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红外热成像仪的使用问题

2021年02月22日 09:57来源:天水
红外热像仪必备知识,红外热成像仪的使用

除了与红外热成像仪工作原理相关的问题外,人们还经常询问热成像仪在特定场合的使用问题,以及该技术在特定环境或应用中的有效性。

本节将为这类问题提供解答,并讲述技术背后的原因。

为什么红外热成像仪在夜间性能更佳?

红外热成像仪通常在夜间性能更佳,但这与周围环境的亮暗无关。

由于夜间的环境温度(重要的是未加热的物体和环境的核心温度)比日间低得多,因此热成像传感器能够以较高的对比度显示温暖区域。

即使在相对凉爽的日间,太阳的热能也会被建筑物、道路、植被、建筑材料等吸收。在一天当中,各类物体都会在环境温度中吸收热量,在使用热成像仪传感器检测时,这些物体与其他待检测温暖物体的区别不甚明显。

同理,如果在黑暗中停留数小时(非太阳落山后),大多数热成像仪会清晰显示温暖物体;即使是在白天,清晨也比正午更加明显。

热成像仪可以穿透玻璃检测吗?

您可能会惊讶地发现,热成像仪通常无法通过玻璃检测。

从物理学的角度看,很难解释这一问题的技术原因,但是它的原理却很简单。从本质上看,可见光可以穿过玻璃,但玻璃对于红外波长就像是镜子(这就是为什么红外热成像仪镜头通常由锗或硒化锌而非玻璃制成)。

如果将红外热成像仪对准窗户,屏幕上将无法清晰显示另一侧的图像,您很可能看到的是一团模糊,并且这很可能是您手持镜头的模糊反射。
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但这并非绝对,有些红外频率可以穿过玻璃,而且某些类型和配置的玻璃允许不同程度的红外光通过。例如,汽车挡风玻璃往往比标准的家用玻璃产生更好的结果。

不过在大多数情况下,大部分图像会被玻璃"错误"侧的红外线反射所遮盖,并显示不同程度的不透明度。至少所查看物体将缺少明显的细节和对比度。

简而言之,您无法使用热成像仪在通过玻璃(或其他各种类型的高反射表面)的情况下获得准确的读数。

热成像仪可以在水下工作吗?

红外热成像仪往往无法在水下正常工作,其原因与上述玻璃问题相关。

水会阻挡很多红外波长,就像不透明的屏障会阻挡可见光波长一样。就像我们无法看穿油漆一样,红外线传感器也无法"看穿"深水,因为它所检测到的波无法穿过水。

水为红外热成像仪提出了另一个具有挑战性的问题,这与导热率和比热有关。水的热容比空气高得多,因此将同等体积的温度升高或降低1度需要四倍的能量。

这意味着物体相对于水而言会以更快的速度、更短的距离损失(或获得)自身的热能。因此,对热成像而言,水中的物体会比空气中的物体更难进行热成像。

红外热成像仪可以穿透墙壁吗?

不能。但确切地说,它们根本不会"穿透"任何物体。红外热成像仪旨在检测视线范围内第一个物体的表面温度;将一个点指向墙壁或其他固体表面,它将记录该表面向外散发的热量。
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由于大多数建筑物都经过工程设计和绝缘设计,可以吸收热量,因此外部热成像仪很难反映内部情况,反之亦然。请注意:红外热成像仪可用于检测从墙后散发的极端热量(例如房屋发生火灾的情况下),这是因为墙壁本身也会很快变热。

类似地,一些热成像仪足够灵敏(高达+/-0.01℃),可以记录人发出的热量,例如站在薄(且冷)墙壁的另一侧,但前提是人要站立足够长的时间,以使自身的热量能够通过墙壁的传递到那个点。
红外热成像仪的用途
如今,除了基本的工程应用之外,应急服务也广泛使用红外热成像仪。该技术会定期部署在各种场景中,包括消防、夜间******追捕以及灾难响应搜索和救援。

不过,红外热成像仪至今仍有一些可能不太明显的用途。在本节中,我们将简要介绍一些常见场合。
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无人机红外热成像仪
红外热成像仪通常用于无人机(UAV)中,以增强其在危险或难以观察条件下的侦察能力。对于无人机爱好者,热成像对于摄影师来说用途广泛;对于应急部门,无人机热成像还可以用于搜索和救援团队,以及军事应用。

用于火灾检测的红外热成像仪
红外热成像仪可以帮助消防员在尘埃、雾气、灰烬以及污染物遮挡等低能见度条件下发现幸存者;此外,它还可以帮助发现热点、潜在的火源,或指示火灾可能的源头位置(例如地下或空腔壁内)。

适用于Apple和Android设备的红外热成像仪
如今,Apple iOS和Android手机有大量的"热量"和"红外"照片应用程序可用,但它们几乎全都是模拟程序。独立的应用程序一般是在手机相机上施加精美滤镜,以有效模拟热检测成像的整体外观。要在智能手机上获得真实的热成像体验,您需要购买辅助热成像仪,并将其连接到手机上,同时结合相应的应用程序使用。菲力尔等品牌的红外热成像仪在英国热销。

用于野生动物的红外热成像仪
如今,野生动物摄影、动物追踪和环境监测都是热成像技术的常见领域。可以设置配备有智能传感器的红外热成像仪,这样它可以无人值守地在自然栖息地中使用,或者在夜间或其他难以发现野生动物的情况下自动触发。与之前相比,它还可以对某些地区的物种和行为进行更加全面的监测。

海洋用红外热成像仪
红外热成像仪可以应用于一些非常重要的海洋应用,尤其对于夜间航行、大雾或恶劣天气,它可以显著增强碰撞检测系统。如前所述,尽管水下热成像的有效性受到了巨大限制(即使使用先进的技术),但如今符合海洋等级规格的热成像仪已得到了广泛使用,能够安装在各尺寸远洋轮的多个位置。

热安全热成像仪
如今,几乎所有营业场所会部署各种形式的安全热成像仪技术。近年来,热成像监控设备已逐渐成为标配产品,以实现更好的保护、识别和************。热安全热成像仪可在低光和可见度较差的区域中表现良好,并能够消除办公室以及仓库附近的诸多视觉伪装(例如茂密的树叶)。此外,CCTV热成像仪还可以与智能传感器和分析技术相结合,助力减少错误警报的数量。标准CCTV装置必须沿可见视线放置才能有效运行,同时还需要昂贵的额外照明才能提供基本功能;而热检测系统更加经济实惠,支持长期运行。

夜视热成像仪
尽管红外热成像仪和标准"夜视"装置均可在弱光或其他情况下提高可见度,但实际上它们是两种不同的产品,依赖于不同的技术。其关键区别在于,夜视热成像仪(在电影中看到的夜视热成像仪,夜间显示粒状的绿色和白色)依赖适量的环境光,以放大其无法检测到的物体。出于各种原因,传感器无法应对太多的光线,但是许多人并未意识到,在完全黑暗的环境中,夜视技术也不能胜过人眼。因此,许多夜视热成像仪都配备了附加的红外照明功能,以便提供更大波长的可放大电磁信号,以帮助传感器在非常黑暗的条件下工作。这些是肉眼看不见的,但使用夜视仪的其他人都可以轻易检测到;这在许多应用中并不构成问题,但却无法良好用于军事或监视用途。虽然夜视可以在适当的条件下提供更自然的图像,但如果物体被雾气、烟雾、灰尘或伪装遮挡,其效果远不如热成像。

工业用红外热成像仪
当前许多热成像仪都可用于工业用途,英国市场提供各种不同的配置和制造标准,以适应富有挑战性的应用和环境。其中包括经认证可用于易爆气体区域的热成像仪(例如石化行业);采矿等地下应用;制糖和谷物处理等行业存在大量空气传播尘埃颗粒的区域。如果您的工业红外热成像仪需要特定认证,请与供应商联系并咨询制造指南,以确认满足所有相关标准(例如ATEX和IECEx批准用于1区爆炸性环境)。

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