揭秘红外热像仪的成像原理

红外热像仪是一种非常常见的光学测量设备，通过红外辐射成像技术可以实现对物体温度的诊断。那么，它的成像原理是什么呢？本文将揭秘红外热像仪的成像原理。

红外辐射是一种能量较低的电磁波，通常被分为三个波段，分别是短波红外、中波红外和长波红外。这三个波段的波长分别为0.76~1.4μm、1.4~3μm和3~1000μm。其中，短波红外能够被大部分材料反射，中波红外和长波红外在某些材料上能够产生热效应。红外热像仪正是利用这一原理完成温度成像。

红外热像仪的核心部件是红外探测器，它能够将红外辐射转换成电信号，并且放大成为人类可视的图像。目前，主流的红外探测器有两种，一种是基于热电材料制成的热电探测器（Thermal Detector），另一种是基于半导体材料制成的半导体探测器（Quantum Detector）。

在热电探测器中，红外辐射会使热电材料发生温差，产生热电势差，最终转换成电信号。而半导体探测器则是利用了半导体材料在受到红外辐射时产生的电子井来实现探测。

无论是采用热电探测器还是半导体探测器，红外热像仪在成像中都会遵循斯特藩-波尔兹曼定律，即每个物体的发射率与它的温度成正比。因此，红外热像仪可以通过测量物体辐射出的红外辐射量，来推算其表面的温度。温度越高，物体所辐射出的红外辐射也会越强，从而能够被红外热像仪更为准确地测量。

除了温度的影响，物体的表面形状和材料也会对红外热像仪的成像产生影响。例如，极好的表面反射和漏热都会影响探测器接受的信号强度。为了得到更准确的成像效果，在进行测量前需要对被测物体的表面进行制备，以减少其对测量的干扰。

总之，红外热像仪是现代工业和科学领域中的必备设备之一，它的成像原理是基于红外辐射的测量，利用探测器将红外辐射转换成人类可视的图像，从而实现对被测物体温度的诊断。