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北京北信科遠(yuǎn)儀器有限責(zé)任公司
中級(jí)會(huì)員 | 第12年

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紅外熱成像技術(shù)的原理

時(shí)間:2021/9/11閱讀:2820
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                                              紅外熱成像技術(shù)的原理

       紅外輻射是物體的固有屬性,其本質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)部微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng),任何高于絕對(duì)零度以上的物體(包括固體、液體和氣體)都有紅外輻射,物體的溫度越高,分子或原子運(yùn)動(dòng)越劇烈,其紅外輻射越多。當(dāng)物體與周圍背景之間、以及物體本身不同部位之間存在著溫差,就會(huì)輻射出不同的能量,紅外成像器利用物體間的紅外輻射差來探測(cè)成像。 

       因而任何物體在任何時(shí)刻都要源源不斷地向外輻射電磁波。物體輻射的電磁波是其溫度的函數(shù),通常還與物體的輻射本領(lǐng)有關(guān)。紅外輻射是介于可見光與微波之間的電磁波,其波長在0.75um-1000um之間。由于人的眼睛看不到紅外輻射,需要借助紅外探測(cè)系統(tǒng)才能進(jìn)行觀測(cè)。被動(dòng)式紅外探測(cè)系統(tǒng)就是利用物體溫度及其輻射本領(lǐng)的差異制成的,用它可以對(duì)物體進(jìn)行探測(cè)、測(cè)量、跟蹤、搜索和成像等。 

      來自目標(biāo)或輻射源的紅外輻射,經(jīng)大氣傳輸后,被光學(xué)系統(tǒng)接收,調(diào)焦并聚焦到紅外探測(cè)器的響應(yīng)平面上,然后把輸入的紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),再經(jīng)過放大和處理,最后在顯示系統(tǒng)中顯示出來,或者驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。這種紅外探測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,能夠直接反映物體的特征參量。如物體的溫度或物體的各部分溫度的分布情況,物體的空間方位及其運(yùn)動(dòng)情況等等。 

      紅外探測(cè)器是紅外熱像儀的核心器件可分為熱探測(cè)器和光子探測(cè)器兩大類。熱探測(cè)器是指吸收紅外輻射后,使熱敏元件溫度升高從而引起與溫度有關(guān)的物理參數(shù)改變的探測(cè)器,如:熱敏電阻、熱電耦、熱釋電電測(cè)器等;光子探測(cè)器是通過光子與物質(zhì)內(nèi)部電子相互作用,產(chǎn)生電子能態(tài)變化而完成光電轉(zhuǎn)換的探測(cè)器,分為光導(dǎo)型與光伏型兩類。光導(dǎo)型探測(cè)器是當(dāng)半導(dǎo)體吸收光子能量后產(chǎn)生非平衡載流子,參與導(dǎo)電使半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加;光伏型探測(cè)器是在非本征半導(dǎo)體上形成P-N結(jié),在入射光子的作用下產(chǎn)生電子-空穴對(duì),結(jié)間電場使兩類載流子分開而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)探測(cè)器單元數(shù),探測(cè)器分為單元探測(cè)器、線陣列探測(cè)器和面陣探測(cè)器。 

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