1、紅外熱成像原理

研究發(fā)現(xiàn)，自然界中一切物體的溫度都會(huì)高于絕對(duì)零度（零下273.15℃），由于物體內(nèi)部分子存在熱運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，不斷地向周圍空間釋放紅外光（波）。紅外光，又稱紅外線，是位于可見光和微波之間的電磁波（光），波長(zhǎng)范圍在0.75~100 μm之間。一般把紅外線分為三部分：近紅外線（波長(zhǎng)范圍0.75~2.5 μm）、中紅外線（波長(zhǎng)范圍 2.5~25 μm）和遠(yuǎn)紅外線（波長(zhǎng)范圍 25~100 μm）。

物體的溫度越高，紅外線熱輻射能量越強(qiáng)，其紅外輻射能量的大小及其波長(zhǎng)與物體溫度有著十分密切的關(guān)系。研究表明，物體輻射出的紅外線峰值波長(zhǎng)與絕對(duì)溫度成反比，即物體的溫度越高，其輻射出的峰值波長(zhǎng)越短。根據(jù)維恩位移定律，峰值波長(zhǎng)（λ）與物體的絕對(duì)溫度（T）乘積為常數(shù)，即：λT=b，其中常數(shù) b=0.002 897 m·K。當(dāng)測(cè)得物體表面輻射出的波長(zhǎng)時(shí)，即可根據(jù)維恩位移定律計(jì)算得到物體表面溫度，這就是紅外熱成像測(cè)溫技術(shù)的理論基礎(chǔ)。利用紅外熱成像技術(shù)，可以根據(jù)不同場(chǎng)合針對(duì)性開發(fā)設(shè)計(jì)各種遠(yuǎn)距離測(cè)溫設(shè)備，如熱成像儀器，廣泛應(yīng)用在大流量人群場(chǎng)所出入口，下面將對(duì)其構(gòu)造原理進(jìn)行具體介紹。

2、紅外熱成像儀構(gòu)造

紅外熱成像儀的構(gòu)造類似于一臺(tái)數(shù)碼攝像機(jī)，基本組成模塊為：紅外鏡頭、紅外探測(cè)器、信號(hào)處理電路、熱圖顯示器等。某一物體發(fā)出的紅外輻射通過熱成像鏡頭聚集到紅外線探測(cè)器上，紅外探測(cè)器將接收到的紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并輸出，經(jīng)調(diào)整或放大后輸入到信號(hào)處理器，信號(hào)處理器對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行一系列處理并轉(zhuǎn)換成圖像碼流，最后在顯示器界面進(jìn)行熱圖可視化顯示。

與普通鏡頭相比，紅外熱成像儀鏡頭通常使用鍺玻璃制成，鍺玻璃折射系數(shù)高，將可見光與紫外光過濾掉，只能通過紅外光。紅外探測(cè)器一般為紅外感應(yīng)元件（紅外傳感器）或晶片，從紅外焦平面陣列輸出的是模擬電信號(hào)，反映晶片單元感受到的紅外輻射能量的強(qiáng)弱，然后經(jīng)過模擬放大、濾波、AD（模-數(shù)）轉(zhuǎn)換后，變成適當(dāng)?shù)臄?shù)字信號(hào)再進(jìn)行處理，如通常轉(zhuǎn)化為常用的圖像灰度值。對(duì)紅外焦平面陣列所有的晶片單元輸出的信號(hào)進(jìn)行組合，得到二維灰度圖像，然后對(duì)不同的灰度范圍進(jìn)行不同的映射處理，突出顯示我們感興趣的溫度或目標(biāo)所在的灰度區(qū)間，抑制其他不受關(guān)注的灰度區(qū)間，增強(qiáng)溫度的可視化效果。

通常我們?cè)诩t外熱圖顯示器觀察到的熱成像圖片是重新配色之后的，可更加方便地通過查看圖像不同顏色，直觀判斷出物體不同部位溫度的差異。由以上可知，紅外熱成像是一種可將紅外圖像轉(zhuǎn)換為熱輻射圖像的技術(shù)，該技術(shù)可在圖像中顯示溫度值。因此，熱輻射圖像中的各種像素事實(shí)上都是一個(gè)溫度測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體溫度的非接觸式測(cè)量。

此外，主控模塊（信號(hào)處理器）獲取到熱成像的整個(gè)完整圖像信息后，可通過外聯(lián)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)將溫度信息傳輸?shù)诫娔X端或后臺(tái)服務(wù)器，后端的綜合一體化監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)掌握前端的人流測(cè)溫信息，再結(jié)合人工智能人臉識(shí)別算法形成配套的解決方案。如通過設(shè)置警示溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)體溫異常人員的鎖定和動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示，幫助工作人員進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行篩檢或者警示。