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医械科普

你知道红外热成像仪的工作原理吗?

作者:郑州乐康 日期:2021-01-24 人气:1617

你知道红外热成像仪的工作原理吗?乐康医疗器械小编和大家一起了解红外热成像仪的原理和作用。

红外热成像仪原理:

红外热成像仪是红外传感器的诸多应用中非常重要的一种应用,开始的时候红外热成像仪只是用于军用高科技,但现在已经越来越普遍地出现在工业和民用行业市场,得到了比较广泛的应用。

实际上红外线也是一种电磁波,具有与无线电波和可见光一样的本质,可以通过电子装置将物体表面的温度分布转化成为人眼可见的图像,然后以不同的颜色来显示物体表面温度分布,这种技术被称之为红外热成像技术,采用这种技术的电子装置也被称为红外热像仪。

红外热成像仪的工作原理

所有高于绝对零度(-273℃)的物体都会发出红外辐射。利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像,并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术,这种电子装置称为红外热成像仪。

红外热成像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上,在光学系统和红外探测器之间,有一个光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描,并聚焦在单元或分光探测器上,由探测器将红外辐射能转换成电信号,经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。

这种热像图与物体表面的热分布场相对应,但实际被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱,与可见光图像相比,缺少层次和立体感,因此,在实际过程中为更有效地判断被测目标的红外热分布场,常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能,如图像亮度、对比度的控制,实标校正,伪色彩描绘等高线和直方进行数学运算和处理等。

需要说明的是,同一目标的热图像和可见光图像是不同的,它不是人眼所能看到的可见光图像,而是目标表面温度分布图像,或者说,红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

红外热成像仪的构成:红外热像仪的构成包5大部分:

1、红外镜头:接收和汇聚被测物体发射的红外辐射;

2、红外探测器组件:将热辐射型号变成电信号;

3、电子组件:对电信号进行处理;

4、显示组件:将电信号转变成可见光图像;

5、软件:处理采集到的温度数据,转换成温度读数和图像。

红外热成像仪的分类:红外热像仪按照工作温度分为制冷型和非制冷性

制冷式热成像仪:其探测器中集成了一个低温制冷器,这种装置可以给探测器降温度,这样是为了使热噪声的信号低于成像信号,成像质量更好。

非制冷式热成像仪:其探测器不需要低温制冷,采用的探测器通常是以微测辐射热计为基础,主要有多晶硅和氧化钒两种探测器。

红外热像仪按照功能分为测温型和非测温型

测温型红外热像仪:测温型红外热像仪,可以直接从热图像上读出物体表面任意点的温度数值,这种系统可以作为无损检测仪器,但是有效距离比较短。

非测温型红外热像仪:非测温型红外热像仪只能观察到物体表面热辐射的差异,这种系统可以作为观测工具,有效距离比较长。

红外热像仪的工作原理及应用范围:

红外热像仪的应用范围广泛,一般可用于科学研究、电气设备、机电设备、建筑检测等等。红外热像仪的工作原理是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。


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