紅外熱像儀是利用紅外熱成像技術，通過紅外探測器和光學成像物鏡,對標的物的紅外輻射探測，并加以信號處理、光電轉換等手段,將標的物的溫度分布的圖像轉換成可視圖像，傳送到紅外探測器上，再通過光敏元件把被測物體所發(fā)出的紅外輻射能量分布圖形，這種熱像圖上面的不同顏色所反映的就是被測物體的不同溫度。
紅外熱像儀將實際探測到的熱量進行精確的量化,以“面” 的形式實時成像標的物的整體，因此能夠準確識別正在發(fā)熱的疑似故障區(qū)域。操作人員通過屏幕上顯示的圖像色彩和熱點追蹤顯示功能來初步判斷發(fā)熱情況和故障部位，同時嚴格分析,從而在確認問題上體現(xiàn)了高效率、高準確率。1800年，英國物理學家赫胥爾發(fā)現(xiàn)了紅外線，從此開辟了人類應用紅外技術的廣闊道路。在第I二次世界大戰(zhàn)中，德國人紅外變像管作為光電轉換器件，研制出了主動式夜視儀和紅外通信設備，為紅外技術的發(fā)展奠定了基礎。
二次世界大戰(zhàn)后，首先由美國德克薩蘭儀器公司經(jīng)過近-一年的探索， 開發(fā)研制的一代用于軍事領域的紅外成像裝置,稱之 為紅外尋視系統(tǒng)(FLIR),它是利用光學機械系統(tǒng)對被測目標的紅外輻射掃描。由光子探測器接收兩維紅外輻射跡象，經(jīng)光電轉換及一系列儀器處理，形成視頻圖像信號。這種系統(tǒng)、原始的形式是-種非實時的自動溫度分布記錄儀，后來隨著五十年代銻化鋼和鍺摻汞光子探測器的發(fā)展，才開始出現(xiàn)高速掃描及實時顯示目標熱圖像的系統(tǒng)。
20世紀60年代早期，瑞典AGA公司研制成功第二二代紅外成像裝置,它是在紅外尋視系統(tǒng)的基礎上以增加了測溫的功能，稱之為紅外熱像儀。
早由于保密的原因，在發(fā)達的國家中也僅限于軍用，投入應用的熱成像裝置可的黑夜或濃厚幕云霧中探測對方的目標，探測偽裝的目標和高速運動的目標。由于有國家經(jīng)費的支撐，投入的研制開發(fā)費用很大,儀器的成本也很高。以后考慮到在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中的實用性,結合工業(yè)紅外探測的特點，采取壓縮儀器造價。降低生產(chǎn)成本并根據(jù)民用的要求，通過減小掃描速度來提高圖像分辨率等措施逐漸發(fā)展到民用領域。
20世紀60年代中期，AGA公司研制出一虹業(yè)用的實時成像系統(tǒng)(THV),該系統(tǒng)由液氮致冷, 110V電源電壓供電，約35公斤，因此使用中便攜性很差,經(jīng)過對儀器的幾代改進，1986年研制的紅外熱像儀已無需液氮或高壓氣，而以熱電方式致冷,可用電池供電;1988年推出的全功能紅外熱像儀,將溫度的測量、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。
20世紀90年代中期，美國FSI公司首先研制成功由軍用技術(FPA)轉民用并商品化的新-代紅外熱像儀(CCD)屬焦平面陣列式結構的一種凝成像裝置,技術功能更加*,現(xiàn)場測溫時只需對準目標攝取圖像,并將上述信息存儲到機內(nèi)的PC卡上,即完成全部操作，各種參數(shù)的設定可回到室內(nèi)用軟件進行修改和分析數(shù)據(jù)，后直接得出檢測報告,由于技術的改進和結構的改變,取代了復雜的機械掃描，紅外熱像儀重量已小于兩公斤,使用中如同手持攝像機-樣,單鄲即可方便地操作。如今,經(jīng)過幾十年的持續(xù)發(fā)展，紅外熱像儀從一個笨重的機器已經(jīng)發(fā)展成一個輕便、便攜的用于現(xiàn)場測試的設備。由于復雜的現(xiàn)場環(huán)境以及測試時產(chǎn)生的溫度場差異等因素，比較好的熱像儀必須具備以下標準:至少320*240的像素 空間分辨率小、分辨率小于0.1°C、具備可見光圖像合成和紅外圖像功能。
紅外熱像儀能夠終生成高質的圖像，歸結于其能夠進行高分辨率的、非接觸式的溫度成像。通過紅外熱成像技術提供的各種信息，可以彌補人類視覺上的不足。紅外熱像儀已經(jīng)在諸如石化、醫(yī)療、汽車、電力系統(tǒng)等許多行業(yè)得到了廣泛的應用，發(fā)展的前景不可*。
鄭由軍
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