红外热像仪的应用及检测方法

红外热像仪是通过非接触的方式探测红外辐射能量（热量），将其转换为电信号，进而在显示器上显示热红外图像，并可以对温度值进行计算的一种检测系统。红外热像仪能够精确量化探测到的热量，准确识别并严格分析发热区域。

红外热像仪的基本工作原理是红外辐射经过特殊的光学镜头，由红外探测器吸收并将强弱不等的红外信号转化为电信号，再经过放大和视频处理，形成热图像显示在显示器上。其基本结构如图1.2所示，其中红外探测器为核心元器件。目前，新的热成像仪主要采用非制冷焦平面阵列技术，将探测器置于光学系统的焦平面上，无须光机扫描系统便可取得目标全景图像，显著提高了其灵敏度和热分辨率，增强了目标探测距离和识别能力。

图1.2　红外热像仪的组成框图(www.xing528.com)

按搭载的红外探测器是否需要制冷装置，红外热像仪可划分为制冷型和非制冷型。制冷型红外热像仪是最敏感的红外热像仪，可探测物体间最细微的温差。工作时，制冷装置先工作，降低探测器温度，使热噪声降至场景成像信号水平之下，这样检测灵敏度更高，误差更小，检测温度范围更广。在这些方面非制冷型红外热成像仪都是力所不及的，特别是焦平面阵列的非均匀性对测量误差的影响大。但是，它们无须低温制冷，制造工序更少，产率更高，成本更低，使用寿命更长。此外，面向研发应用的非制冷型红外热像仪具有较高的分辨率，有利于精确测温。

按照是否具备测温功能，红外热像仪可划分为测温型和非测温型。测温型可以直接从图像上读出物体表面任意点的温度数值，可以用于无损检测，缺点是有效距离比较短。非测温型只能观察到物体表面热辐射的差异，可以作为观测工具，但是有效距离比较长。

红外热像仪在军事和国民经济等众多领域有非常广泛的应用。在军事领域的应用包括武器热观瞄、车载视觉增强、无人机、无人驾驶地面车辆、观察指挥车、火控和制导等。在温度检测领域，可用于发现电力输电线路、发电设备、机械设备等异常发热，预防和发现设备异常，也可用于检测房屋的隔热效果，发现墙壁外立面、空鼓、渗水和霉变等，此外还可应用于电子制造、医学测温等。在商用视觉增强领域，利用红外成像的烟雾穿透能力强、作用距离远、成像对比度强等优势，可以有效弥补人类视觉的不足，从而应用于消防营救、边防缉私、安防监控、车载和船载的红外视觉增强等。