自然界中的所有物體,無論是北極冰川,火焰,人體,甚至是宇宙中極為寒冷的深空,只要它們的溫度高于絕對零-273℃,就會產(chǎn)生紅外輻射。
熱成像是通過非接觸式檢測設(shè)備所進(jìn)行,該設(shè)備檢測紅外能量(熱量)并將其轉(zhuǎn)換為電信號,然后在顯示器上生成熱圖像和溫度紅外熱成像,還可以計(jì)算溫度值。
以上是百度百科對熱成像的定義。但實(shí)際上紅外熱像儀是對溫度成像的一種設(shè)備,準(zhǔn)確的是溫度差(與環(huán)境溫度、焦平面溫度等)。
我們印象中的熱成像是如下2張圖:
實(shí)際上,實(shí)際的熱成像圖像是上面的圖1,圖2也是熱成像,但是圖2是偽彩色的,因?yàn)閷?shí)際的熱成像圖像是灰度,單通道和偽彩色的圖2的圖像用于增強(qiáng)視覺差異是人為繪制的。那么在現(xiàn)實(shí)世界中,熱成像和可見光之間有什么區(qū)別?紅外熱成像在很多方面與可見光不同,主要有以下幾點(diǎn):
(1)成像原理
成像原理基本相同。成像設(shè)備對特定波長范圍內(nèi)的光波進(jìn)行成像。自然界中可見光的波長范圍為0.39μm至0.78μm,紅外熱輻射的波長范圍為0.75μm至1000μm。說到這一點(diǎn),我需要停下來。我不是說熱成像不是基于溫度(溫差)成像嗎?為什么涉及紅外熱輻射?必須強(qiáng)調(diào)的事實(shí)是,只要它們的溫度高于絕對零值-273℃,就會產(chǎn)生紅外輻射,熱成像是通過非接觸檢測紅外能量(熱量),并將其轉(zhuǎn)換為電信號,并且然后在顯示器上生成熱圖像和溫度值。也許我有點(diǎn)兒long,但是如果您想了解更多有關(guān)熱成像的知識,則必須始終牢記這一點(diǎn)。熱成像設(shè)備還接收人眼不可見的光波(紅外波段)。
(2)檢測器
成像設(shè)備的核心探測器是紅外熱成像,可見光具有CCD,CMOS,熱成像具有冷卻型和非冷卻型(區(qū)別在于它是否具有小型冷卻器,主要用于控制焦距)。平面溫度,請記住之前的溫度差是否特別強(qiáng)調(diào)?以焦平面的溫度作為參考溫度,其內(nèi)容沒有特別擴(kuò)展)。主要區(qū)別在于可見光CCD / CMOS可以感知可見光波段中的光波,而熱成像檢測器可以感知紅外波段中的熱輻射光波。紅外熱成像探測器根據(jù)制造工藝和包裝材料的不同分為多種類型。更加宏觀的感覺是,紅外熱成像檢測器比可見光CCD更昂貴,可見光CCD數(shù)量級或更貴。這也是目前的情況。紅外熱成像技術(shù)應(yīng)用范圍狹窄的主要原因之一。紅外探測器的制造和技術(shù)巨頭在歐美仍然更加強(qiáng)大,但是近年來在中國已經(jīng)發(fā)展了一些非常好的制造商,例如煙臺愛瑞,高德紅外,浙江大理,廣州薩特等,以及其他幾家安全巨頭也積極進(jìn)入了紅外探測器領(lǐng)域,例如海康顯微照相,浙江大華等。未來幾年熱成像領(lǐng)域是否會實(shí)現(xiàn)大規(guī)模爆炸,取決于這些探測器制造商能否降低價(jià)格并在民用市場上得到廣泛應(yīng)用。
(3)鏡頭
鏡頭的主要區(qū)別是熱成像鏡頭必須由特殊材料制成。主要原因是紅外熱輻射無法穿透玻璃(硅),因此使用了由鍺和鉻等金屬材料制成的特殊透鏡。這也導(dǎo)致熱成像鏡頭的價(jià)格比光學(xué)鏡頭的價(jià)格高一點(diǎn),這也增加了整機(jī)的價(jià)格。
(4)圖像
圖像的區(qū)別在于可見光成像是彩色的,RGB三通道,而熱成像是灰度的,原始熱成像圖像是單通道的,我們在市場上看到的彩色熱成像都是pseudo-color,在后期手動強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。通常,有許多種偽色,也可以配置。另外,熱成像的圖像尺寸小于可見光的圖像尺寸。如今,典型的熱成像具有38 4、 640,1024僅在最近幾年才發(fā)布,但是可見光現(xiàn)在為1080P或更大的400w等,這已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中。中國成為主流。
(5)應(yīng)用場景
可見光通常在白天或晚上在光線良好的條件下使用。盡管現(xiàn)在有許多星光級設(shè)備可用,但是在光線不好的夜晚,成像效果并不令人滿意,但是熱成像可以全天候工作。在夜晚,它仍然可以成像。當(dāng)然,熱成像也有其缺點(diǎn)。畢竟,成像是基于溫度差。因此,在陰雨天氣和惡劣的低溫條件下,成像質(zhì)量也會下降,甚至模糊。例如,如果藍(lán)色衣服掉入藍(lán)色海中,則無法用可見光設(shè)備看到衣服。均勻表面溫度為30°的物體被放置在溫度為30°的場景中,并且使用熱成像設(shè)備無法看到該物體。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況和設(shè)備特點(diǎn)制定適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。