紅外線檢測紅外輻射檢測的原理

1、紅外線檢測（紅外輻射檢測）的原理2005.09.28 整理無損檢測技術(shù)方法中的紅外線檢測（紅外輻射檢測）的實(shí)質(zhì)是利用物體輻射紅外線的特點(diǎn) 進(jìn)行非接觸的紅外溫度記錄法。紅外線是一種電磁波，具有與無線電波及可見光一樣的本質(zhì)，波長在0.76100卩m之間，按波長的范圍可分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外四類，它在電磁波連續(xù)頻譜中的 位置是處于無線電波與可見光之間的區(qū)域。紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電 磁波輻射，它是基于任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運(yùn)動，并 不停地輻射岀熱紅外能量，分子和原子的運(yùn)動愈劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能 量愈小。根據(jù)斯捷藩-波爾茲曼（

2、Stefan-Boltzman ）定律：Rx = 2 <r 2T 42式中：Fl -物體光譜輻射通量密度（w2cm /卩m ； e x -物體光譜輻射本領(lǐng)；（T -斯捷藩-波爾 茲曼常數(shù)（5.67x10 -8w2m2/T4） ; T-物體絕對溫度（"K）可知任何物體只要具有一定的溫度，即能在其表面有能量輻射，具有一定溫度的物體對應(yīng) 某一波長有最大輻射通量密度，根據(jù)維恩（ wein ）位移定律有：X m2T=b,式中：X m-物體最大輻射通量密度對應(yīng)的波長（即峰值波長）;b-常數(shù)，數(shù)值為2.898x10 -3m2.在紅外檢測中利用的物體溫度通常為300400"：.（以凱

3、爾文K表示的熱力學(xué)溫度單位-1968年國際實(shí)用溫標(biāo)-IPTS-68 ），即波長范圍為 814卩m,此時的紅外輻射具有最大輻射通量密 度，由此決定了紅外檢測系統(tǒng)的敏感波段。一切溫度在絕對零度（- 273.15K° ）以上的物體，都會因自身的分子運(yùn)動而不停地向周圍 空間輻射岀紅外線，物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布與它的表面溫度有著十 分密切的關(guān)系。通過紅外線輻射的探測器將物體輻射的功率信號轉(zhuǎn)換成電信號后（對物體 自身輻射的紅外能量的測量），就能準(zhǔn)確地測定它的表面溫度，或者通過成像裝置的輸岀信 號就可以完全一一對應(yīng)地模擬掃描物體表面溫度的空間分布，經(jīng)電子系統(tǒng)處理，傳至顯示 屏上，

4、得到與物體表面熱分布相應(yīng)的熱像圖。運(yùn)用這一方法，便能實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離 熱狀態(tài)圖像成像和測溫并進(jìn)行分析判斷，亦即紅外輻射檢測的基本原理。普朗克黑體輻射定律：黑體是一種理想化的輻射體，它吸收所有波長的輻射能量，沒有能 量的反射和透過，其表面的發(fā)射率為1。雖然自然界中并不存在真正的黑體，但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律，在理論研究中必須選擇合適的模型，這就是普朗克提出的體腔 輻射的量子化振子模型，從而導(dǎo)出了普朗克黑體輻射的定律，即以波長表示的黑體光譜輻 射度，這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn)，故簡稱黑體輻射定律。自然界中存在的實(shí)際物體，幾乎都不是黑體。所有實(shí)際物體的輻射量除依賴于輻射波長及 物體的

5、溫度之外，還與構(gòu)成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件 等因素有關(guān)。因此，為使黑體輻射定律適用于所有實(shí)際物體，必須引入一個與材料性質(zhì)及 表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù)，即發(fā)射率。該系數(shù)表示實(shí)際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程 度，其值在零和小于1的數(shù)值之間。根據(jù)輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性。根據(jù)材料的熱擴(kuò)散率（發(fā)射率）：a=k/（ p 2c），式中：k-材料的導(dǎo)熱率；p -材料質(zhì)量體密度；c-材料的比熱可知熱擴(kuò)散率（發(fā)射率）與材料性質(zhì)有關(guān)。對于均勻無缺陷的材料， a 為常數(shù)。當(dāng)在均勻材 料中有缺陷存在時，缺陷相當(dāng)于具有另一熱擴(kuò)散率的材料，因而有缺陷部

6、分與無缺陷部分 的熱狀態(tài)不同，表現(xiàn)在材料表面有不同。熱傳導(dǎo)的差異在材料表面形成時間和空間上的溫 度梯度，即溫度擾動： T=T f-T，式中：3 -溫度擾動；Tf-有缺陷處的材料表面溫度；T-無缺陷處的材料表面溫度。AT不僅與材料的熱擴(kuò)散率有關(guān)，而且與缺陷的幾何尺寸和埋藏深度有關(guān)。當(dāng)材料表面的溫度差大于紅外熱象儀的最小可測溫度時，即可在熱象儀上觀察試件表面溫 度分布的熱圖像，分析判斷材料中是否存在缺陷，從而達(dá)到檢測目的。也就是說：影響發(fā) 射率的主要因素與材料種類、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等相關(guān)。如果通過在試件背面或正面加熱（人工或自然加熱） ，從而向被檢試件注入一定的熱量（主 動式），以便

7、進(jìn)行的紅外檢測屬于主動式紅外檢測。依靠物體自身熱輻射而對其溫度場被動 成象的紅外檢測屬于被動式紅外檢測。例如利用試件自身存在的熱源（被動式），當(dāng)試件內(nèi)部存在缺陷時，因?yàn)槿毕莸膶?dǎo)熱性與母體材料的導(dǎo)熱性有差異，可以測量這種差異從而檢 出缺陷。目前最常用的紅外檢測方式仍以被動式紅外檢測為多。被動式紅外檢測除了在工業(yè)上用于 設(shè)備、構(gòu)件等的熱點(diǎn)檢測外，在軍事上應(yīng)用如紅外夜視儀、紅外瞄準(zhǔn)鏡等，在醫(yī)學(xué)上可應(yīng) 用于檢查人體溫度異常區(qū)域，例如2003年的薩斯（SARS流行期間安置于機(jī)場、車站等人流密集的地方監(jiān)視人體額頭部位有無發(fā)熱就是一個典型的應(yīng)用實(shí)例。紅外檢測（紅外診斷技術(shù)）是一種在線監(jiān)測的檢測技術(shù)，它集光電

8、成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、 圖像處理技術(shù)于一身，通過接收物體發(fā)出的紅外線 （ 紅外輻射 ） ，將其熱像顯示在熒光屏上， 從而準(zhǔn)確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準(zhǔn)確、實(shí)時、快速等優(yōu)點(diǎn)。任何物體由于其 自身分子的運(yùn)動， 不停地向外輻射紅外熱能， 從而在物體表面形成一定的溫度場， 俗稱“熱 像”。紅外診斷技術(shù)正是通過吸收這種紅外輻射能量，測出設(shè)備表面的溫度及溫度場的分 布，從而判斷設(shè)備發(fā)熱情況。目前應(yīng)用紅外診技術(shù)的測試設(shè)備比較多，如紅外測溫儀、紅 外熱電視、紅外熱像儀等等。紅外熱電視、紅外熱像儀等設(shè)備利用熱成像技術(shù)能將這種看 不見的“熱像”轉(zhuǎn)變成可見光圖像，使測試效果直觀，靈敏度高，能檢測出設(shè)備細(xì)微的

9、熱 狀態(tài)變化，準(zhǔn)確反映設(shè)備內(nèi)部、外部的發(fā)熱情況，可靠性高，對發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患非常有效。 紅外熱成像系統(tǒng)已經(jīng)在電力、消防、石化以及醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。紅外測溫技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測、設(shè)備在線故障診斷、安全保護(hù)以及節(jié)約能源等方面 發(fā)揮了重要作用。紅外檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能非接觸遙控測量，直接顯示實(shí)時圖像，靈敏度較高，檢測速度快。 紅外熱象儀結(jié)構(gòu)簡單，使用安全，信息數(shù)據(jù)處理速度快，并能實(shí)現(xiàn)自動化檢測和永久性記 錄，在檢測時受試件表面光潔度影響小等。因此，紅外檢測已廣泛應(yīng)用于金屬、非金屬構(gòu) 件，尤其適用于導(dǎo)熱系數(shù)低的材料，如檢測復(fù)合材料、膠接結(jié)構(gòu)和疊層結(jié)構(gòu)中的孔洞、裂 紋、分層和脫粘類缺陷，還可用于

10、聚合物、橡膠、尼龍、膠紙板、石棉、有機(jī)玻璃、水泥 制品、陶瓷等的質(zhì)量檢測，對固體火箭發(fā)動機(jī)整體或殼體、航空發(fā)動機(jī)噴管、渦輪葉片、 電子儀器的整機(jī)或組件（如印刷電路板、集成電路塊等）的溫度監(jiān)控，可以檢查元件的質(zhì) 量、釬焊質(zhì)量及工作狀態(tài)，并且在電力設(shè)備（如發(fā)電機(jī)組的換向觸點(diǎn)、變壓器、高壓瓷瓶、 高壓開關(guān)與觸頭、輸變電線路等）的熱點(diǎn)檢測、鐵路車輛的熱軸檢測、建筑工程中墻體構(gòu) 造異常和墻飾面層質(zhì)量的檢測，以及石油化工、采暖、節(jié)能等多方面都獲得了應(yīng)用。紅外檢測的缺點(diǎn)是由于檢測靈敏度與熱輻射率相關(guān)，因此受試件表面及背景輻射的干擾，受缺陷大小、埋藏深度的影響，對原試件分辨率差，不能精確測定缺陷的形狀、大小和

11、位 置。在檢測時對時間-溫度關(guān)系要求嚴(yán)格，需要使用如液氮冷卻的探測器（新型的紅外熱象 儀已經(jīng)不需要采用液氮或高壓氣冷卻，而以熱電方式致冷，可用電池供電），檢測結(jié)果的解釋比較復(fù)雜，需要有參考標(biāo)準(zhǔn)，檢測操作人員需要經(jīng)過培訓(xùn)等。新一代的紅外熱象儀已經(jīng) 能夠?qū)囟鹊臏y量、修改、分析、圖像采集、存儲合于一體，重量小于7公斤，儀器的功能、精度和可靠性都得到了顯著的提高。紅外測溫儀（點(diǎn)溫儀）紅外測溫儀是非接觸式的，相比于接觸式測溫方法，具有響應(yīng)時間快、非接觸、使用安全 及使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。非接觸紅外測溫儀包括便攜式、在線式和掃描式三大系列，并備有 各種選件和計(jì)算機(jī)軟件，每一系列中又有各種型號及規(guī)格。紅外測溫

12、儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸岀等部分組成。光 學(xué)系統(tǒng)匯集其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學(xué)零件以及位置決定。 紅外能量聚焦在光電探測儀上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號。該信號經(jīng)過放大器和信號處理電路 按照儀器內(nèi)部的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。除此之外，還應(yīng)考慮 目標(biāo)和測溫儀所在的環(huán)境條件，如溫度、氣氛、污染和干擾等因素對性能指標(biāo)的影響及修 正方法。用紅外輻射測溫儀測量目標(biāo)的溫度時首先要測量岀目標(biāo)在其波段范圍內(nèi)的紅外輻射量，然 后由測溫儀計(jì)算岀被測目標(biāo)的溫度。紅外輻射測溫儀有單色和雙色兩種類型，單色測溫儀 與波段內(nèi)的輻射量成比例；雙色測溫儀與兩

13、個波段的輻射量之比成比例。紅外測溫儀是通過接收目標(biāo)物體發(fā)射、反射和傳導(dǎo)的能量來測量其表面溫度。測溫儀內(nèi)的 探測元件將采集的能量信息輸送到微處理器中進(jìn)行處理，然后轉(zhuǎn)換成溫度讀數(shù)顯示。在帶 激光瞄準(zhǔn)器的型號中，激光瞄準(zhǔn)器只做瞄準(zhǔn)使用。紅外測溫儀的常見性能參數(shù)如下表示例某種型號的紅外測溫儀性能測溫范圍-32C-400C顯示分辯率0.1 C (<199.1 C 時)精度23 C時士 1%工作環(huán)境溫度范圍0- 50 C重復(fù)性23 C時士 1%相對濕度30 C時 10-95%響應(yīng)時間500ms電源9V響應(yīng)光譜7 -18micr on尺寸137 3 41 3 196mm最大值顯示Have重量270g發(fā)

14、射率0.95Preset防水制作根據(jù)消防部隊(duì)要求特殊選擇紅外測溫儀時的考慮主要有以下方面:（1）性能指標(biāo)方面，如:測溫范圍：每種型號的測溫儀都有自己特定的測溫范圍，既不要過窄，也不要過寬，一般 來說，測溫范圍越窄，監(jiān)控溫度的輸出信號分辨率越高，精度可靠性容易解決。測溫范圍 過寬，會降低測溫精度工作波長：根據(jù)黑體輻射定律，在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā) 射率誤差所引起的輻射能量的變化，因此，測溫時應(yīng)盡量選用短波較好，但是還必須結(jié)合 被檢測對象考慮發(fā)射率的因素：目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜相應(yīng)波長，對于高反射率合金材料，有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū)，測量金屬材料

15、的最佳波長是近紅外，可選用0.81.0卩m其他溫區(qū)可選用 1.6、2.2和3.9卩nr由于有些材料在一定波長上是透明的，紅外能量會穿 透這些材料，對這種材料應(yīng)選擇特殊的波長，如測量玻璃內(nèi)部溫度選用波長1.0 、 2.2 和3.9卩（被測玻璃要很厚，否則會透過）；測玻璃表面溫度選用 5.0卩m測低溫區(qū)選用814卩m 為宜，又如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43卩m聚酯類選用4.3或7.9卩m厚度超過0.4mm的選用814 11 m,如測火焰中的 CO用窄帶4.64卩m,測火焰中的NO用4.47卩m等。光點(diǎn)尺寸：測溫儀測量點(diǎn)的面積稱為“光點(diǎn)尺寸”（spot size ），為了獲得精確的溫度讀數(shù)，測溫儀

16、與測試目標(biāo)之間的距離必須有合適的范圍，距離目標(biāo)越遠(yuǎn)，光點(diǎn)尺寸就越大。因此在應(yīng)用中要注意距離與光點(diǎn)尺寸的比率，或稱D: S。在確定測量距離時，應(yīng)注意使目標(biāo)直徑等于或大于受測的光點(diǎn)尺寸。如果目標(biāo)小于受測的光點(diǎn)尺寸，則測溫儀將同時在測 量背景物體的溫度，從而降低了讀數(shù)的精確性。紅外測溫儀根據(jù)原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀 （輻射比色測溫儀） 。對于單色測溫儀， 在進(jìn)行測溫時，被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿測溫儀視場。一般建議被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的 50%為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場，背景輻射能量就會進(jìn)入測溫儀的視場干擾測溫讀數(shù)，造 成誤差。對于雙色測溫儀，其溫度是由兩個獨(dú)立的波長帶內(nèi)輻射能量的比值來確定的。

17、因 此當(dāng)被測目標(biāo)很小，不能充滿視場，測量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋，對輻射能量有衰 減時，都不會對測量結(jié)果產(chǎn)生重大影響。對于細(xì)小而又處于運(yùn)動或震動之中的目標(biāo)，有時 在視場內(nèi)運(yùn)動，或可能部分移出視場的目標(biāo)，在此條件下，使用雙色測溫儀將更為適宜。 如果測溫儀和目標(biāo)之間不可能直接瞄準(zhǔn)，測量通道彎曲、狹小、受阻等情況下，選用雙色 光纖測溫儀是適宜的。這是由于其直徑小，有柔性，可以在彎曲、阻擋和折疊的通道上傳 輸光輻射能量，因此可以測量難以接近、條件惡劣或靠近電磁場的目標(biāo)。距離系數(shù)（光學(xué)分辨率）由 D: S之比確定，即測溫儀探頭到目標(biāo)之間的距離D與光點(diǎn)直徑之比。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目

18、標(biāo)之處，而又要測量小的目標(biāo)，就 應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測溫儀，光學(xué)分辨率越高，亦即增大了D: S比值。如果測溫儀遠(yuǎn)離目標(biāo)，而目標(biāo)又小，就應(yīng)選擇高距離系數(shù)的測溫儀。對于固定焦距的測溫儀，在光學(xué)系統(tǒng) 焦點(diǎn)處為光斑最小位置，近于和遠(yuǎn)于焦點(diǎn)位置光斑都會增大。存在兩個距離系數(shù)。因此， 為了能在接近和遠(yuǎn)離焦點(diǎn)的距離上準(zhǔn)確測溫，被測目標(biāo)尺寸應(yīng)大于焦點(diǎn)處光斑尺寸，變焦 測溫儀有一個最小焦點(diǎn)位置，可根據(jù)到目標(biāo)的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。增大D: S，接收的能量就減少，如不增大接收口徑，距離系數(shù)D： S 很難做大。響應(yīng)時間： 表示紅外測溫儀對被測溫度變化的反應(yīng)速度， 定義為到達(dá)最后讀數(shù)的 95%能量所 需要時間，它與光電探測器

19、、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關(guān)。如果目標(biāo)的運(yùn)動 速度很快或測量快速加熱的目標(biāo)時，要選用快速響應(yīng)紅外測溫儀，否則達(dá)不到足夠的信號 響應(yīng)，會降低測量精度。對于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時，測溫儀的響應(yīng)時間則可 以放寬要求。因此，紅外測溫儀響應(yīng)時間的選擇要和被測目標(biāo)的情況相適應(yīng)，主要根據(jù)目 標(biāo)的運(yùn)動速度和目標(biāo)的溫度變化速度。對于靜止的目標(biāo)或目標(biāo)參在熱慣性，或現(xiàn)有控制設(shè) 備的速度受到限制，測溫儀的響應(yīng)時間就可以放寬要求。信號處理功能：鑒于離散過程（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過程不同，要求紅外測溫儀應(yīng)具有多 種信號處理功能（如峰值保持、谷值保持、平均值），如測量傳送帶上的瓶子溫度時，就要用峰值保持功能

20、將其溫度的輸出信號傳送至控制器內(nèi)，否則測溫儀會讀出瓶子之間的較低 的溫度值。若用峰值保持，則應(yīng)設(shè)置測溫儀響應(yīng)時間稍長于瓶子之間的時間間隔，這樣至 少有一個瓶子總是處于測量之中。（2）環(huán)境和工作條件方面，如：保護(hù)附件：測溫儀所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響，如不適當(dāng)解決，將會影響測溫 精度甚至引起損壞。當(dāng)環(huán)境溫度高，存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的 保護(hù)套、水冷卻、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并 保護(hù)測溫儀，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。當(dāng)在噪聲、電磁場、震動或難以接近環(huán)境條件下，或其他惡 劣條件下，煙霧、灰塵或其他顆粒降低測量能量信信號時，較適宜的是選用光纖雙色

21、測溫 儀。窗口材料：在密封的或危險(xiǎn)的材料應(yīng)用中（如容器或真空箱），測溫儀需要通過窗口進(jìn)行觀測。窗口材料必須有足夠的強(qiáng)度并能通過所用測溫儀的工作波長范圍。還要確定操作工是 否也需要通過窗口進(jìn)行觀察，因此要選擇合適的安裝位置和窗口材料，避免相互影響。在 低溫測量應(yīng)用中，通常用Ge或Si材料作為窗口，不透可見光，人眼不能通過窗口觀察目標(biāo)。如操作員需要通過窗口觀測目標(biāo)，應(yīng)采用既透紅外輻射又透過可見光的光學(xué)材料，如 ZnSe或BaF2等作為窗口材料。當(dāng)測溫儀工作環(huán)境中存在易燃?xì)怏w時，可選用安全型紅外測溫儀在一定濃度的易燃?xì)怏w環(huán) 境中進(jìn)行安全測量和監(jiān)視。在環(huán)境條件惡劣復(fù)雜的情況下，可選擇測溫頭和顯示器分開

22、的系統(tǒng)以便于安裝和配置及選 擇與現(xiàn)行控制設(shè)備相匹配的信號輸岀形式。（3）其他選擇方面，如操作簡單、使用方便、維修和校準(zhǔn)性能以及價格等。例如便攜式紅外測溫儀，這是一種集測溫和顯示輸岀為一體的小型、輕便、由人攜帶進(jìn)行 測溫的儀器，在顯示面板上可顯示溫度和輸岀各種溫度信息，有的還可通過遙控或通過計(jì) 算機(jī)軟件程序操作。注意：紅外輻射測溫儀必須經(jīng)過標(biāo)定才能使它正確地顯示岀被測目標(biāo)的溫度。如果所用的 測溫儀在使用中岀現(xiàn)測溫超差，則需退回廠家或維修中心重新標(biāo)定。紅外成像檢測技術(shù)（紅外熱電視、紅外熱像儀）紅外熱像儀：與傳統(tǒng)的測溫方式（如熱電偶、不同熔點(diǎn)的蠟片等放置在被測物表面或體內(nèi)）相比，紅外熱像儀可在一定距

23、離內(nèi)實(shí)時、定量、在線檢測發(fā)熱點(diǎn)的溫度，通過掃描，還可以繪岀設(shè)備在 運(yùn)行中的溫度梯度熱像圖，而且靈敏度高，不受電磁場干擾，便于現(xiàn)場使用。它可以在-20C2000C的寬量程內(nèi)以 0.05 C的高分辨率檢測電氣設(shè)備的熱致故障（根據(jù)致熱效應(yīng)， 通過專用設(shè)備獲取從設(shè)備表面發(fā)岀的紅外輻射信息，進(jìn)而判斷設(shè)備狀況和缺陷性質(zhì)）揭示 出如導(dǎo)線接頭或線夾發(fā)熱，以及電氣設(shè)備中的局部過熱點(diǎn)等等。紅外熱像儀利用紅外探測器、光學(xué)成像物鏡和光機(jī)掃描系統(tǒng)（目前先進(jìn)的焦平面陣列式結(jié) 構(gòu)技術(shù)則省去了光機(jī)掃描系統(tǒng)）接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器 的光敏元上，在光學(xué)系統(tǒng)和紅外探測器之間，有一個光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)（焦平面陣

24、列式結(jié)構(gòu)熱 像儀無此機(jī)構(gòu)）對被測物體的紅外熱像進(jìn)行掃描，并聚焦在單元或分光探測器上，由探測 器將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大處理、轉(zhuǎn)換或標(biāo)準(zhǔn)視頻信號通過電視屏或監(jiān)測器顯 示紅外熱像圖。這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)；實(shí)質(zhì)上是被測目標(biāo)物體各部分 紅外輻射的熱像分布圖由于信號非常弱，與可見光圖像相比，缺少層次和立體感，因此， 在實(shí)際動作過程中為更有效地判斷被測目標(biāo)的紅外熱分布場，常采用一些輔助措施來增加儀器的實(shí)用功能，如圖像亮度、對比度的控制，實(shí)標(biāo)校正，偽色彩描繪等技術(shù)紅外熱像儀一般分光機(jī)掃描成像系統(tǒng)和非掃描成像系統(tǒng)。光機(jī)掃描成像系統(tǒng)采用單元或多元（元數(shù)有 8、10、16、23、48、55、60、120、180甚至更多）光電導(dǎo)或光伏紅外探測器，用單元探測器時速度慢，主要是幀幅響應(yīng)的時間不夠快，多元陣列探測器可做成高速實(shí)時 熱像儀。非掃描成像的熱像儀，如新一代的焦平面陣列式凝視成像的焦平面熱像儀，在性 能上大大優(yōu)于光機(jī)掃描式熱像儀，有逐步取代光機(jī)掃描式熱像儀的趨勢。現(xiàn)場測溫時只需 對準(zhǔn)目標(biāo)攝取圖像，并將上述信息存儲到機(jī)內(nèi)的PC卡上，即完成全部操作，各種參數(shù)的設(shè)定可回到室內(nèi)用軟件進(jìn)行修改和分析數(shù)據(jù)，最后直接得岀檢測報(bào)告，由于技術(shù)的改進(jìn)和結(jié) 構(gòu)的改變，取代了復(fù)雜的機(jī)械掃描，儀器重量已小于二公斤，使用中如同手持