自然界中只要高于绝对零度(-273℃)的物体,都会不断向外辐射红外线。红外热成像通过光学系统、红外探测器芯片及电子处理系统,将物体表面红外辐射转换成可见图像。简单来说,红外热成像原理就是利用温度成像,将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
热成像具有不受可见光影响、可24小时清晰成像、非接触测温、穿烟透雾等优势,可应用于人体测温、工业测温、自动驾驶、安消防、户外观察等。
热成像原理如下:
红外热成像仪,是采用红外热成像技术,通过测量目标物体的红外辐射,经过光电转换、信号处理等手段,将目标物体的热分布数据转换成视频图像的设备。
红外热成像仪的具体工作过程是,通过光学成像系统接收被测目标的红外辐射能量,然后将其作用到红外探测器的光敏元件上,通过后继电路和信号处理后获得红外热像图。其本质就是对红外波段的能量进行成像,然后通过伪着色处理,不同颜色表示不同温度,从而直观的看到物体表面的温度分布情况。而且,红外热成像仪不仅能实现非接触式测温,且测量精度可控制在±0.2℃。
红外热成像仪技术相对成熟,也有一些小缺点,比如因为红外线热成像仪的测量 *** 是非接触式的,很容易受到外界环境影响而导致测量结果不准确,这就需要工作人员在检测时根据检测环境下对仪器进行校正;而且,红外热成像仪内部组件所产生的本体辐射也会对检测结果产生影响。
红外热成像仪的优点也是非常明显。因为红外热成像仪是通过收集目标的红外辐射能量而成像的,所以不论是在白天还是在黑夜均可正常工作;在恶劣的雨雪天气环境下,也可以利用红外线波长较长的特点,使用热成像仪进行观测。对于隐蔽的目标,因为红外热成像仪不是通过光来检测,所以会达到识别伪装的目的。
红外热成像仪在其他领域也有很多应用,比如对化工企业高空污染源和罐区顶部挥发性有机物排放的远距离检测检查,红外热成像仪可以提供温度测量和热状态分析,为执法人员远距离、无接触现场执法检提供便利;还比如,在医学领域,红外热成像仪可以通过热成像诊断系统采集人体红外辐射,最后转换成不同颜色的图像,从而反映疼痛的性质、程度、范围。
自然界中的一切物体,无论是北极冰川,还是火焰、人体,甚至极寒冷的宇宙深空,只要它们的温度高于绝对零度-273℃,都会有红外辐射,这是由于物体内部分子热运动的结果。其辐射能量正比于自身温度的四次方,辐射出的波长与其温度成反比。
红外成像技术就是根据探测到的物体的辐射能量的高低。经系统处理转变为目标物体的热图像,以灰度级或伪彩色显示出来,即得到被测目标的温度分布从而判断物体所处的状态。因此探测物体发射的热量的高低是红外热成像技术的与生俱来的基因。
热成像是通过非接触探测红外能量(热量),并将其转换为电信号,进而在显示器上生成热图像和温度值,并可以对温度值进行计算的一种检测设备。热成像的作用有:炎症的提示、肿瘤的早期预警、周围神经疾病的提示、其他疑难病症分析、疗效跟踪。
热成像是通过非接触探测红外能量(热量),并将其转换为电信号,进而在显示器上生成热图像和温度值,并可以对温度值进行计算的一种检测设备。热成像的作用有:炎症的提示、肿瘤的早期预警、周围神经疾病的提示、其他疑难病症分析、疗效跟踪。
红外热成像仪有光子探测和热探测两种不同的原理。前者主要是利用光子在半导体材料上产生的电效应进行成像,敏感度高,但探测器本身的温度会对其产生影响,因而需要降温。后者将光线引发的热量转换为电信号,敏感度不如前者,但无需制冷。
除此之外,还根据热成像仪的工作波段、所使用的感光材料进行分类。常见热成像仪工作在3到5微米或8到12微米,常用感光材料则有硫化铅、硒化铅、碲化铟、碲锡铅、碲镉汞、掺杂锗和掺杂硅等。根据感光组件数量和运动方式,则有机械扫描、凝视成像型等。
热成像仪的用途非常广泛,特别是在军事上,利用热成像仪可以在夜间发现散发热量的坦克发动机、士兵。在工业上,可以利用热像仪快速探测出加工件的温度,从而掌握必要的信息。由于电动机、晶体管等电子组件发生故障时,往往伴随着温度的异常升高,利用热成像仪也可以快速诊断故障。
在医学方面,流行性感冒、肺炎等疾病流行时,可以利用热成像仪快速判断是否有发热现象。由于癌细胞的温度较高,也可用其辅助诊断乳腺癌等疾病。边防部门也可用其判断交通工具或边界地带否藏有偷渡客。
热成像检查的优点
1、全面系统。
专业医生可以结合临床对患者全身情况进行全面系统的分析,克服了其他诊断技术局限于某个局部的片面性。应用远红外热像技术已经能够检测炎症、肿瘤、结石、血管性疾病、神经系统、亚健康等100余种病症,涉及人体各个系统的常见病和多发病。
2、“绿色”无创。
许多影像学仪器或多或少对人体都有不同程度的伤害,而远红外热成像诊断不会产生任何射线,无需标记药物。因此,对人体不会造成任何伤害,对环境不会造成任何污染,而且简便经济。远红外热成像技术实现了人类追求绿色健康的梦想,人们形象地将该技术称为“绿色体检”。
3、有利于疾病早期发现。
与X光、B超、CT等影像技术相比,远红外热成像检测最重要的一个优势就是早期预警。
X光、B超、CT等技术虽各具特点,但它们只有在疾病形成之后才能发现,而疾病在出现组织结构和形态变化之前,细胞代谢会发生异常,人体会发生温度的改变,温度的高低、温场的形状、温差的大小可反映疾病的部位、性质和程度。
远红外热成像技术根据人体温度的异常发现疾病,因此能够在肌体没有明显体征情况下解读出潜在的隐患,更早地发现问题。
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