測溫槍方案:熱成(chéng)像的基礎理論

測溫槍方案:熱成(chéng)像的基礎理論

2020-04-06handler654

  1672年,人們發(fā)現太陽光(白光)是由各種(zhǒng)顔色的光複合而成(chéng),同時(shí),牛頓做出了單色光在性質上比白色光更簡單的著名結論。使用分光棱鏡就(jiù)把太陽光(白光)分解爲紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等各色單色光。1800年,英國(guó)物理學(xué)家F. W. 赫胥爾從熱的觀點來研究各種(zhǒng)色光時(shí),發(fā)現了紅外線。他在研究各種(zhǒng)色光的熱量時(shí),有意地把暗室的唯一的窗戶用暗闆堵住,并在闆上開(kāi)了一個矩形孔,孔内裝一個分光棱鏡。當太陽光通過(guò)棱鏡時(shí),便被(bèi)分解爲彩色光帶,并用溫度計去測量光帶中不同顔色所含的熱量。爲了與環境溫度進(jìn)行比較,赫胥爾用在彩色光帶附近放幾支作爲比較用的溫度計來測定周圍環境溫度。試驗中,他偶然發(fā)現一個奇怪的現象:放在光帶紅光外的一支溫度計,比室内其他溫度的批示數值高。經(jīng)過(guò)反複試驗,這(zhè)個所謂熱量最多的高溫區,總是位于光帶最邊緣處紅光的外面(miàn)。于是他宣布太陽發(fā)出的輻射中除可見光線外,還(hái)有一種(zhǒng)人眼看不見的“熱線”,這(zhè)種(zhǒng)看不見的“熱線”位于紅色光外側,叫(jiào)做紅外線。紅外線是一種(zhǒng)電磁波,具有與無線電波及可見光一樣(yàng)的本質,紅外線的發(fā)現是人類對(duì)自然認識的一次飛躍,對(duì)研究、利用和發(fā)展紅外技術領域開(kāi)辟了一條全新的廣闊道(dào)路。

  

  紅外線的波長(cháng)在0.76~100μm之間,按波長(cháng)的範圍可分爲近紅外、中紅外、遠紅外、極遠紅外四類,它在電磁波連續頻譜中的位置是處于無線電波與可見光之間的區域。紅外線輻射是自然界存在的一種(zhǒng)最爲廣泛的電磁波輻射,它是基于任何物體在常規環境下都(dōu)會(huì)産生自身的分子和原子無規則的運動,并不停地輻射出熱紅外能(néng)量,分子和原子的運動愈劇烈,輻射的能(néng)量愈大,反之,輻射的能(néng)量愈小。

  

  溫度在絕對(duì)零度以上的物體,都(dōu)會(huì)因自身的分子運動而輻射出紅外線。通過(guò)紅外探測器將(jiāng)物體輻射的功率信号轉換成(chéng)電信号後(hòu),成(chéng)像裝置的輸出信号就(jiù)可以完全一一對(duì)應地模拟掃描物體表面(miàn)溫度的空間分布,經(jīng)電子系統處理,傳至顯示屏上,得到與物體表面(miàn)熱分布相應的熱像圖。運用這(zhè)一方法,便能(néng)實現對(duì)目标進(jìn)行遠距離熱狀态圖像成(chéng)像和測溫并進(jìn)行分析判斷。