紅外熱像儀的基本工作原理【小尺寸紅外機(jī)芯】

紅外熱成像技術(shù)由光學(xué)鏡頭、內(nèi)部控制電路、信號(hào)傳輸電路、目鏡等模塊構(gòu)成，最為核心的是紅外探測(cè)器。從焦平面工作時(shí)溫度可分為制冷探測(cè)器和非制冷探測(cè)器兩大類。從封裝上有非晶硅、氧化釩、金屬封裝等幾大類。國(guó)產(chǎn)探測(cè)器目前量產(chǎn)使用的大多為氧化帆探測(cè)器，但部分高檔產(chǎn)品探測(cè)器還需從國(guó)外進(jìn)口，但隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)的發(fā)展，相信以后可以擺脫這種現(xiàn)象。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，非制冷探測(cè)器更適合量產(chǎn)與民用，制冷探測(cè)器則更精細(xì)，但成本也更昂貴。目前國(guó)內(nèi)的紅外儀器相比國(guó)外還有一定的差距，在硬件、電路、核心探測(cè)器技術(shù)上都有待提高。

圖為紅外熱成像技術(shù)

在自然界中，只要物質(zhì)溫度高于零度，在其內(nèi)就會(huì)存在能量轉(zhuǎn)換，并對(duì)外產(chǎn)生輻射。光學(xué)鏡片進(jìn)行第一道篩選，篩選完成進(jìn)行信息處理，使人眼可以直觀分辨溫度圖。人眼可分辨光的波長(zhǎng)是400~760nm，小于400nm及超過760nm的波長(zhǎng)人眼即不能分辨。紅外熱像儀工作原理是利用紅外線，不被人眼接收但是可以通過算法與光電轉(zhuǎn)換生成人眼可以查看的圖像。

  當(dāng)物體溫度高于零下273度時(shí)，會(huì)向外界輻射能量。物體本身能量越高，輻射出的能量就越多，對(duì)外界影響就越大。物體發(fā)熱時(shí)就會(huì)產(chǎn)生紅外輻射，其紅外輻射強(qiáng)度除了溫度外，還與發(fā)熱物體本身發(fā)射率、物體表面條件的性質(zhì)等因素有關(guān)。根據(jù)普朗克定律，利用物體本身的紅外輻射原理測(cè)量熱場(chǎng)。紅外技術(shù)核心的探測(cè)器將被測(cè)物的各個(gè)點(diǎn)溫度信息進(jìn)行收集整理，在儀器內(nèi)部進(jìn)行分析合并，得到熱分布圖。

一臺(tái)觀瞄儀器要到達(dá)用戶手上要經(jīng)過很多步驟。從最初的探測(cè)器選擇，軟件工程師設(shè)計(jì)電路，結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，外觀等。產(chǎn)出研發(fā)樣機(jī)后有工程進(jìn)行測(cè)試，并且產(chǎn)出工程樣機(jī)，后投入生產(chǎn)。裝配完成需要模擬用戶使用的條件，給探測(cè)器采集一個(gè)本地，在低溫、室溫、高溫各種條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并且進(jìn)行非均勻校正，將成像有異常的像元坐標(biāo)用算法更正，并且進(jìn)行一系列可靠性試驗(yàn)。并且一般電子元件以及紅外技術(shù)都存在不穩(wěn)定性，構(gòu)成裝置的原件數(shù)量較多，需要各方面的專業(yè)知識(shí)。雖然對(duì)于每個(gè)配件都做出了嚴(yán)格的質(zhì)量管控，但配件越多，產(chǎn)生誤差的概率就越大，所以紅外產(chǎn)品需做出較長(zhǎng)的品質(zhì)保證期與售后服務(wù)，以保證用戶的使用體驗(yàn)。

紅外熱像儀工作原理利用光學(xué)鏡頭篩選，將可識(shí)別波的輻射能量反饋到探測(cè)器上。紅外探測(cè)器進(jìn)過一系列處理將收集到的信息發(fā)送到機(jī)器內(nèi)部負(fù)責(zé)圖像處理的部分進(jìn)行二次處理。圖像處理部分把從探測(cè)器收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合與分析，處理完成后可以通過目鏡或標(biāo)準(zhǔn)視頻監(jiān)視器或液晶顯示屏看到成像。紅外熱像儀工作原理也是將收集到的輻射信息轉(zhuǎn)換成容易觀察識(shí)別的溫度圖，可以從圖像中得到各點(diǎn)溫度的值，這也是非典時(shí)期所用儀器的基本工作原理。實(shí)時(shí)監(jiān)控一大片區(qū)域，對(duì)于溫度正常的成像顯示正常，對(duì)溫度超標(biāo)的進(jìn)行特殊標(biāo)注，只需少量人力即可完成一個(gè)車站或港口的檢測(cè)。