紅外熱成像儀的工作原理及構(gòu)造

　　自然界所有物體的溫度都會(huì)高于絕對(duì)零度(零下273.15℃)，由于物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)，紅外光(波)會(huì)不斷釋放到周圍空間。紅外光又稱紅外線，是介于可見(jiàn)光和微波之間的電磁波(光)，波長(zhǎng)范圍為0.75~100微米米，一般將紅外線分為三部分：近紅外線(波長(zhǎng)范圍0.75~2.5m)、中紅外線(波長(zhǎng)范圍2.5~25微米)和遠(yuǎn)紅外線(波長(zhǎng)范圍25~100微米)。

　　1、紅外熱成像原理

       物體的溫度越高，紅外輻射能量越強(qiáng)，其紅外輻射能量的大小和波長(zhǎng)與物體的溫度密切相關(guān)。研究表明，物體發(fā)出的紅外輻射峰值波長(zhǎng)與絕對(duì)溫度成反比，即物體溫度越高，紅外輻射峰值波長(zhǎng)越短。根據(jù)維恩位移定律，峰值波長(zhǎng)()與物體絕對(duì)溫度(T)的乘積為常數(shù)，即T=b，其中常數(shù)b=0.002 897mk 。當(dāng)測(cè)量物體表面輻射的波長(zhǎng)時(shí)，根據(jù)維恩位移定律可以計(jì)算出物體的表面溫度，這是紅外熱成像測(cè)溫技術(shù)的理論基礎(chǔ)。利用紅外熱成像技術(shù)，可以根據(jù)不同的場(chǎng)合開發(fā)設(shè)計(jì)各種遠(yuǎn)程測(cè)溫裝置，如熱像儀等，廣泛應(yīng)用于人流量大的場(chǎng)所的出入口。下面將詳細(xì)介紹其構(gòu)造原理。

PS800 高性能紅外熱成像儀

　　2、紅外熱成像儀構(gòu)造

　　紅外熱成像儀的構(gòu)造類似于一臺(tái)數(shù)碼攝像機(jī)，基本組成模塊為：紅外鏡頭、紅外探測(cè)器、信號(hào)處理電路、熱圖顯示器等。某一物體發(fā)出的紅外輻射通過(guò)熱成像鏡頭聚集到紅外線探測(cè)器上，紅外探測(cè)器將接收到的紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并輸出，經(jīng)調(diào)整或放大后輸入到信號(hào)處理器，信號(hào)處理器對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行一系列處理并轉(zhuǎn)換成圖像碼流，最后在顯示器界面進(jìn)行熱圖可視化顯示。

　　與普通鏡頭相比，紅外熱像儀鏡頭通常由鍺玻璃制成，鍺玻璃折射率高，過(guò)濾可見(jiàn)光和紫外光，只能通過(guò)紅外光。紅外探測(cè)器通常是紅外傳感器或晶片。紅外焦平面陣列的輸出是一個(gè)模擬電信號(hào)，它反映了晶片單元感受到的紅外輻射能量的強(qiáng)度，然后經(jīng)過(guò)模擬放大、濾波和AD(模數(shù))轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成合適的數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)行處理，例如通常轉(zhuǎn)換成普通的圖像灰度值。將紅外焦平面陣列的所有晶片單元的輸出信號(hào)合成一幅二維灰度圖像，然后映射不同的灰度范圍，突出我們感興趣或目標(biāo)所在的灰度范圍，抑制其他不關(guān)心的灰度范圍，增強(qiáng)溫度的視覺(jué)效果。

Fluke TiX660 紅外熱像儀

　　通常我們?cè)诩t外熱像顯示器上觀察到的熱成像圖像是經(jīng)過(guò)重新匹配的，所以通過(guò)查看圖像的不同顏色，更方便直觀地判斷物體不同部位的溫度差異。從上面可以看出，紅外熱成像是一種可以將紅外圖像轉(zhuǎn)化為熱輻射圖像的技術(shù)，這種技術(shù)可以在圖像中顯示溫度值。因此，熱輻射圖像中的各種像素實(shí)際上是一種溫度測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的非接觸式測(cè)量。

　　此外，主控模塊(信號(hào)處理器)獲取到熱成像的整個(gè)完整圖像信息后，可通過(guò)外聯(lián)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)將溫度信息傳輸?shù)诫娔X端或后臺(tái)服務(wù)器，后端的綜合一體化監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)掌握前端的人流測(cè)溫信息，再結(jié)合人工智能人臉識(shí)別算法形成配套的解決方案。如通過(guò)設(shè)置警示溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)體溫異常人員的鎖定和動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示，幫助工作人員進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行篩檢或者警示。

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