紅外熱像測溫技術及其應用研究

　　O引言
　　
　　自然界一切溫度高于零度的物體都在以電磁波的形式向外輻射能量，其中包括O．7～1000μm的紅外光波。紅外光具有很高的溫度效應，這是紅外熱像測溫技術的基礎。
　　
　　紅外熱像測溫技術是當今迅速發展的*之一，已廣泛地應用于軍事、準軍事和民用等領域，并發揮著其他產品難以替代的重要作用。美國、德國、英國、法國等發達國家非常重視紅外熱像測溫技術的研究與應用，掌握熱像測溫技術的發展進程、應用領域和發展趨勢，有利于啟發科學、合理的發展思路，為熱像儀的優化發展提供方向性的支持。
　　
　　l紅外熱像測溫原理及影響測溫的因素
　　
　　紅外熱像儀是能夠實現熱像測溫的精密儀器，是紅外熱像測溫的核心設備。它利用實時的掃描熱成像技術進行溫度分析，圖1所示為目前民用市場上應用的主流熱像儀，其結構簡單、功能強大、測溫快。



　　
　　紅外熱像測溫技術就是通過紅外探測器接收被測物體的紅外輻射，再由信號處理系統轉變為目標的視頻熱圖像的一種技術。它將物體的熱分布轉變為可視圖像，并在監視器上以灰度或偽彩顯示出來，從而得到被測物體的溫度分布場信息。紅外熱像測溫原理如圖2所示。
　　
　　由于紅外熱像儀屬于窄帶光譜輻射測溫系統，使用其進行溫度測量時所測得的物體表面溫度，不是直接測量得到的，而是以測到的輻射能計算出來的。因此，實際測量時，測量精度受被測表面的發射率和反射率、背景輻射、大氣衰減、測量距離、環境溫度等因素的影響。
　　
　　儀器接收到的被測物體表面的輻射包括目標輻射、環境反射和大氣輻射三部分，即：
　　
　　2．3科學研究
　　
　　在科學實驗研究方面，紅外熱像技術顯示出其在測試物體溫度場方面的優勢。王喜世等利用紅外熱像儀測量火焰溫度，侯成剛等利用其測試物體的發射率，都取得了較好的效果。許永華等針對高爐爐內溫度場的分布及高爐布料的情況提出了一種基于紅外圖像處理的高爐溫度場檢測方法，通過紅外圖像處理來建立溫度場分布模型，結合十字測溫進行溫度定標，實現了高爐溫度場分布在線監視。高爐紅外熱成像儀通過高靈敏度紅外探測器，實時測溫，測量數達到十萬個溫度點，溫度分辨率可達到<O．5℃（200℃目標）。實時顯示的測試數據反應了高爐內物料溫度或高或低的變化，能測出爐頂物料的溫度，直觀地反應出爐內煤氣流上升的高度。這樣，高爐內部燃燒情況的細微變化（特別對于物料的燃燒程度）可及時反應出來，熱圖如圖5所示。



　　
　　3結語
　　
　　發展到目前的熱成像系統已是現代半導體技術、精密光學機械、微電子學、特殊紅外工藝、新型紅外光學材料與系統工程的產物。近年來，紅外熱像儀的生產已經形成了較大的產業群，應用也涵蓋了幾乎所有的領域。作為一種全新的檢測和科研手段，紅外熱成像技術的應用前景十分廣泛，也期待能在實際運用中發現更多的用途。