红外热像仪及红外测温传感器

红外热像仪及红外测温传感器

实验指导书

一实验目的

1.对红外热像仪和红外测温传感器具有一定认识；

2.了解红外探测的发展过程；

3.了解红外热成像和测温的工作原理和优点；

二实验仪器设备

1.FILR公司Tau系列红外热成像机芯

2.数据连接线

3.电脑及软件

三实验原理

在自然界中一切温度高于绝对零度（-273.16摄氏度）的物体都不断地辐射着红外线，这种现象称为热辐射。红外线是一种人眼不可见的光波，无论白天黑夜，物体都会辐射红外线，但红外线不论强弱，人们都看不到。

热成像摄像机(又叫热像仪)利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的红外辐射信号。辐射信号经过红外光学系统成像在红外探测器上，利用电子扫描电路对被测物的红外热像进行扫描转换成电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热图像。红外成像可以探测微小的温度差别，并将温度差异转换成实时的视频图像，显示在监视器上。

图一、可见光图和红外热像图

图二、安装不同镜头的红外热像仪机芯

非制冷红外焦平面探测器由许多MEMS微桥结构的像元在焦平面上二维重复排列构成，每个像元对特定入射角的热辐射进行测量，其基本原理如图三所示：a):红外辐射被像元中的红外吸收层吸收后引起温度变化，进而使非晶硅热敏电阻的阻值变化；

b):非晶硅热敏电阻通过MEMS绝热微桥支撑在硅衬底上方，并通过支撑结构与制作在硅衬底上的COMS独处电路相连；

c):CMOS电路将热敏电阻阻值变化转变为差分电流并进行积分放大，经采样后得到红外热图像中单个像元的灰度值。

图三、非制冷红外热像原理

图四、红外热辐射转化为电信号原理

四实验步骤

1.用红外测温仪检测：

A、检测人体表面温度，对比接触式的测量结果；

B、对比同样温度、不同材料(桌面、墙体、黑色机箱)表面辐射的测量

结果；

2.用红外热像仪：

A、打开红外热成像软件，观察目标的红外热成像；

B、通过软件测试目标的温度；

C、拍摄红外热像仪对不同材料成像的结果

五思考题

1.为什么用红外热像仪观察不同颜色衣服的人会不同？

2.怎样用红外热像仪来监测温度分布（需要借助什么器材）？

3.对高压输电线的温度进行监测，应该如何选配器材？

六产品参数

FLIR红外热像仪

温度灵敏度： 50mK

机芯重量：70g

视频帧频：25HZ

工作温度：-40℃～80℃