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                  紅外熱像儀

                  在自然界中,所有溫度高于絕對零度(-273°C)的物質都不斷地輻射著紅外線,它是由物質內部的分子、原子運動所產生的電磁輻射。

                  人眼只能感受到光輻射的客觀物質世界,而不能直接感覺光波以外的電磁輻射。如圖所示,人眼看不到紅外輻射,因為紅外輻射不會引起人眼的感光作用,因此,紅外輻射通常也被稱為不可見光。

                  而紅外熱像儀可以將目標發出的不可見紅外輻射轉變為可見的熱圖像,該技術使人類超越了視覺限制,可以直接看到目標表面溫度分布情況。

                  紅外熱像儀的核心是焦平面陣列—IRFPA,按照工作原理,紅外熱成像儀可以分為制冷型和非制冷型。

                  紅外熱像儀的原理

                  利用紅外探測器、光學成像物鏡接收被測目標的紅外輻射信號,經過光譜濾波、空間濾波,使聚焦的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元上,對被測物的紅外熱像進行掃描并聚焦在單元或分光探測器上,由探測器將紅外輻射能轉換成電信號并經放大處理,轉換成標準視頻信號通過電視屏或監視器顯示紅外熱像圖。

                  檢測靈敏度

                  紅外熱成像無損檢測技術檢測缺陷的能力與實驗設備、缺陷類型、熱激勵方式有關。一般地,檢測深度和線度-深度比有關;線度-深度比即缺陷的線度與深度的比值。

                  當線度-深度比大于2時,即缺陷的直徑D與缺陷所在是深度d之比大于2,缺陷才能被檢測到。

                  發展方向

                  在大氣環境中,目標物體發射出的紅外輻射,要在大氣中傳播相當長的距離才能到達紅外熱像儀。在大氣傳播時受到大氣衰減,能順利通過大氣的紅外輻射主要有三個窗口,稱為大氣窗口,即短波(1μm-2.5μm)、中波(3μm-5μm)和長波(7μm-14μm)。

                  目前主流的熱成像技術普遍采用單波段技術探測目標信息。隨著現代焦平面技術的進一步發展,單波段熱成像技術的發展越來越完善,但由于單波段技術只能在唯一的波段工作,任何一個單波段紅外熱像儀不可能適應所有的環境,使其受到很大的局限。

                  如果一個紅外熱像儀能同時在兩個波段探測目標信息,就可抑制復雜的探測背景,從而提高對目標的探測能力,得到質量更高的圖像,并且大大擴展應用范圍。

                  雙波段紅外熱像儀一般都在中波、長波紅外波段工作。由于雙波段紅外探測器的研究既受到單波段器件發展的限制,也受到中波和長波兩個波段熱成像系統需求的限制,因此其總體發展水平遠不及單波段紅外熱像儀,但在軍事上已有所使用。

                  未來,隨著單波段紅外熱像儀、相關技術的日漸成熟和軍民市場需求的增加,雙波段紅外熱像儀將集中在“集成式、焦平面、大陣列、小型化、多色化”五個方向發展。因此,雙波段紅外熱像儀成為紅外成像系統發展趨勢。

                  未來,如果熱波成像無損檢測技術使用雙波段紅外熱像儀進行探測,將得到更高質量的圖像,檢測缺陷的能力也將更強。

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