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閱讀：20發(fā)布時(shí)間：2025-11-1
什么是紅外光譜
宇宙中一切溫度高于零度的物體均會(huì)向外輻射電磁波，各個(gè)波段都有，不同電磁波的波段代表不同的信息。
溫度越高，各個(gè)波段的能量都增加，且能量峰值波段頻率越高，波長(zhǎng)越短。
以可見光(紅-紫)作為分界線，波長(zhǎng)短的紫外光、X射線等，都對(duì)人體有一定傷害；波長(zhǎng)長(zhǎng)的紅外，對(duì)人體無害。
人眼只能看到可見光，通過其他成像設(shè)備，可以看到不同波段的成像信息。
紅外波段對(duì)應(yīng)的特征溫度在室溫附近，常溫鐵塊，輻射能量峰值在紅外波段；當(dāng)鐵塊溫度上升到1-2000度時(shí)，峰值波段移到可見光，所以夜晚也能看到發(fā)紅的鐵塊。
通過探測(cè)物體的紅外輻射能量帶下，可以間接測(cè)量物體表面溫度。紅外光譜范圍大致為1~14µm。
大氣存在H2O/CO2/O2等氣體，對(duì)某些波段的紅外輻射有吸收，這些波段屬于廢棄無用的。
留給紅外熱像儀使用的波段為：短波（1 ~ 2.5 µm ）、中波（3 ~ 5µm）、長(zhǎng)波（8~14µm）。不同波段需要不同的探測(cè)器。
長(zhǎng)波紅外探測(cè)器商業(yè)化程度，為觀察地表上常見溫度的物體而設(shè)計(jì)，絕大部分紅外成像應(yīng)用都已長(zhǎng)波紅外為主，即便不是選擇。
紅外熱像儀原理
物體向外輻射電磁波—>鏡頭完成濾波、聚焦—>光柵濾除雜散光—>紅外能量投射到探測(cè)器上—>通過硬件、算法將能量換算成溫度和圖像。
探測(cè)器每個(gè)像素，可以看成熱敏電阻，電阻隨溫度變化。因此電磁波能量—>每個(gè)像素吸收發(fā)熱—>發(fā)熱引起電阻變化—>電壓變化，并采集，其值等效于能量變化。整個(gè)探測(cè)器真空封裝，防止像素吸熱后被空氣吸收掉。
光—>熱—>電轉(zhuǎn)換降低了系統(tǒng)響應(yīng)速度，相比于常見的光—>電器件。
紅外監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
紅外監(jiān)測(cè)技術(shù)和其他監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）操作安全：由于紅外監(jiān)測(cè)不需要與設(shè)備直接接觸，所以操作十分安全。這在帶電設(shè)備、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備、高空設(shè)備的監(jiān)測(cè)中表現(xiàn)尤為突出。
（2）靈敏度高：現(xiàn)代紅外探測(cè)器對(duì)紅外輻射的探測(cè)靈敏度很高，以此類探測(cè)器為基礎(chǔ)構(gòu)成的紅外監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)溫度的分辨率很高，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備不同部位存在的℃的溫度差別，可以監(jiān)測(cè)診斷出設(shè)備熱狀態(tài)的細(xì)微變化。
（3）診斷效率高：由于紅外探測(cè)器的響應(yīng)速度高達(dá)納秒級(jí)，因此可迅速采集、處理和顯示設(shè)備的紅外輻射，大大提高設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷的效率。
紅外監(jiān)測(cè)技術(shù)存在的主要問題為一是紅外測(cè)量主要是表面的熱狀態(tài)，不能確定物體內(nèi)部的熱狀態(tài)；二是紅外無損監(jiān)測(cè)設(shè)備是高科技產(chǎn)品，更新?lián)Q代迅速，生產(chǎn)批量不大，因此與其他檢測(cè)儀器或常規(guī)監(jiān)測(cè)設(shè)備相比，價(jià)格昂貴。
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