2024年2月24日发(作者：锐映颖)
红外热成像仪基本原理介绍
原理综述：红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜及光机扫描系统（或者焦平面技术）接受被测目标的红外辐射能量分布图形反应到红外探测器的光敏元件上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理，转换成标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外图像。
一、什么是红外
为了搞清楚红外热成像仪就是如何光学的，我们存有必要首先搞清楚什么就是红外。那么什么就是红外呢？物理学对红外线的表述就是：红外或表示红外电磁辐射，由物理学家郝歇尔于1800年首先辨认出，其本质就是波长为0.76um~1000um的电磁波，波长介乎红外线和微波之间，其中波长为0.76~3um的红外称作近红外，波长为3~40um称作中红外，波长40~1000微米的称作远红外。
二、为什么能用红外进行成像
在明白了什么就是红外之后，我们也许可以疑惑另一个问题：既然红外就是波长介乎红外线和微波之间的电磁波，就是一种无法用肉眼看著的电磁波，那么我们如何能够利用它展开光学呢？这必须归咎于红外的一个关键的物理性质——热效应。事实上，红外频率比较高，能量不低，所以当红外照射物体时就可以反射原子分子的间隙，而无法反射至原子、分子内部，由于红外就可以反射至原子、分子的间隙，可以并使原子、分子的振动大力推进、间距拉大，即为减少热运动能量，从宏观来看，物质在融化，融化，气化，但物质的本质并没出现发生改变，这就是红外的热效应。
三、如何利用红外热效应成像
既然我们可以利用红外的热效应展开光学，那么从技术上如何同时实现呢？这须要使用一种关键的红外传感器——热探测器。热探测器分成：温差电偶和温差电堆、测辐射热计、高莱管、热电探测器。这里主要了解热电探测器。热电探测器就是利用居里点以下的热电晶体的自发性极化强度与温度有关的原理做成的器件。当热电晶体薄片稀释电磁辐射产生温升时，在薄片极化方向产生电荷转换为：∆q=pta∆t,deltat式中deltaq为电荷变化量，pt为温度t时的态是电系数，a为稀释电磁辐射的表面的面积，deltat为晶体的温贬值，当用调制的电磁辐射反射时晶体的温度不断变化,电荷也随之变化,从而产生电流，它的数值与调制的辐射量有关。在恒温下，晶体内部的电荷分布被自由电子和表面电荷中和,在两极间测不出电压。当温度快速变化时,晶体内偶极矩可以产生变化,产生瞬态电压,所以热（释）电探测器就可以观测调制的电磁辐射或电磁辐射脉冲，它的响应时间慢，可以达纳(10-9)秒数量级,时能在常温下工作。此外它仅由晶体片镀以电极形成观测元,因此机械强度很高,消除了红外探测器难损毁的缺点，积极响应的谱段从γ射线至亚毫米波，
就是目前发展最快的热探测器。热电探测器所用的材料主要存有钛酸钡、硫酸三甘肽(tgs)、拌镧的锆钛酸铅(plzt)、铌酸锂和铌酸锶钡。
四、如何根据热电信号最终成像
在明白了为什么能够利用红外光学以及怎样利用红外光学之后，我还想要晓得的另一个问题就是，我们究竟怎样利用收集至的信号还原成出来人眼对齐的物理图像？我查询的一些资料表明，我们可以利用dsp处理器加工收集至的电信号，再利用d/a转换器将处置过的图像数字信号转换成模拟信号，然后再表明在显示器上。所以总结上面的深入探讨，我们可以晓得，红外热像仪的光学过程大致为：
1、通过光学系统接受聚焦红外信号。
2、将拒绝接受至的红外信号著眼至焦平面的态是电传感器或者其它热电传感器上，抽取红外光信号中的热信号，再将冷信号切换为电信号。
3、将采集到的电信号通过模拟电路的放大除噪等处理后转换为模数转换器能采集的信号。
4、利用模数转换器将演示电信号切换为数字电信号，并赠送给数字信号处理器展开图像处理。
5、将处理后的数字信号交给数模转换器转变为模拟信号。
6、将切换后的模拟信号表明在显示器T5800人们查阅。
根据以上一步步的思考和探索，我最终明白了红外热像仪的基本原理。当然，这只是一个非常粗浅的了解，要深入了解红外热像仪，就要深入研究光学系统，传感器技术，模数数模转换以及非常具有挑战性的图像处理的内容。这些内容是如此的复杂，以至于每一个分支的内容都可以耗掉我们毕生的时间去探索和研究，所以在这里我只是简单的介绍了红外热像仪的基本原理。尽管对这个基本原理的学习是简单的，但是通过自己查阅资料，分析问题，最终得到问题的答案，这个过程却是愉快而刺激的。通过对红外热像仪的自主学习，我学到的一个重要的解决问题的办法就是，当面对一个大的问题的时候，我们需要把一个大的问题分成一个一个的小问题，然后逐步的搞清楚每一个小问题，最终再把这些小问题串联起来就比较容易解决大问题了。
2024年2月24日发(作者：锐映颖)
红外热成像仪基本原理介绍
原理综述：红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜及光机扫描系统（或者焦平面技术）接受被测目标的红外辐射能量分布图形反应到红外探测器的光敏元件上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理，转换成标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外图像。
一、什么是红外
为了搞清楚红外热成像仪就是如何光学的，我们存有必要首先搞清楚什么就是红外。那么什么就是红外呢？物理学对红外线的表述就是：红外或表示红外电磁辐射，由物理学家郝歇尔于1800年首先辨认出，其本质就是波长为0.76um~1000um的电磁波，波长介乎红外线和微波之间，其中波长为0.76~3um的红外称作近红外，波长为3~40um称作中红外，波长40~1000微米的称作远红外。
二、为什么能用红外进行成像
在明白了什么就是红外之后，我们也许可以疑惑另一个问题：既然红外就是波长介乎红外线和微波之间的电磁波，就是一种无法用肉眼看著的电磁波，那么我们如何能够利用它展开光学呢？这必须归咎于红外的一个关键的物理性质——热效应。事实上，红外频率比较高，能量不低，所以当红外照射物体时就可以反射原子分子的间隙，而无法反射至原子、分子内部，由于红外就可以反射至原子、分子的间隙，可以并使原子、分子的振动大力推进、间距拉大，即为减少热运动能量，从宏观来看，物质在融化，融化，气化，但物质的本质并没出现发生改变，这就是红外的热效应。
三、如何利用红外热效应成像
既然我们可以利用红外的热效应展开光学，那么从技术上如何同时实现呢？这须要使用一种关键的红外传感器——热探测器。热探测器分成：温差电偶和温差电堆、测辐射热计、高莱管、热电探测器。这里主要了解热电探测器。热电探测器就是利用居里点以下的热电晶体的自发性极化强度与温度有关的原理做成的器件。当热电晶体薄片稀释电磁辐射产生温升时，在薄片极化方向产生电荷转换为：∆q=pta∆t,deltat式中deltaq为电荷变化量，pt为温度t时的态是电系数，a为稀释电磁辐射的表面的面积，deltat为晶体的温贬值，当用调制的电磁辐射反射时晶体的温度不断变化,电荷也随之变化,从而产生电流，它的数值与调制的辐射量有关。在恒温下，晶体内部的电荷分布被自由电子和表面电荷中和,在两极间测不出电压。当温度快速变化时,晶体内偶极矩可以产生变化,产生瞬态电压,所以热（释）电探测器就可以观测调制的电磁辐射或电磁辐射脉冲，它的响应时间慢，可以达纳(10-9)秒数量级,时能在常温下工作。此外它仅由晶体片镀以电极形成观测元,因此机械强度很高,消除了红外探测器难损毁的缺点，积极响应的谱段从γ射线至亚毫米波，
就是目前发展最快的热探测器。热电探测器所用的材料主要存有钛酸钡、硫酸三甘肽(tgs)、拌镧的锆钛酸铅(plzt)、铌酸锂和铌酸锶钡。
四、如何根据热电信号最终成像
在明白了为什么能够利用红外光学以及怎样利用红外光学之后，我还想要晓得的另一个问题就是，我们究竟怎样利用收集至的信号还原成出来人眼对齐的物理图像？我查询的一些资料表明，我们可以利用dsp处理器加工收集至的电信号，再利用d/a转换器将处置过的图像数字信号转换成模拟信号，然后再表明在显示器上。所以总结上面的深入探讨，我们可以晓得，红外热像仪的光学过程大致为：
1、通过光学系统接受聚焦红外信号。
2、将拒绝接受至的红外信号著眼至焦平面的态是电传感器或者其它热电传感器上，抽取红外光信号中的热信号，再将冷信号切换为电信号。
3、将采集到的电信号通过模拟电路的放大除噪等处理后转换为模数转换器能采集的信号。
4、利用模数转换器将演示电信号切换为数字电信号，并赠送给数字信号处理器展开图像处理。
5、将处理后的数字信号交给数模转换器转变为模拟信号。
6、将切换后的模拟信号表明在显示器T5800人们查阅。
根据以上一步步的思考和探索，我最终明白了红外热像仪的基本原理。当然，这只是一个非常粗浅的了解，要深入了解红外热像仪，就要深入研究光学系统，传感器技术，模数数模转换以及非常具有挑战性的图像处理的内容。这些内容是如此的复杂，以至于每一个分支的内容都可以耗掉我们毕生的时间去探索和研究，所以在这里我只是简单的介绍了红外热像仪的基本原理。尽管对这个基本原理的学习是简单的，但是通过自己查阅资料，分析问题，最终得到问题的答案，这个过程却是愉快而刺激的。通过对红外热像仪的自主学习，我学到的一个重要的解决问题的办法就是，当面对一个大的问题的时候，我们需要把一个大的问题分成一个一个的小问题，然后逐步的搞清楚每一个小问题，最终再把这些小问题串联起来就比较容易解决大问题了。