凡是利用红外辐射原理的技术都称为红外技术。 实现场景红外/热成像的技术称为红外/热成像技术。 红外/热成像技术是红外技术发展的高级阶段。
所有物体都会发出与其温度和表面特性相关的电磁辐射。 辐射的波长取决于物体的温度。 常温风景（300K左右）发出的电磁辐射主要是红外辐射，其辐射能量集中在3μm至14μm的红外波段。 3μm～14μm波段的红外辐射能量透过大气层后，残留有8μm～14μm长波红外和3μm～5μm中波红外两个“大气传输窗口”。
利用景物本身的长波、中波红外热辐射实现的红外成像称为热成像。 在长波红外波段实现的热成像称为长波红外成像，在中波红外波段实现的热成像称为中波红外成像。 室温场景还反射环境中存在的短波红外（1μm~2.5μm）辐射。 利用物体反射短波红外辐射而实现的成像称为红外成像。 随着物体温度升高（例如达到1500K），物体发射的短波红外辐射的能量也呈指数增长。 这时，利用物体自身的短波红外辐射也可以实现红外成像。 狭义上的热辐射是对应于大气红外传输“窗口”的红外辐射的长波（8μm～14μm）和中波（3μm～5μm）部分。 因此，红外成像自然包括热成像，即热成像只是红外成像的一部分。 一部分。
能够捕捉场景的红外/热图像并将其转换成人眼可见的图像的设备就是红外/热成像系统（也称为热像仪、热像仪、红外成像仪或红外热像仪） 。 红外/热成像系统的红外光学系统将场景热辐射的空间分布凝聚成其像/焦平面上的红外/热图像。 光学机械扫描仪（非必需）和红外探测器组件将热图像分解为若干离散、串行的电信号，然后经过复杂的信号处理，调制显示，完成可视化，生成红外/热图像获得人眼可见的图像——黑白图像或伪彩色图像。
红外/热成像技术的作用、优缺点
1）夜视、夜战
夜战的基础是夜视——即能够清晰地观察夜间的景色。 可见光图像来自反射的阳光或人造光源，因此在夜间和没有人造光源的情况下看不到风景。 由于红外热辐射是由场景本身的温度和发射率、发射率等物理特性决定的，与外界光源无关，因此场景在红外波段仍然是“可见”的。 即使目标与背景的温度相同，只要其表面的发射率或反射率与背景物体不同，仍然可以被热成像反映出来。
左图为夜间场景的可见光视频图片，右图为同一场景的长波红外热图像视频图片。 原本看不见的风景，比如桥梁等，都清晰可见。 利用热成像不受夜间影响的特点，可以对包括车辆、船舶等进行成像。 船舶、飞机等移动平台的夜间驾驶与作战（图片来自）
在完全黑暗（Total）条件下，即使是微光图像增强器和微光相机（Low Light）也会失效，但热像仪（）仍然可以清晰地看到目标，具有实现昼夜（所有）的能力。 -日）时）战斗能力（图片来自）
热成像可用于在夜间完全黑暗的情况下观察场景。 左图是乡村道路的视频图像，有车灯且没有热像仪（FLIR）。 右图是用前视红外（使用FLIR）或热成像仪拍摄的乡村道路的视频图像。 拍摄了同一场景的长波红外视频图像。 热图像中可以看到弯曲延伸的路面、路上的交通标志以及路边的动物。 虽然标志线的温度与地面相同，但由于其表面为白色，发射率较低，因此也可以被热像仪反射出来； 这意味着即使目标的温度与背景相同，只要其表面的发射率不同，仍然可以被热像仪反射出来。 因此，对可见光具有隐身作用的迷彩色对红外光非常敏感。 腕带隐形未必有效（图片来自）
2）恶劣天气条件下的观察和操作
可见光波长的典型值为0.5μm。 热成像中使用的红外波长为3μm至12μm，比可见光波长大5至20倍。 因此，原则上，红外辐射比可见光具有更大的穿透大气、霾、雾、烟、尘埃的能力。 更强大的是，热像仪可以用于恶劣天气条件下的观察和作战。
3组每组6张视频画面从上到下分别是低光摄像头（Low Light）（上）、传统电视（CCTV）（中）和热成像（）（下）全黑（Total）、透雾（Fog）识别伪装（ ）和烟雾（Smoke）等不同条件下的观察效果比较。 这组图片更好地展示了热成像技术在上述条件下的优越性（图片来自）
3）获取目标红外辐射信号和特征，进行精确制导
各种移动平台都需要由发动机推动，这必然消耗大量的燃料。 燃料的一部分（不到一半）化学能转化为动能，但一半以上的燃料化学能转化为废热。 发动机的功率越大，散发的废热就越多，这使其具有较强的红外辐射特性。 热像仪可用于获取目标的红外辐射信号，用于精确制导武器的红外成像制导。 由于导弹只是被动接收目标的红外辐射，因此攻击具有突然性。
利用热成像技术可实现对涡扇发动机工作时热气流的温度和分布的非接触测量。 发动机喷出的高温高速气流在短距离内迅速膨胀成高脚杯状，发动机内部导管喷射的高温气流被从发动机喷出的低温气流包围。外风道，从而减少内风道高温气流的横向红外辐射。 这就是为什么涡轮风扇发动机的红外辐射比涡轮喷气发动机低。 即便如此，涡扇发动机喷射的热气流仍然可以被被动红外寻的制导空空或地空导弹捕获并锁定（图片来自）
美国F-18C“大黄蜂”战斗机的热图像。 图中可以看到，搭载涡扇发动机的机身侧面和尾部后半球有较强的红外辐射。 使用被动红外寻的的空对空或地对空导弹可以从飞机上发射。 后半球攻击它（图片来自）
美国CH-47“奇努克”直升机的热图像。 安装在尾塔上的两台涡轮轴发动机向下喷出的热气流加热了整个尾部。 转子尖端的旋转由于与空气的摩擦而被加热到非常高的温度。 温度、机身结构的接缝都反映在热图像中，可以使用被动红外寻的空空导弹或肩扛式防空导弹从后半球（特别是后下半球）攻击直升机）（图片来自）
4）以高热敏感性从客观世界获取与热相关的信息
热是物质世界中最常见的运动。 几乎所有能量转换过程都会产生热量，特别是人类活动。
A 热成像可用于观察和监测人类活动对自然的影响——例如城市“热岛效应”，即由于城市中人类活动排放大量废热，导致气温明显升高高于郊区和农村地区。 利用这一特征可以帮助在寒冷山区寻找有人居住的洞穴，因为人们在洞穴内取暖、制作食物等活动会产生热空气3～5μm中红外波段，从洞穴入口流出时可以观察到。 显然，无人居住的洞穴是寒冷的。
B 热成像可用于昼夜24小时（或全天）、恶劣天气条件下对物体进行观察和测量，获得可见光无法获得的信息，如容器内液位的位置等。液体储罐及工作动力设施。 状态等
C 热成像可用于观察建筑物的热泄漏情况，从而获取建筑物的施工质量信息或节能信息。 工事、掩体等军事建筑可能会因漏热而暴露在外。
在某一区域的伪彩色长波红外热像中，表面温度从高到低分别用红色、黄色、浅绿色和蓝色表示。 相同颜色的是等温区。 “城市热岛效应”是由人类活动造成的——城市气温高于郊区和农村，可能对城市气候产生不利影响，如城市降雨量和降雪量减少（图）从）
油库的航空长波红外热图像。 图中，15个油罐中有4个是白色，11个是黑色。 由于空油罐的总热容较小，在阳光照射下温度升高较高，所以呈现白色； 而满油箱则呈现白色。 油箱的总热容较大，在阳光照射下温升较低，因此呈现黑色。 根据热图像反映的热信息，可以了解军事油库的战备状态3～5μm中红外波段，而这一信息是在可见光照片中无法获得的。
储液罐的热容分布是由其内液体的分布决定的。 可以使用长波红外热成像非接触式测量液位的位置。 图片左侧为液体储罐的可见光照片，右侧为长波红外伪彩热图像。 ，最右侧有一个温度色标。 根据温度色标，不仅可以知道储液罐的温度在18℃到26℃之间（温差约为8℃），还可以知道热像仪的分辨率测量温度一般小于0.1℃。 因此可以准确测量储液罐的温度分布和液位位置（图片来自）
右图为某电力设施的可见光照片，左图为同一设施的长波红外伪彩热图像。 从图中可以看出，有一个设备发热超出了正常工作状态，反映出存在故障隐患； 使用类似的温度测量。 热像仪可对武器装备进行预防性维护（图片来自）
建筑物施工质量差，会造成漏热。 上图是屋顶的可见光照片，下图是同一位置的长波红外伪彩热图像，从中可以清楚地看到屋顶漏热的位置； 同样，工事、避难所、洞穴等也可能因漏热而裸露（或施工质量差，或通风口等不可缺少的部件）（图片来自）
红外/热成像系统作为一种信息获取手段，具有以下优点：
（1）可昼夜及恶劣天气条件下工作，具有比可见光更好的穿透烟雾、灰尘、霾、薄雾的能力。
（2）只接收场景本身辐射或反射的红外辐射信号，完全被动工作，隐蔽性好，不易受到干扰。
(3)由于它仅依靠目标本身与背景的温差、发射率或反射率差形成的红外辐射特性进行检测，与目标的热状态有关，因此具有很强的检测能力并确定目标。
(4)与雷达系统相比，热成像系统体积小、重量轻、功耗低。
“台风”战斗机既装备了机载雷达（在机头整流罩内），又装备了“被动红外机载跟踪设备”（Infra-Red Track-）（驾驶舱前的凸起装置，黑色部分为红外）在鼻子位置。 光学整流罩），其体积和尺寸比机载雷达小得多（图片来自）
Selex公司为“台风”战斗机开发的“被动红外机载跟踪设备”作为一个整体模块从机头左侧插入机身。 该系统采用碲化汞镉768×8长波红外焦平面。 探测器组件具有“正面多目标探测、单目标锁定、后续目标捕获、前视红外、辅助着陆、辅助飞行”等多种功能。
红外/热成像系统也有缺点：
(1)不能全天候工作，受水汽、雾、雨、雪等天气条件影响较大。
红外/热成像系统仍然受到大气吸收、散射和反射的很大影响。
A 当大气中水蒸气含量很高时（例如相对湿度超过80%），红外辐射在传输过程中会被强烈吸收，导致热成像观测效果受到影响，甚至不如可见光。 为了克服这一困难，研制了可见光和红外相结合的“二光合一”光电成像系统。 与激光测距一起，成为“三光合一”光电成像系统。
B 当大气中颗粒物（雾滴、雨滴、雪花、灰尘等）的直径与红外辐射的波长（1μm～12μm）相当且密度足够高时，红外辐射能被强烈散射。
C 当大气中的颗粒物大于红外辐射的波长（例如5倍）且具有足够高的密度时，现场的红外辐射不会因反射而到达热像仪。
(2)热图像层次较差，与可见光图像细节不完全对应。
(3)成本仍然较高
大气中的水蒸气（H2O）、二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）、氧气（O2）、甲烷（CH4）、一氧化氮（N2O）、一氧化碳（CO）等成分对红外辐射的吸收相对而言，这些大气成分对可见光的影响较小，因此热成像和可见光成像技术是互补的，而不是竞争的。 其中：UV——紫外线； VIS——可见光； Near IR——近红外； IR——热红外线（即中长波红外线）（图片来自）
德国研制的红外、可见光、激光（测距）“三合一”手持式光电成像/测距仪，结合了红外、可见光成像和激光测距的功能，因此比单独的热像仪具有更好的性能，可见光望远镜和激光测距仪具有更好的环境适应性
