红外热像仪简介 北京航天科奥电子技术有限公司

红外辐射 我们讲红外辐射实际上讲的是一种特殊的“光”。它以光速（每秒186,000英里）在空间传播。将红外辐射与无线电波、微波、可见光、紫外线、x射线以及γ射线结合在一起，最终可得到叫做电磁光谱的宽带辐射频率（波长）。红外辐射与其他电磁辐射之间的差别在于波长。红外光谱的波长比无线电波短，但比光波长。

红外光谱

红外辐射与物体温度 所有物体都发出红外射线，红外能量由物质内原子和分子振动产生。随着物体变热，分子运动加快，而使物体发出更多的红外光。只有在绝对零度（-273℃）时，即所有分子运动都停止时，物体才不发出红外射线。当物体变热，其温度上升时，分子运动加快，平均波频提高，辐射增强。物体的温度在千度以下时，其热辐射中最强的波为红外辐射；当物体温度为300℃时，其热辐射最强的波长为5μm；到500 ℃左右时物体才会出现暗红色的辉光，当温度到800℃时，辐射已有明显的可见光成围；只有当达3000℃时，物体的辐射能才包含足够多的可见光能量。这就是说，随着物体温度上升，其峰值辐射波长就变换成可见光谱。

辐射与物体温度

影响红外辐射的主要因素 1、物体的发射率是影响红外热辐射的关键因素之一， 物体发射率的大小与其材料的性质、温度和表面状 态直接相关。以下是典型常用材料的发射率：

材料发射率 材料（金属） 发射率 材料（非金属） 氧化铝 0.2-0.4 皮肤（人体） 0.95-0.98 未氧化铝 0.02-0.1 石棉 铝（表面粗糙） 0.1-0.3 砖块 0.90-0.98 黄铜（表面抛光） 0.3 陶瓷 黄铜（氧化） 0.5 混凝土 铜（表面抛光） 0.03 棉布 铜（表面粗糙） 0.05-0.1 玻璃（盘） 0.85 氧化铜 0.4-0.8 冰 0.98 未氧化铁 0.05-0.2 石灰石 氧化铁 0.5-0.95 油漆 0.90-0.99 铁（表面锈蚀） 0.5-0.7 纸张 冷轧钢 0.7-0.9 塑料（不透明） 薄钢 0.4-0.6 橡胶 钢（表面抛光） 0.1 沙 0.90 钢（表面氧化） 木材（自然） 0.90-0.95 不锈钢 0.1-0.8 土壤 沥青

影响红外辐射的主要因素 2、透射率 透射率指材料透射红外辐射的能力。好的透射材料 一般多用来制作热摄像系统的镜头，目前，两种常 用的优良透射材料是锗和硅。红外辐射不能透射玻 璃，所以，玻璃不是红外透射材料。透射材料的制 作工艺和水平直接影响红外设备对红外辐射的接收 灵敏度。

影响红外辐射的主要因素 3、大气窗口 当红外辐射在大气中传输时，大气会有选择地吸收红外能量而使之衰减，实验表明，能够顺利通过大气地红外辐射主要有三个范围，即：1～2.5um、3～5um、8～14um，形象地把这三个波长范围叫做大气窗口。

影响红外辐射的主要因素 4、大气衰减 大气衰减红外辐射的原因之一是大气分子的吸收作用。几个红外辐射强吸收带的产生主要来自于水蒸气、二氧化碳和臭氧。他们虽然在大气中的含量很少，但对于大气中的红外辐射影响很大，基本上决定了大气的红外透过特性。 5、散射 散射是红外辐射在它的传输过程中遇到孤立的或相互结合的微粒，使其偏离原来的方向，致使原传输方向的辐射能量变弱，这种能量改变的情况称为散射现象。在大气窗口没有强吸收带，主要是大气散射造成的衰减。 6、大气透过率 即使辐射在三个大气窗口中传播，辐射能量还是会有一定的衰减，辐射穿过大气未被吸收衰减的能量与总辐射能量之比，称为“大气透过率”。在大气窗口中没有强吸收带，主要是由大气散射造成衰减。

影响红外辐射的主要因素 7、大气辐射 当用红外探测器检测目标辐射信号时，探测器不可避免地要受到大气中（主要是阳光）发射的红外辐射的影响。 8、地面辐射 当用红外探测器检测目标辐射信号时，探测器有时要受到来自地面的红外辐射的影响。 9、背景辐射 当用红外探测器检测目标辐射信号时，探测器不可避免地要受到周围物体、天空或地面发射的大量红外辐射的影响。

红外探测器 红外探测器是所有红外摄像系统的心脏，它能传导红外 辐射能，产生与目标表面温度成正比的有用的电信号。它 能够把入射的微弱红外光转换为电子线路可以测量的电信 号的光电转换器件。 大部分红外热像仪采用的探测器是光子探测器和热探 测器

镜头 镜头是一种近乎完美的红外能透射器（透射率约为95%），它不会使图象发 生畸变，用来汇聚探测器的的目标区发出的红外能。 镜头材料： 锗：主要用于长波红外摄像仪，与大部分红外镜头一样，它不透射可见光能 量。 硅：是一种优良的红外透射材料，主要用于中波段红外系统。 硒化锌：一种用于中波红外系统的优良红外能透射材料，相当柔软，通常加 有镀层，以防 止表面损伤。 蓝宝石（Al2O3）：用于中波红外系统，坚硬，不易刮伤，是一种同时可以 透射可见光的 红外材料。

红外摄像系统 下图示出利用非致冷焦平面制作的红外摄像系统的信息处理的流程。简言之，目标由镜头聚焦后送到探测器，探测器将热信息变成电信号，此电信号被送到电子/视频处理板，经过处理变成视频信号，在监视器上显示供我们观看。这是红外系统的基本工作模式，很少有例外。

红外热像仪的应用 军事上应用: 敌情侦察、红外制导

工业上的应用 Principle & Applications of Infrared Imaging System 电路检测与保养 质量控制 研发测试

医学上的应用 Principle & Applications of Infrared Imaging System

应用于安防 Principle & Applications of Infrared Imaging System Safety Security

Expectation-cheaper 消防上的应用 汽车夜视仪