什么是红外热像仪?

红外热像仪是一款集成有视觉显示的手持式电子设备,旨在检测热能。

安装在特殊镜头上的热传感器是热成像仪的关键组件,它可以与标准图像捕获技术配合使用。凭借这一功能,工程师可以快速识别温度过高的区域或热能浪费的源头,例如建筑物组件过热或潜在的隔热间隙。

可见光仅构成电磁波频谱的一小部分,也是我们实际上可见的唯一部分。当指向物体或区域时,红外热像仪上的传感器可以让用户查看原本不可见的红外光谱,即可见光和微波之间的波长。

尽管某些应用为了减少视觉”繁忙度”并改善对细微细节的捕捉而选用黑白显示,但其通常会被渲染为彩色图。

在彩色红外显示图上,较热的组件或区域将显示为红色、橙色和黄色,而较冷的部分通常将显示为紫色和蓝色(绿色通常表示大约处于室温)。由于红外热像仪旨在测量红外辐射,而非可见光,因此它们也可用于识别非常黑暗或其他遮蔽环境中的热源。

英国畅销的红外热像仪通常采用人性化的人机工程学设计,旨在提供广泛的热敏温度检测功能。它们可用于各行各业,是应急部门、医务人员、产品制造商、工程师、维护人员的好帮手,同时也是众多家庭爱好者和忠实粉丝的经济之选。

红外热像仪的发展历程

近几年由于热成像技术的大规模生产,促使手持式热成像仪(也称为热成像仪、热检测或红外热像仪)成为大多数民用或业余爱好者的理想之选。

但将热能用于红外光谱显示并不是一个新概念。实际上,基本的热成像原理由200多年前德裔英籍天文学家威廉·赫歇尔(William Herschel)确立的:

简言之,赫歇尔是最早发现红外线存在的人,早在1800年2月他便使用棱镜研究可见光谱

赫歇尔发现,他可以将温度计放在光谱的红光末端之外,并且检测到了未知的不可见光谱,而且它们比任何可见光的温度都要高

今天,我们将这一不可见光谱称为”红外”辐射,它位于电磁波频谱的可见光和微波频率之间

尽管红外热像仪还有待广泛开发,但赫歇尔的发现很快被用于早期热电偶模块的生产,并且这些模块可以在相当大的距离范围内检测身体散发出来的不可见热量。在随后的几年中,他的发现被许多其他物理学家、工程师和发明家进一步发展:

匈牙利博学家KálmánTihanyi(阴极射线电视技术的开拓者)对我们今天使用的热成像技术做出了重大贡献

1929年,Tihanyi制造出第一台”夜视”红外热像仪,用于英国防空防御

20世纪70年代,该技术迅速用于固态热成像阵列,并最终用于现代杂交单晶切片成像设备

与早期的机械版本不同,20世纪80年代和90年代开发的设备具有更加广泛的功能,更加人性化的设计,无需主动冷却即可工作

尽管如此,直到21世纪初,红外热像仪才真正成为大多数民用经济的可行之选,这显著降低了未冷却阵列的生产成本

这推动了红外热像仪在紧急响应、架构分析、医疗诊断、环境控制和自动驾驶系统等领域的广泛使用

如今,随着智能传感器、微电路和WiFi连接等尖端技术的成本骤降,使得热成像仪成为众多专业人士以及家庭用户的热门之选,广泛用于工程、维修、设计、创意等领域。

红外热像仪的工作原理

红外(IR)或红外热像仪的工作原理是检测并测量从物体发出的红外辐射,即热信号。

为此,必须首先为热成像仪配备一个可以使红外频率通过的镜头,该镜头可以将红外频率聚焦在特殊的传感器阵列上,从而检测并读取这些频率。

传感器阵列被构造为像素网格,每个像素网格都会对射入的红外波长产生反应,并将它们转换成电子信号。然后这些信号将被发送到热成像仪主体内的处理器,该处理器使用算法将其转换为不同温度值的彩色图。这张彩色图随后会被发送到显示屏上。

许多红外热像仪还包括与可见光谱配合使用的标准拍摄模式,类似于单击式数码相机。这样就可以轻松比较IR模式和正常模式下的相同镜头;一旦用户从镜头后面移开,这有助于快速识别特定的问题区域。

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