说，分辨率越高，红外热像仪就能提供更准确和清晰的图像。
分辨率通常以温度差异的最小测量单位表示，比如0.1°C。
2.温度测量范围：红外热像仪的温度测量范围表示它可以测量的最低和最高温度。
一些低端的红外热像仪的温度测量范围可能只有几十摄氏度，而高端的红外热像仪则可以测量到上千摄氏度的温度范围。
3.帧率：帧率是指红外热像仪在一秒钟内可以拍摄和显示的图像帧数。
高帧率可以提供更流畅和清晰的图像，而低帧率可能会导致图像模糊。
4.聚焦方式：红外热像仪的聚焦方式决定了它可以检测到的目标距离范围。
一些红外热像仪具有手动聚焦的功能，用户可以通过调整焦距来获取清晰的图像，而其他红外热像仪具有自动聚焦功能，可以更方便地获得清晰的图像。
5.可视光照相机：一些高端的红外热像仪配备了可视光照相机，可以在红外热像仪图像上叠加显示可视光图像，以提供更直观和全面的信息。
6.图像和视频保存功能：一些红外热像仪具有内置存储功能，可以将图像和视频保存到内部存储器或外部存储卡中。
这使得用户可以随后进行分析和报告编制。
7.接口和通信：红外热像仪通常还配备有各种接口，比如USB、HDMI或无线通信接口，以便用户可以快速传输图像和数据，并与其他设备进行连接。
8.电池寿命：红外热像仪通常使用可充电电池供电，其电池寿命决定了使用时间的长短。
一些高端的红外热像仪具有长时间的电池寿命，可以持续使用数小时。
总结起来，红外热像仪的主要技术参数包括分辨率、温度测量范围、帧率、聚焦方式、可视光照相机、图像和视频保存功能、接口和通信、电池寿命等。
这些参数决定了红外热像仪的性能和适用范围，用户可以根据自己的需求选择适合的红外热像仪。
红外热像仪工作原理
红外热像仪工作原理
红外热像仪（Infrared thermal imager）是一种可以将物体的红
外辐射能量转化为可见图像的设备。
它通过感知物体发出和传输的红外线辐射，然后将红外辐射转化为热图，进而生成可见的热像。
红外热像仪的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 接收红外辐射：红外热像仪通过一个红外探测器接收来自物体的红外辐射波段，一般范围在3~14μm之间。
2. 辐射传输：物体发出的红外辐射会经过传输介质（例如空气）传输到红外热像仪的镜头。
3. 透镜聚焦：红外热像仪的镜头会聚焦红外辐射在红外探测器上。
透镜的设计可以使得光束汇聚于探测器上的一个点，以提高检测的精度。
4. 信号转换：红外探测器将接收到的红外辐射转换为电信号。
红外辐射的能量会导致探测器中的导电材料发生温度变化，产生电阻变化，进而转化为电信号。
5. 信号处理：红外热像仪将接收到的电信号进行放大、滤波和数字化处理，以提高信号的质量和可视化效果。
6. 热图生成：通过对接收到的信号进行处理和分析，红外热像仪能够将红外辐射转化为可见的热图。
热图上的不同颜色代表着不同温度的物体，可以直观地显示出物体的热分布情况。
总的来说，红外热像仪工作的基本原理就是利用红外辐射和温度之间的关系，通过专用的探测器接收和转换红外辐射，并将其转化为可见的热图，从而实现对物体的热分布和温度变化的检测和观测。
这种技术在军事、医疗、安防、建筑和工业等领域有着广泛的应用。
红外热像仪的组成及原理
红外热像仪的组成及原理红外热像仪（Infrared Thermal Imagers），是一种能够侦测和显示红外辐射热图像的设备。
它采用红外探测器，通过检测目标物体所发出的红外辐射，将其转化成电信号，并经过处理后在屏幕上显示出热图像。
红外热像仪的组成主要包括光学系统、红外探测器、信号处理系统和显示系统等。
1. 光学系统红外热像仪的光学系统主要包括透镜、孔径、滤波器等组件。
透镜用于收集目标物体发出的红外辐射，并将其聚焦在红外探测器上；孔径用于控制光线的进入角度和量，以提高红外辐射的清晰度和准确性；滤波器则用于屏蔽掉可见光和大部分的可见光带来的干扰，使只有红外辐射能够通过。
2. 红外探测器红外探测器是红外热像仪的核心部件，主要用于将目标物体发出的红外辐射转化为电信号。
根据不同的工作原理，红外探测器可分为热电偶型（Thermoelectric detector）、热电效应型（Pyroelectric detectors）、半导体型（Semiconductor detectors）和焦平面型（Focal plane array detector）等。
热电偶型红外探测器是最早应用于红外热像仪的一种探测器，它通过将红外辐射能量转化为温度变化，并进一步转化成电压信号。
热电偶型探测器具有较高的灵敏度和稳定性，但响应速度较慢，适用于静态热像图像的获取。
热电效应型红外探测器则基于热电功效，它通过检测目标物体在光照辐射下产生的温度变化，将红外辐射转化为电荷信号。
热电效应型探测器具有较快的响应速度和较低的噪声水平，适用于动态或高速热像图像的获取。
半导体型红外探测器是一种基于半导体材料特性的探测器，如铜锗（CuGe）和硬脂酸铟（InSb）等。
它利用材料的半导体能带结构和载流子浓度的变化来接收红外辐射，并将其转化成电信号。
半导体型探测器具有高灵敏度、快速响应以及较宽的波段范围。
焦平面型红外探测器（Focal Plane Array Detector）是当前红外热像仪中最常见的探测器。
红外测温仪和红外热像仪的区别
红外测温仪和红外热像仪的区别红外测温仪和红外热像仪是应用广泛的红外设备。
它们都利用了物体发射的红外辐射来实现测温或成像。
然而，这两种设备有着不同的工作原理、应用场景和性能特点。
在本文中，我们将分析红外测温仪和红外热像仪的区别。
工作原理红外测温仪是一种利用物体表面红外辐射温度与热辐射能量谱的关系，实现非接触式温度测量的电子设备。
测量原理是检测被测物体表面的红外辐射能量，利用热辐射定律和斯特蒙-玻尔兹曼定律等计算公式将红外辐射转化为温度值。
红外热像仪是利用红外辐射进行成像的无损检测系统。
该设备具有将红外辐射能转换成可见图像的功能，能够直观地显示热能分布图像。
热像仪的基本原理是将感光材料或光电转换元件的灰度与热辐射量对应起来，通过热辐射转换系统将红外光的热能模式转换成可见光的灰度模式，然后将图像显示在屏幕上。
综上所述，红外测温仪和红外热像仪的工作原理有差异：前者是通过测量物体表面红外辐射能量计算温度值，后者是通过转化红外辐射能量成可见图像进行成像。
应用场景红外测温仪的主要应用场景是工业生产环境中的温度测量，例如检测机床、电机、轴承、钢材等设备表面的温度。
红外测温仪通常可以设置温度阈值告警，并且适用于多种环境，如强光照射、粉尘污染、潮湿环境等。
红外热像仪的主要应用场景是需要进行无损检测的领域，例如建筑工程、交通监控、环境保护等。
热像仪可以检测探测管道内部的冻结、漏水、管道污染、检测高温物体等，还可用于红外太阳能探测、火灾预警、温度走势分析等。
总的来说，红外测温仪更适用于直接测量物体的表面温度，而红外热像仪适用于检测非接触时物体的温度分布。
不同产品的设计初衷是不同的，它们在特定的应用场景中有着不可替代的作用。
性能特点红外测温仪和红外热像仪在性能特点方面也存在差异。
红外测温仪通常具有较高的测量精度和稳定性，精度可达0.1度左右，同时其对测量环境的要求比较低，适用于各类温度测试。
其检测范围通常在-50℃～1500℃之间，能够满足大多数工业应用的需求。
红外热像仪的用途
红外热像仪的用途红外热像仪是一种用来测量物体表面温度分布的工具，它通过检测物体辐射出的红外线来确定物体表面的温度。
利用红外热像仪可以实时、无损、非接触地获取物体表面的热分布图像，这些图像可以帮助生产和检测领域的相关专业人员准确地分析问题所在。
工业检测在工业检测中，红外热像仪广泛应用于机械、电气、建筑和制造等领域。
在机械行业中，红外热像仪可以用来检测机器设备中的故障和磨损情况，比如轴承、电机、齿轮和管路等情况。
在电气行业中，红外热像仪可以用来检测电气设备中的故障和热失控情况，比如电缆、开关、变压器、电容器和保险丝等情况。
在建筑行业中，红外热像仪可以用来检测建筑物中的能量损失和漏洞，比如检测墙壁、屋顶和门窗等情况。
在制造业中，红外热像仪还可以用来检测成品、中间产品和原材料中的问题，比如检测塑料制品、胶粘剂等情况。
医疗保健在医疗保健领域中，红外热像仪可以用来检测人体表面的温度，帮助医生或护士诊断和判断身体状况。
比如在体温检测中，红外热像仪可以用来检测身体表面的温度，比传统的体温计更加方便快捷。
在皮肤科学中，红外热像仪可以用来检测皮肤疾病和损伤情况。
在整形美容中，红外热像仪可以用来检测脸部、胸部、手臂和腹部的脂肪分布情况，帮助医生指导手术的方向和手术后的恢复治疗。
安全监测在安全监测领域中，红外热像仪可以用来监测环境的变化和事件的发生。
比如在消防监测中，红外热像仪可以用来检测火灾现场的火源和火势发展情况。
在安防监测中，红外热像仪可以用来监测室外环境、机场和车站等重大活动的安全情况。
在军事监测中，红外热像仪可以用来监测目标的热信号，帮助军事部门判断敌情和发动攻击。
总结以上就是红外热像仪的主要应用领域。
红外热像仪在检测、医疗、安全监测等领域有着广泛的应用，它的广泛应用对于加强相关领域的安全性和科技创新起到了重要的推动作用。
在未来的发展中，红外热像仪将继续在各个领域拓展应用，为人类创造更加安全和便利的生活环境。
红外线热像仪原理
红外线热像仪原理
红外线热像仪是利用物体发射和吸收红外辐射的原理来实现热像的装置。
其工作原理基于以下几个关键步骤：
1. 接收红外辐射：红外线热像仪中的红外探测器可以接收到物体发射的红外辐射。
红外辐射是物体在温度高于0K时发射的
热能，其波长范围一般为0.8至1000微米。
2. 敏感元件：红外探测器中的敏感元件是关键部分，它可以将接收到的红外辐射转化为电信号。
敏感元件的种类包括热释电型、热电偶型和半导体类型等。
3. 信号处理：红外探测器输出的电信号需要经过信号处理来增强和优化。
主要包括放大、滤波、模数转换等过程，以提高信号质量和准确度。
4. 图像重建：通过将探测器接收到的红外辐射信号转化为图像，可以显示目标物体的热分布情况。
图像重建的算法以及颜色表达方式对于显示红外热像质量至关重要。
5. 图像显示：将图像显示到屏幕上，观察者可以通过红外热像仪直观地了解目标物体的温度分布。
一般来说，热图中较亮的区域表示温度较高，较暗的区域表示温度较低。
总而言之，红外线热像仪通过接收物体发射的红外辐射，并将其转化为可见的热图来实现对物体热分布的观测。
利用红外辐
射与物体温度的关系，热像仪能够用于各种领域，包括夜视、医疗、安全监控等。
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式中 S0 ----接收到的总辐射能量 Sa----环境物体反射辐射能量
St ----被测物体辐射能量 Satm----大气的辐射能量
环境辐射
反射辐射 目标辐射 大气辐射
INFRARED VIDICON : 基本原理 ...
红外热像处理系统总体结构图 ：
摄像头
集成块
可视性能参数 所耗功率> 总功率的2.7% 所耗功率> 总功率的1.4%
非耗能器件，不可视 电流>工作电流的74.5% 可视 集电极电流>正向电流的
0.554% 可视
INFRARED VIDICON : 实验方法 ...
软件界面：
IR IMAGE File Display Measure Scan Process Options Name=
物理量 频率 力 压强 热量、功、能 功率、辐射通量 电量 电压 电容 电阻 电导 磁通量 磁感应强度 电感 光通量 光照度 活度 吸收剂量
符号 Hz N Pa J W C V F Ω S Wb T H lm lx Bq Gy
名称 赫[兹] 牛[顿] 帕[斯卡] 焦[耳] 瓦[特] 库[仑 ] 伏[特 ] 法[拉 ] 欧[姆 ] 西[门子] 韦[伯] 特[斯拉]
INFRARED VIDICON : 疑难解答 ...
1热图像很模糊的原因有哪些情况？如何解决？ 答：调焦、液氮没了。 2热源的温度超出软件包中在屏幕上当前显示的温度范围怎么办？ 答：按“+”或“-”按钮找寻。 3热像仪还有哪些用处？ 答：医学、军事、航天等。
INFRARED VIDICON : 注意事项 ...
Read image file Save image Delete image file Copy image file
35.60 29.20 22.80
16.40 10.00
F1=Help F2=Color table F3=Read image F4=Save image F5=Temperature F7=Negative image F9=Scanning F10=Menu Esc=Exit
INFRARED VIDICON : 简介 ...
INFRARED VIDICON : 实验概要 ...
布 图 。
描 绘 电
路
板
的
热
分
的 热 分 布
观 察 和
特分
性析
。电
路
板
理 热 源 的
学 会 使
软用
件热
包颜
。色
处
结 构 原 理
熟 悉 热
。像
仪
的
基
本
INFRARED VIDICON : 基本原理 ...
波谱分布图：
α 射线 X射线 紫外线 可见光 红外线 微波
10-5
0.2
0.4
0.75
红外线在波谱中的位置
1.00 波长（μ m）
INFRARED VIDICON : 基本原理 ...
红外辐射：
热辐射又称红外辐射，这是因为其辐射波长的位置与可见的红光相临并在其 外。红外辐射为英国科学家赫胥尔于1800年所发现。 物体的红外辐射波长与其自身温度有关，服从维恩定律：
亨[利 ] 流[明] 勒[克斯] 贝克[勒尔] 戈[瑞 ]
表示式 s-1
m.kg.s-2 N/m N.m J/s s.A W/A C/V V/A A/V V.s
Wb/m2 Wb/A cd.sr lm/m2
s-1 J/kg
INFRARED VIDICON :单位换算…
1erg=10-7J 1dyn=10-5N 1P=0.1Pa.s 1st=1cm2/s 1Gs=10-4T 1Oe=1000/4π A/m 1Mx=10-8Wb 1sh=1cd/cm2 1Ph=104lx 1Torr=133.322Pa 1kgf=9.80665N 1cal=4.1868J 1Υ =10-9T
INFRARED VIDICON :国际基本单位…
物理量 长度 质量 时间 电流强度 热力学温度 物质的量 发光强度
符号 m kg s A K mol cd
名称 米 千克（公斤） 秒 安[培 ] 开[尔文] 摩[尔] 坎[德拉]
INFRARED VIDICON :基本物理常量…
物理量
符号
光速CΒιβλιοθήκη 里德伯常数INFRARED VIDICON : 内容与步骤...
被测电路板器件分布图：
8332 8932
2732A 74LS240
74LS138 74LS138
74LS07
74LS07
8031 8918
8279
74LS14 74LS74 74LS373 74LS04 74LS08
散热器
电容 器 硅堆
INFRARED VIDICON : 实验动画...
mT C
式中：λ m-----物体红外辐射的峰值波长（um） T ------物体的绝对温度（K） C ------常数2898。
从式中可看出，物体绝对温度越高，其辐射波长越短；反之亦然。
INFRARED VIDICON : 基本原理 ...
辐射通量：
红外热像仪主要用途之一就是测量物体温度，实际上红外热像仪测量的是 辐射通量辐射亮度。探测器所测量的辐射通量通常由三部分组成，见下图 。
⑺输出插孔：此插孔输出四个信号与微机相连。
（8）可调支架
其中与微机的A/D模块相连的四个插孔接线分别为：
①行同步信号 ②场同步信号
③接地
④输出信号端
INFRARED VIDICON : 仪器剖析...
热场分布实验仪：
INFRARED VIDICON : 仪器剖析...
附件：
INFRARED VIDICON : 内容与步骤...
红外热像仪应用介绍 ...
光学部分 浙大物理实验教学中心编制
INFRARED VIDICON: 简介 ...
红外热像仪是一种利用红外线辐射而拍摄的摄像仪，热 成像显示系统是一种处理热信息的微机处理系统。红外 热像技术与X射线，B超，CT，磁共振和核显像原理不 同，它不主动发射任何射线，而只接受物体辐射出的“ 热”线——红外线，从而形成物体的“热”影象，是物 体的三维“热”（温度）分布图象。热像处理技术在军 事上运用很广，而且即有相当重要的地位，如，夜间跟 踪目标，武器瞄准器等。但在民用上的运用是这几年的 事，比如，医学上通过热拍摄来分析人体各部分的热分 布，从而找出病变的部分；电学中对电路板上各元器件 的热分布的合理性的研究，从而改善各元器件的分布结 构等等。
实验内容：
1． 调试热像仪，观察热颜色 开机前先加入四勺液氮，过三分钟再开机。再连线和调整支架。
然后开启计算机，进入软件界面，熟悉软件的各项功能。并对人体（ 如手，头等）进行试探性拍摄。拍摄过程中需调整热像仪的方向，以 保证拍到清晰的热像。
2． 测定电路板热分布特性
热像法检测电路板的可行性是因为不同的元器件既有不同的可视温度 ，一般电路板上用的最普遍的元器件有电阻，电容，电感，二极管， 三极管，集成块等。它们的温度参数与可视性能表在前面自己看。正 因为各元器件既有自己独特的温度参数，所以我们通过温度这个特性 可以区别不同的元器件，也可通过温度参数的变化检测该器件是否在 正常工作。
再见
1．液氮低温，绝对不能接触人体。 2．软件在DOS下操作，不能在WIN下运行。 3．调焦旋钮不要用力往两极端方向拉。 4．禁止计算机用作除本实验以外的任何使用 。 5．三脚架一定要固定牢靠，以免热像仪倒地 。 6.请讲卫生，整理好桌面。
INFRARED VIDICON : 参考资料 ...
1.大学物理实验教程浙江大学出版社。 2.大学物理实验武汉大学出版社。 3.大学物理导论清华大学出版社。 4.普通物理实验高等教育出版社。 5.改变世界的物理学复旦大学出版社。 6.固体物理学中南大学出版社。 7.工程光学机械工业出版社。 8.英汉物理学词汇北京大学出版社。 9.物理实验手册机械工业出版社。 10.普通物理实验高等教育出版社。 11.大学物理通用教程北京大学出版社。 12.现代光学基础北京大学出版社。 13.电子仪器与测量技术中国科技大学出版社。 14.大学物理浙江大学出版社。
9.1093897 ☓10-31
kg
7.29735308 ☓10-3
3.7417749 ☓10-16
W.m2
0.01438769
m.K
6.0221367 ☓1023
mol-1
2.897756 ☓10-3
m.K
12.566370614 ☓10-7 NA-2
1.602176462 ☓10-19 J
INFRARED VIDICON :国际导出单位…
INFRARED VIDICON : 仪器剖析...
热像仪：
红外摄像头由以下七部分组成：
⑴窗口：接受目标发出的红外辐射信号的入口。
⑵注液氮口：液氮从上面的圆孔经漏斗进入。
⑶聚焦旋钮：旋转此旋钮来聚焦，以得到清晰的图象。
⑷电源开关：电源接通时指示灯亮。
⑸电源插孔：接12V的直流电源。
⑹帧电机开关：调试时使用。
R∞
电子电荷
e
普朗克常量
h
电子静止质量 m
精细结构常量 α
第一辐射常量 c1 第二辐射常量 c2 阿伏加德罗常数 NA 维恩位移常量 b
真空磁导率
μ0
电子伏
eV
数值
单位
299792458
m/s
10973731.568549
m-1
1.60217733☓10-19
C
6.6260755 ☓10-34 j.s
电缆线
接口软件