红外热成像介绍
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红外热成像技术和应用介绍
内容概要
1 第一章 热成像技术基础知识
2 第二章 热成像与可见光成像对比 3 第三章 热成像产品介绍 4 第四章 热成像应用介绍
第一章 热成像技术基础知识
第一节 热辐射的产生 第二节 热辐射的传播 第三节 热辐射的采集 第四节 热成像原理
第一节 热辐射的产生 热辐射
热辐射的产生
大气窗口的光谱段主要有:微波波段（300-1GHz）,热红外波段（814um）,中红外波段（3.5-4um）,可见光和近红外波段（0.4-2.5um）
红外光 可见光 紫外线
空气
红外线根据不同的应用领域可划分为四个更小的波段：
近红外线波段： 0.75μm—3μm
中红外线波段：
3μm—6μm
远红外线波段：
被动式红外热成像的摄像机采集热红外波段（8μm-14μm）的光
γ射线 χ射线 紫外线 可见光
红外线
0.38 0.76μm
无线电 1000μm
Biblioteka Baidu
1000km
近红外
短波红 外?
中波红外
长波红外 甚长波红外
远红外
0.76μm 1μm 3μm 5μm 14μm 30μm 1000μm
第一章 热成像技术基础知识
第一节 热辐射的产生 第二节 热辐射的传播 第三节 热辐射的采集 第四节 热成像原理
第四节 热成像原理
热成像原理
热成像摄像机的探测机理是利用目标和背景或目标各部分之间的辐射差异 形成的红外辐射特征图像来发现和识别目标 红外探测器输出的图像通常称为“热图像”，由于不同物体甚至同一物体 不同部位辐射能力和它们对红外线的反射强弱不同。利用物体与背景环境 的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异，热图像能够呈现景物各部分 的辐射起伏，从而能显示出景物的特征。
6μm—15μm
极远红外线波段： 15μm—1000μm
目前商业领域中常用的热成像仪有8μm—14μm的长波热像仪和3μm—5μ
的短波热像仪以及一些针对特殊应用的热像仪。
为什么能透雾
太阳辐射通过大气层时，未被反射、吸收和散射的那些透射率高的光辐射波段范 围称之为“大气窗口”。在红外波长段也存在大气窗口，在8~14µ m范围的红外波 段有稳定的大气透射率,因此，在此波段使用红外技术测量的效果也尤为明显。 大家都知道太阳辐射之所以能传输到地球上，是因为有大气窗口，有了这些大气 窗口，部分太阳辐射才能照射到地球上，地球上的生命才会存在。所谓的大气窗 口是指太阳辐射在通过大气层时，未被反射、吸收和散射的那些透射率高的电磁 辐射的波段范围。同样，红外波段也存在的大气窗口，在1μm—3μm、 3μm—5μm以及8μm—14µ m范围的红外波段有稳定的大气透射率,因此在这些 波段使用红外技术测量的效果也尤为明显。
同一目标的热图像和可见光图像是不同，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。
什么是热成像技术
被测目标通过传感器采集到的数据，通过处理电路产生一种景物的热图像。 红外成像是唯一一种可以将热信息瞬间可视化，并加以验证的诊断技术,将不 可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。 热成像的关键技术:
热成像技术基础知识
什么是热红外线
通常我们人眼可感知电磁波的波长（可见光）在400到700纳米之间，作为监 控辅助照明的红外波长在850纳米，而波长从2.0～1000微米的部分称为热红 外线。 我们周围的物体只有当它们的温度高达1000℃以上时，才能够发出可 见光。相比之下，我们周围所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都 会不停地发出热红外线。所以，热红外线（或称热辐射）是自然界中存在最 为广泛的辐射。红外辐射与光波和无线电波一样，是一种电磁波。
第一章 热成像技术基础知识
第一节 热辐射的产生 第二节 热辐射的传播 第三节 热辐射的采集 第四节 热成像原理
第二节 热辐射的传播
热辐射的传播
热辐射的红外线是一种电磁波，具有电磁波的一切物理特性
电磁波在穿过大气层时，会受到大气层的反射、吸收和散射，因而使透过 大气层的电磁波能量受到衰减
电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段成为大 气窗口
制冷型：以光伏探测器为基础，基于光子探 测，集成低温制冷器，用于给探测器降温， 这样是为了使热噪声的信号低于成像信号 制冷型探测器成像质量优秀，造价昂贵，体 积较大
非制冷型：以微测辐射热计为基础，基于热 探测，主要有多晶硅和氧化钒两种探测器 非制冷型探测器成像质量较好，造价相对较 低，体积小
第三节 热辐射的采集
焦平面探测器 图像处理算法 电子处理电路 热成像镜头 测温算法和校正 生产调校工艺和检测
内容概要
1 第一章 热成像技术基础知识
2 第二章 热成像与可见光成像对比
3 第三章 热成像产品介绍 4 第四章 热成像应用介绍
自然界中，一切高于绝对零度(-273℃)的物质每时每刻源源不断地向外辐 射与自身性质、温度相关的电磁波，我们称这一现象为热辐射现象。 不同温度下，物体所发出热辐射的波长不一样
人体热辐射
饶铁热辐射
太阳热辐射
37°C的人体，最大辐射出现在约9.3μm处 300°C的饶铁，最大辐射出现在约5.6μm处 5500°C的太阳，最大辐射出现在约0.5μm处，此时热辐射表现为可见光
第一章 热成像技术基础知识
第一节 热辐射的产生 第二节 热辐射的传播 第三节 热辐射的采集 第四节 热成像原理
第三节 热辐射的采集
热辐射的采集
1.特殊材质的镜头
普通镜头
红外镜头
锗镜头
高纯锗单晶具有高的折射系数，对红外光透明，不透过可见光和紫外线
第三节 热辐射的采集
2.热红外探测器 热红外探测器是热成像摄像机的心脏，主要功能是将红外辐射转变为电信 号，探测器分为制冷型、非制冷型两种
普通摄像机采集可见光波段(0.4μm-0.76μm)、近红外波段（0.76μm1μm）的光
γ射线 χ射线 紫外线 可见光
红外线
0.38 0.76μm
无线电 1000μm
1000km
近红外
短波红 外?
中波红外
长波红外 甚长波红外
远红外
0.76μm 1μm 3μm 5μm 14μm 30μm 1000μm
内容概要
1 第一章 热成像技术基础知识
2 第二章 热成像与可见光成像对比 3 第三章 热成像产品介绍 4 第四章 热成像应用介绍
第一章 热成像技术基础知识
第一节 热辐射的产生 第二节 热辐射的传播 第三节 热辐射的采集 第四节 热成像原理
第一节 热辐射的产生 热辐射
热辐射的产生
大气窗口的光谱段主要有:微波波段（300-1GHz）,热红外波段（814um）,中红外波段（3.5-4um）,可见光和近红外波段（0.4-2.5um）
红外光 可见光 紫外线
空气
红外线根据不同的应用领域可划分为四个更小的波段：
近红外线波段： 0.75μm—3μm
中红外线波段：
3μm—6μm
远红外线波段：
被动式红外热成像的摄像机采集热红外波段（8μm-14μm）的光
γ射线 χ射线 紫外线 可见光
红外线
0.38 0.76μm
无线电 1000μm
Biblioteka Baidu
1000km
近红外
短波红 外?
中波红外
长波红外 甚长波红外
远红外
0.76μm 1μm 3μm 5μm 14μm 30μm 1000μm
第一章 热成像技术基础知识
第一节 热辐射的产生 第二节 热辐射的传播 第三节 热辐射的采集 第四节 热成像原理
第四节 热成像原理
热成像原理
热成像摄像机的探测机理是利用目标和背景或目标各部分之间的辐射差异 形成的红外辐射特征图像来发现和识别目标 红外探测器输出的图像通常称为“热图像”，由于不同物体甚至同一物体 不同部位辐射能力和它们对红外线的反射强弱不同。利用物体与背景环境 的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异，热图像能够呈现景物各部分 的辐射起伏，从而能显示出景物的特征。
6μm—15μm
极远红外线波段： 15μm—1000μm
目前商业领域中常用的热成像仪有8μm—14μm的长波热像仪和3μm—5μ
的短波热像仪以及一些针对特殊应用的热像仪。
为什么能透雾
太阳辐射通过大气层时，未被反射、吸收和散射的那些透射率高的光辐射波段范 围称之为“大气窗口”。在红外波长段也存在大气窗口，在8~14µ m范围的红外波 段有稳定的大气透射率,因此，在此波段使用红外技术测量的效果也尤为明显。 大家都知道太阳辐射之所以能传输到地球上，是因为有大气窗口，有了这些大气 窗口，部分太阳辐射才能照射到地球上，地球上的生命才会存在。所谓的大气窗 口是指太阳辐射在通过大气层时，未被反射、吸收和散射的那些透射率高的电磁 辐射的波段范围。同样，红外波段也存在的大气窗口，在1μm—3μm、 3μm—5μm以及8μm—14µ m范围的红外波段有稳定的大气透射率,因此在这些 波段使用红外技术测量的效果也尤为明显。
同一目标的热图像和可见光图像是不同，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。
什么是热成像技术
被测目标通过传感器采集到的数据，通过处理电路产生一种景物的热图像。 红外成像是唯一一种可以将热信息瞬间可视化，并加以验证的诊断技术,将不 可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。 热成像的关键技术:
热成像技术基础知识
什么是热红外线
通常我们人眼可感知电磁波的波长（可见光）在400到700纳米之间，作为监 控辅助照明的红外波长在850纳米，而波长从2.0～1000微米的部分称为热红 外线。 我们周围的物体只有当它们的温度高达1000℃以上时，才能够发出可 见光。相比之下，我们周围所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都 会不停地发出热红外线。所以，热红外线（或称热辐射）是自然界中存在最 为广泛的辐射。红外辐射与光波和无线电波一样，是一种电磁波。
第一章 热成像技术基础知识
第一节 热辐射的产生 第二节 热辐射的传播 第三节 热辐射的采集 第四节 热成像原理
第二节 热辐射的传播
热辐射的传播
热辐射的红外线是一种电磁波，具有电磁波的一切物理特性
电磁波在穿过大气层时，会受到大气层的反射、吸收和散射，因而使透过 大气层的电磁波能量受到衰减
电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段成为大 气窗口
制冷型：以光伏探测器为基础，基于光子探 测，集成低温制冷器，用于给探测器降温， 这样是为了使热噪声的信号低于成像信号 制冷型探测器成像质量优秀，造价昂贵，体 积较大
非制冷型：以微测辐射热计为基础，基于热 探测，主要有多晶硅和氧化钒两种探测器 非制冷型探测器成像质量较好，造价相对较 低，体积小
第三节 热辐射的采集
焦平面探测器 图像处理算法 电子处理电路 热成像镜头 测温算法和校正 生产调校工艺和检测
内容概要
1 第一章 热成像技术基础知识
2 第二章 热成像与可见光成像对比
3 第三章 热成像产品介绍 4 第四章 热成像应用介绍
自然界中，一切高于绝对零度(-273℃)的物质每时每刻源源不断地向外辐 射与自身性质、温度相关的电磁波，我们称这一现象为热辐射现象。 不同温度下，物体所发出热辐射的波长不一样
人体热辐射
饶铁热辐射
太阳热辐射
37°C的人体，最大辐射出现在约9.3μm处 300°C的饶铁，最大辐射出现在约5.6μm处 5500°C的太阳，最大辐射出现在约0.5μm处，此时热辐射表现为可见光
第一章 热成像技术基础知识
第一节 热辐射的产生 第二节 热辐射的传播 第三节 热辐射的采集 第四节 热成像原理
第三节 热辐射的采集
热辐射的采集
1.特殊材质的镜头
普通镜头
红外镜头
锗镜头
高纯锗单晶具有高的折射系数，对红外光透明，不透过可见光和紫外线
第三节 热辐射的采集
2.热红外探测器 热红外探测器是热成像摄像机的心脏，主要功能是将红外辐射转变为电信 号，探测器分为制冷型、非制冷型两种
普通摄像机采集可见光波段(0.4μm-0.76μm)、近红外波段（0.76μm1μm）的光
γ射线 χ射线 紫外线 可见光
红外线
0.38 0.76μm
无线电 1000μm
1000km
近红外
短波红 外?
中波红外
长波红外 甚长波红外
远红外
0.76μm 1μm 3μm 5μm 14μm 30μm 1000μm