什么是红外热像仪？
红外热像仪是一种手持式电子设备，具有集成视觉显示器，旨在检测热能。
热成像仪的关键组件是安装在特殊镜头上的热传感器，该镜头采用标准图像捕获技术。 借助此功能，工程师可以快速识别温度过高的区域或热能浪费源，例如建筑组件过热或潜在的绝缘间隙。
可见光只占电磁波谱的一小部分，也是我们真正能看到的唯一部分。 当指向某个物体或区域时，热像仪上的传感器允许用户查看原本不可见的红外光谱，即可见光和微波之间的波长。
尽管某些应用程序使用黑白显示器来减少视觉“忙碌”并改善精细细节的捕捉红外滤镜效果，但它们通常以彩色呈现。
在彩色红外显示屏上，较热的部件或区域将显示为红色、橙色和黄色，而较冷的部件通常会显示为紫色和蓝色（绿色通常表示大约为室温）。 由于红外热像仪设计用于测量红外辐射，而不是可见光，因此它们还可以用于识别非常黑暗或其他模糊环境中的热源。
英国最畅销的红外热像仪通常采用用户友好的人体工程学设计，旨在提供广泛的热温度检测功能。 应用于多种行业，对急救部门、医务人员、产品制造商、工程师、维护人员来说是很大的帮助，也是许多家居爱好者和忠实粉丝的经济选择。
红外热像仪的发展历史
由于近年来热成像技术的量产，手持式热像仪（又称热像仪、热探测或红外热像仪）已成为大多数平民或爱好者的理想选择。
但利用热能进行红外光谱显示并不是一个新概念。 事实上，热成像的基本原理是由德国裔英国天文学家威廉·赫歇尔 ( ) 在 200 多年前建立的：
尽管红外热像仪尚未得到广泛开发，但赫歇尔的发现很快被用于生产早期热电偶模块，该模块可以在相当长的距离内检测从身体发出的不可见热量。 在接下来的几年里，他的发现被许多其他物理学家、工程师和发明家进一步发展：
如今，随着智能传感器、微电路和WiFi连接等尖端技术的成本直线下降，热像仪已成为许多专业人士和家庭用户的热门选择，并广泛应用于工程、维护、设计、创意等领域。
红外热像仪的工作原理
红外 (IR) 或红外热像仪的工作原理是检测和测量物体发出的红外辐射或热信号。
为此，热像仪必须首先配备允许红外频率通过的镜头。 该透镜可以将红外频率聚焦在特殊的传感器阵列上，该传感器阵列可以检测和读取这些频率。
传感器阵列被构造为像素网格，每个像素都会对传入的红外波长做出反应并将其转换为电信号。 然后，这些信号被发送到热像仪体内的处理器，处理器使用算法将它们转换成不同温度值的彩色图。 然后将该彩色图像发送到显示器。
许多热像仪还包括用于可见光谱的标准拍摄模式，类似于点击式数码相机。 这样可以轻松比较 IR 模式和正常模式下的相同素材； 一旦用户离开镜头后面，这有助于快速识别特定的问题区域。
红外热像仪使用中出现的问题
除了与热像仪如何工作相关的问题外，人们还经常询问热像仪在特定情况下的使用以及该技术在特定环境或应用中的有效性。
本节提供了这些问题的答案并解释了该技术背后的原因。
为什么热像仪在夜间表现更好？
热像仪通常在夜间表现更好，但这与周围环境的亮或多暗无关。
由于夜间环境温度（重要的是未加热物体和环境的核心温度）比白天低得多，因此热成像传感器能够以更高的对比度显示温暖区域。
即使在相对凉爽的日子里，太阳的热能也会被建筑物、道路、植被、建筑材料等吸收。全天，各种物体都会吸收环境温度的热量，当使用热像仪传感器检测时，这些物体不会被吸收。与其他待检测的温暖物体明显区分。
同样，如果在黑暗中放置几个小时（而不是在太阳落山后），大多数热像仪将清楚地显示温暖的物体； 即使在白天，清晨也会比中午更明显。
热像仪可以透过玻璃进行探测吗？
您可能会惊讶地发现热像仪通常无法透过玻璃进行检测。
从物理学的角度来看，很难解释这个问题的技术原因，但其原理很简单。 本质上，可见光可以穿过玻璃，但玻璃的作用就像红外波长的镜子（这就是为什么热成像相机镜头通常由锗或硒化锌而不是玻璃制成）。
如果您将红外热像仪对准窗户，另一侧的图像在屏幕上将不清晰可见，您很可能会看到模糊，而这很可能是您所持镜头的模糊反射。
但这并不能保证，某些红外频率可以穿过玻璃，并且某些类型和配置的玻璃允许不同程度的红外光穿过。 例如，汽车挡风玻璃往往比标准家用玻璃产生更好的效果。
但在大多数情况下红外滤镜效果，大部分图像会被玻璃“错误”一侧的红外反射所遮挡，呈现出不同程度的不透明度。 至少所看到的物体缺乏明显的细节和对比度。
简而言之，您无法通过玻璃（或各种其他类型的高反射表面）使用热像仪获得准确的读数。
热像仪可以在水下工作吗？
热像仪在水下经常无法正常工作，其原因与上面提到的玻璃问题有关。
水阻挡许多红外波长，就像不透明屏障阻挡可见波长一样。 就像我们无法看穿油漆一样，红外传感器也无法“看穿”深水，因为它检测到的波无法穿过水。
水对于热像仪来说是另一个具有挑战性的问题，这与导热率和比热有关。 水的热容比空气高得多，因此将相同体积的温度升高或降低1度需要四倍的能量。
这意味着物体比水以更快的速度和更短的距离失去（或获得）热能。 因此，水中的物体比空气中的物体更难进行热成像。
红外热像仪可以穿墙吗？
不能。 但准确地说，它们根本没有“穿透”任何东西。 红外热像仪旨在检测视线内第一个物体的表面温度； 将一个点指向墙壁或其他固体表面，它将记录从该表面向外辐射的热量。
由于大多数建筑物都经过精心设计和隔热以吸收热量，因此外部热像仪很难反映内部的情况，反之亦然。 请注意：红外热像仪可用于检测墙壁后面散发的极端热量（例如房屋火灾），因为墙壁本身会很快升温。
同样，一些热像仪足够灵敏（高达 +/-0.01°C），可以记录站立的人发出的热量，例如，在薄（且冷）墙的另一侧，但前提是该人站立够长了。 使其自身的热量可以通过墙壁传递到该点。
红外热像仪的用途
如今，除了基本的工程应用之外，红外热像仪还广泛应用于应急服务领域。 该技术经常部署在各种场景中，包括消防、夜间警察追捕以及灾难响应搜救。
然而，红外热像仪如今仍有一些可能并不明显的用途。 在本节中，我们将简要介绍一些常见场景。
热像仪通常用于无人机（UAV），以增强其在危险或难以观察的条件下的侦察能力。 对于无人机爱好者来说，热成像对于摄影师来说是万能的； 对于紧急服务，无人机热成像也可用于搜救队以及军事应用。
红外热像仪可以帮助消防员在灰尘、雾气、灰烬和污染物等低能见度条件下找到幸存者。 此外，它们还可以帮助查找热点、潜在火源，或指示可能火源的位置（例如地下或空心墙内）。
如今，有大量适用于 Apple iOS 和手机的“热”和“红外”照片应用程序，但它们几乎都是模拟程序。 独立应用程序通常会对手机的摄像头应用精美的滤镜，以有效模拟热成像的整体外观。 要在智能手机上获得逼真的热成像体验，您需要购买辅助热成像仪并将其连接到手机，与相应的应用程序结合使用。 等品牌的红外热像仪在英国热销。
如今，野生动物摄影、动物追踪和环境监测都是热成像技术常用的领域。 可以设置配备智能传感器的热像仪，以便在自然栖息地无人值守的情况下使用，或者在夜间或其他难以发现野生动物的情况下自动触发。 它还可以比以前更全面地监测某些区域的物种和行为。
热像仪可用于一些非常重要的海洋应用，特别是夜间导航、大雾或恶劣天气，它们可以显着增强碰撞检测系统。 如前所述，尽管水下热成像的有效性（即使采用先进技术）也存在很大的限制，但符合海洋级规格的热成像仪现在已广泛使用，并且可以安装在许多各种尺寸的远洋船舶上。 位置。
如今，几乎每个营业地点都部署了某种形式的热安全摄像头技术。 近年来，热成像监控设备逐渐成为标准产品，以实现更好的防护、识别和投资回报。 热安全 热摄像机在低光照和能见度差的区域表现良好，能够消除办公室和仓库附近的许多视觉伪装（例如茂密的树叶）。 此外，闭路电视热成像摄像机可以与智能传感器和分析相结合，以帮助减少误报的数量。 标准闭路电视装置必须沿着可见视线放置才能有效运行，并且需要昂贵的额外照明才能提供基本功能； 热检测系统更具成本效益并支持长期运行。
尽管热像仪和标准“夜视”设备都可以提高弱光或其他情况下的可见度，但它们实际上是两种不同的产品，依赖于不同的技术。 主要区别在于夜视热成像仪（电影中在夜间呈现颗粒状绿色和白色的热成像仪）仅依靠适量的环境光来放大它们无法检测到的物体。 由于各种原因，传感器无法处理太多的光线，但许多人没有意识到夜视技术在完全黑暗的情况下也无法超越人眼。 因此，许多夜视热像仪都配备了额外的红外照明功能，以提供较大波长的可放大电磁信号，以帮助传感器在非常黑暗的条件下工作。 这些肉眼看不见，但其他人使用夜视仪很容易发现； 这在许多应用中不是问题，但对于军事或监视目的来说效果不佳。 虽然夜视仪在适当的条件下可以提供更自然的图像，但如果物体被雾、烟、灰尘或伪装遮挡，夜视仪的效果就远不如热成像仪有效。
目前许多热像仪可用于工业用途，英国市场提供各种配置和制造标准，以适应具有挑战性的应用和环境。 其中包括经过认证可在具有爆炸性气体的区域（例如石化行业）使用的热像仪； 地下应用，例如采矿； 以及糖和谷物处理等存在大量空气灰尘颗粒的行业。 如果您的工业红外热像仪需要特定认证，请联系您的供应商并查阅制造指南，以确认满足所有相关标准（例如，在 1 区爆炸性环境中使用的 ATEX 和 IECEx 批准）。
总结
由于热像仪有多种型号、设计和灵敏度，因此在选择产品或配件之前准确了解您要购买的产品非常重要。 购买时要考虑的关键因素包括：
