紅外熱成像技術的原理

                                              紅外熱成像技術的原理

       紅外輻射是物體的固有屬性，其本質是物質內部微觀粒子的熱運動，任何高于絕對零度以上的物體(包括固體、液體和氣體)都有紅外輻射，物體的溫度越高，分子或原子運動越劇烈，其紅外輻射越多。當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成像。 

       因而任何物體在任何時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有關。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，需要借助紅外探測系統(tǒng)才能進行觀測。被動式紅外探測系統(tǒng)就是利用物體溫度及其輻射本領的差異制成的，用它可以對物體進行探測、測量、跟蹤、搜索和成像等。 

      來自目標或輻射源的紅外輻射，經(jīng)大氣傳輸后，被光學系統(tǒng)接收，調焦并聚焦到紅外探測器的響應平面上，然后把輸入的紅外輻射信號轉變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)過放大和處理，最后在顯示系統(tǒng)中顯示出來，或者驅動執(zhí)行機構工作。這種紅外探測系統(tǒng)結構簡單，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動情況等等。 

      紅外探測器是紅外熱像儀的核心器件可分為熱探測器和光子探測器兩大類。熱探測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的物理參數(shù)改變的探測器，如：熱敏電阻、熱電耦、熱釋電電測器等;光子探測器是通過光子與物質內部電子相互作用，產(chǎn)生電子能態(tài)變化而完成光電轉換的探測器，分為光導型與光伏型兩類。光導型探測器是當半導體吸收光子能量后產(chǎn)生非平衡載流子，參與導電使半導體的電導率增加;光伏型探測器是在非本征半導體上形成P-N結，在入射光子的作用下產(chǎn)生電子-空穴對，結間電場使兩類載流子分開而產(chǎn)生電動勢。根據(jù)探測器單元數(shù)，探測器分為單元探測器、線陣列探測器和面陣探測器。