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热像仪的工作原理是怎样的 热像仪工作原理

时间:2020-05-15    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

    热像仪科技在军民两方面都有应用,最开始起源于军用,逐渐转为民用。在民用中一般叫热像仪,主要用于研发或工业检测与设备维护中,在防火、夜视以及安防中也有广泛应用。

    热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接收被测目标的红外辐射能量,并将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。

    通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

    热像仪的工作原理

    红外热像仪是一门使用光电设备来检测和测量辐射并在辐射与表面温度之间建立相互联系的科学。

    辐射是指辐射能(电磁波)在没有直接传导媒体的情况下移动时发生的热量移动。现代红外热像仪的工作原理是使用光电设备来检测和测量辐射,并在辐射与表面温度之间建立相互联系。

    所有高于绝对零度(-273℃)的物体都会发出红外辐射。

    红外热像仪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。

    通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。通过查看热图像,可以观察到被测目标的整体温度分布状况,研究目标的发热情况,从而进行下一步工作的判断。

    人类一直都能够检测到红外辐射。人体皮肤内的神经末梢能够对低达±0.009°C (0.005°F)  的温差作出反应。虽然人体神经末梢极其敏感,但其构造不适用于无损热分析。

    例如,尽管人类可以凭借动物的热感知能力在黑暗中发现温血猎物,但仍可能需要使用更佳的热检测工具。

    由于人类在检测热能方面存在物理结构的限制,因此开发了对热能非常敏感的机械和电子设备。这些设备是在众多应用中检查热能的标准工具。

红外热像仪的那些参数介绍

    红外热像仪是热像仪的一个分支,较早应用在军事中,用来观测战争情况,了解敌军情报信息,能够很好地帮助指挥官做出正确的决策,为一些战争做出了不可磨灭的贡献。

    但作为一种特别的仪器,它具有自己独特的使用参数,正是这些参数才使得红外热像仪与众不同、具有了如此多的作用与功能。

    红外热像仪的基本参数主要有以下几种:

    1.视场视场:是光学系统视场角的简称。

    它表示能够在光学系统像平面视场光阑内成像的空间范围。

    当目标位于以光轴为轴线,顶角为视场角的圆锥内的任一点(在一定距离内)时能被光学系统发现,即成像于光学系统像平面的视场光阑内。

    即使物体能在热像仪中成像的物空间的*大张角叫做视场,一般是ao×βo的矩形视场。

    2.光谱响应:红外探测器对各个波长的入射辐射的响应称为光谱响应。一般的光电探测器均为选择性探测器。

    3.空间分辨率:应用热像仪观测时,热像仪对目标空间形状的分辨能力。

    本行业中通常以mrad(毫弧度)的大小来表示。mrad的值越小,表明其分辨率越高。

    弧度值乘以半径约等于弦长,即目标的直径。如1.3mrad的分辨率意昧着可以在100m的距离上分辨出1.3×10-3×100=0.13m=13厘米的物体。

    4.热灵敏度:可以简单定义为仪器或使观察者能从背景中**地分辨出目标辐射的*小温度ΔT。民用热成像产品通常使用NETD来表述该性能指标。

    5.帧频:帧频是热像仪每秒种产生完整图像的画面数,单位为Hz。一般电视帧频为25Hz。

    根据热像仪的帧频可分为快扫描和慢扫描两大类。电力系统所用的设备一般采用快扫描热像仪,否则就会带来一些工作不便。

    6.探测识别和辨认距离探测、识别和辨认距离;这些是使用者很关心的性能指标。

    为每个使用者自身素质和仪器给出的图像质量的差异以及严格定义的困难(探测性能是一个多种因素的复杂函数)这里只给出大致形象的定义:

    探测距离是能将目标与背景及一些引起注意的目标清晰分别开来的*大临界;

    识别距离是将探测的目标能大致分出种类的距离,如果车辆还是舰船;辨认距离是在分别出种类的基础上的细分,如车辆是坦克还是汽车。

标签: 红外热像仪
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选购热像仪比较重要的四个因素

    选购热像仪比较重要的四个因素,小编给大家罗列了下面四个:    一、看探测器分辨率    在选购热像仪之前,你必须要知道的是,探测器分辨率的高低是选择热像仪的一个重要参数,它会直接影响最终的成像效果。如果分辨率越高,那么图像就越清晰,查看体验就越佳。以福禄克品牌为例,TiX1000热像仪探测器分辨率高达786432像素,还可以通过精密位移成像技术实现4倍像素提升,生成超高清图像。如果探测现场工况混乱,可见度低,这款热像仪产品是你的不二之选。而如果只是需要物美价廉的入门级热像仪,那么选择TiS系列就可以。    二、看对焦系统    福禄克热像仪拥有五种对焦方式    1、免调焦:无需调焦操作,方便快捷,适用于大量设备维护现场;    2、手动对焦:可近距离对焦,不受现场目标位置制约,适用于需要近距离拍摄或精密对焦的现场;    3、自动对焦:根据中心区域图像直接进行对焦,操作方便,适用于距离远导致激光点辨识度受影响的现场;    4、LaserSharp激光自动对焦:灵活性好,反应迅速,能够直观地指示目标位置,特别适用于需要进行多次、多方位的对焦操作;    5、MultiSharp对焦:在整个视场范围内均可精准的捕获目标温度,获得完美图像,实现不同景深的多个目标全部准确对焦。    三、看空间分辨率    空间分辨率也就是IFOV,是使用热像仪观测时,它对目标空间形状的分辨能力,    是热像仪处理空间细节的技术指标,通常以mRad为单位来表示。简单地说,IFOV数值越小,可测目标距离就越大。而单位距离相同时,IFOV数值越小,空间分辨率越高,则单个像素所能检测到的面积就会越小,测温越准确。如果IFOV数值过大,那么被测目标就会受到环境辐射的影响,测出来的温度就是被测目标及其周围温度的平均值,数值就不准确了。如果是用于电气接头检测,那IFOV值只要小于等于10mRad,福禄克入门级TiS系列可考虑入手。如果是用于大面积、小目标如大型工业设备的维护(石化企业的反应塔,蒸馏塔等),那么TiX系列是。    四、看测温范围    测温范围就是指被测目标温度的最低限与最高限的温度值范围。由于热像仪主要就是通过测量目标的温度来进行探测成像,而每种型号的热像仪都是特定的测温范围,所以购买的时候一定要选择在自己需要测量的温度内的红外热像仪。需要注意的是,并不是温度档跨度越大就是越好的,温度档跨度小的话,测出的温度数值相对会更精准。另外,使用普通热像仪测量500℃以上的物体时,需要配备相应的高温镜头。福禄克热像仪有多种型号,每种型号都有各自的测温范围,相信总有一款是你需要的。

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