热成像知识

红外热像仪探测距离_约翰逊准则德图仪器小编在前面已经给大家做了近百篇红外热像仪技术文章,相信大家也对红外热像仪知识有所了解,今天,再给大家介绍下红外热像仪探测距离及约翰逊准则,希望能加深大家对红外热像仪的认知;红外热像仪探测距离：在自然界中一切温度高于绝对零度摄氏度的物体都不断地辐射着红外线,这种现象称为热辐射;红外线是一种人眼不可见的光波,无论白天黑夜,物体都会辐射红外线;红外热像仪就是把这些人眼不可见的热辐射转变为人眼可见的热像图;由于红外热像仪只是被动地接收目标的热辐射,因此具有隐蔽性好等特点;被动式红外热像仪一般工作在3—5μm和8—14μm这两个波段,相对于可见光和近红外而言,其波长比较长,穿透雨、雪、雾、烟尘等能力强,因此在国防、警用、安防等领域红外热像仪是一个非常有效的设备;但用户购买热像仪常常会问一个问题：热像仪能看多远;这是一个特别重要的问题,但又是很难说清楚的问题;比如说,我们热像仪能看到146×106公里外的太阳,但不能说热像仪的探测距离能达到146×106公里;但这探测距离又是必须说清楚的一个问题,因为客户买热像仪是用来探测、监控目标的;约翰逊准则：探测距离是一个主观因素和客观因素综合作用的结果;主观因素跟观察者的视觉心理、经验等因素有关;要回答“热像仪能看多远”,必须先弄清楚“什么叫看清楚”,如探测一个目标,甲认为看清楚了,但乙可能就认为没看清楚,因此必须有一个客观统一的评价标准;国外在这方面做了大量的工作,约翰逊根据实验把目标的探测问题与等效条纹探测联系起来;许多研究表明,有可能在不考虑目标本质和图像缺陷的情况下,用目标等效条纹的分辨力来确定红外热像仪成像系统对目标的识别能力,这就是约翰逊准则;目标的等效条纹是一组黑白间隔相等的条纹图案,其总高度为目标的临界尺寸,条纹长度为目标为垂直于临界尺寸方向的横跨目标的尺寸;等效条纹图案的分辨力为目标临界尺寸中所包含的可分辨的条纹数,也就是目标在探测器上成的像占的像素数;目标探测可分为探测发现、识别和辨认三个等级;探测探测定义为：在视场内发现一个目标;这时目标所成的像在临界尺寸方向上必须占到个像素以上;识别识别定义为：可将目标分类,即可识别出目标是坦克、卡车或者人等;这是目标所成的像在临界尺寸方向上必须占到6个像素以上;辨认辨认的定义为：可区分开目标的型号及其它特征,如分辨出敌我;这是目标所成的像在临界尺寸方向上必须占到12个像素以上;以上都是在概率50%,也就是刚好能发现目标,以及目标与背景的对比度为1的条件下所得到的数据,从上面的约翰逊准则可以看出,一套热像仪能看多远,是由目标尺寸、镜头焦距、探测器性能等因素决定的;三、决定探测距离的因素1、镜头焦距决定热像仪的探测距离的最重要的因素就是镜头焦距;镜头焦距直接决定了目标所成的像的大小,也就是在焦平面上占几个像素;通常这是用空间分辨率IFOV来表示,它表示每个像素在物空间所张开的角度,也就是系统所能分辨的最小角度,一般由像元尺寸d与焦距f的比值得出,即IFOV＝d/f;每个目标在焦平面所成的像占几个像素,可由目标尺寸、目标与热像仪的距离、空间分辨率IFOV计算得出;目标尺寸D和目标与热像仪的距离L的比值为目标的张角,再与IFOV相除得到像占用像素点的数量,即n＝D/L/IFOV=Df/Ld;从中可以看到,焦距越大,目标像所占用的像素点越多,根据约翰逊准则可知,其探测距离更远;但另一方面,焦距越大,视场角越小,同时成本也更高;这里举个例子;热像仪焦平面的像元尺寸为38μm,配100mm焦距镜头,则空间分辨率IFOV 为;观察1公里远的大小为的目标,则目标所张开的角度为,目标所成的像占用＝6个像素;根据约翰逊准则可知,达到识别水平;2、探测器性能镜头焦距是从理论上决定了热像仪的探测距离,在实际应用中起着重要作用的另一因素是探测器性能;镜头焦距只是决定了所成像的大小,占用像素点的数量,探测器性能则决定图像质量,如模糊程度,信噪比等;探测器性能可从像元尺寸、热灵敏度、信号处理等方面来分析;像元尺寸越小,则空间分辨率IFOV越小,从前面的讨论可看出,其探测距离越大;一个典型例子是,FLIR非制冷热像仪的Photon 320的像元尺寸是38μm,Photon 640的像元尺寸为25μm,如果都配100mm镜头,观察的目标,按照约翰逊准则,其识别距离分别为1公里、公里;探测器的热灵敏度和信号处理决定了图像的清晰度;如果探测器的热灵敏度和信号处理能力不好的话,则所成的像只是一个模糊的热像,也就无法识别;因此,一些探测器的热灵敏度不高的话,则采取加大镜头口径的方法来提高图像效果,这不但增加了成本,而且也增加了使用上的不方便;美国FLIR的Photon系列,使用的镜头F数一般可降低到～,也就是口径可做得特别小;3、大气环境虽然热辐射对大气的穿透能力比可见光强,但大气吸收、散射等对热像仪成像还是有一定的影响,特别是大雾和大雨的天气环境,从而影响到了热像仪的探测距离;综上所述,一个热像仪能“看多远”是一个很难说清楚的问题,它受到几个方面的影响,它是探测器、镜头、目标、大气环境等客观因素及人的主观因素共同影响的结果;下图是FLIR的非制冷热像仪Photon 320探测距离效果图,其像元尺寸为38 μm,像素为320240,配50mm焦距镜头;n＝D/L/IFOV=Df/Ld目标尺寸D焦距f= -----------------------------------------目标与热像仪的距离L像元尺寸d。

热成像仪原理及应用知识热成像仪（Thermal Imager）是一种通过接收物体的红外辐射，将其转化为可视化的热像的设备。

它利用了物体的温度与其发出的红外光谱之间的关系，从而实现了非接触式的温度测量和热图像显示。

热成像仪的工作原理基于热辐射的物理现象。

所有物体都会发射热辐射，其频率与物体的温度成正比。

根据斯特藩—玻尔兹曼定律，物体的热辐射功率与物体的绝对温度的四次方成正比。

热成像仪通过使用红外探测器来接收物体发出的红外光谱，然后将其转换为电信号。

这些信号经过处理后，最终转化为可视化的热图像。

热成像仪的关键部件是红外探测器。

常见的红外探测器有热电偶、热电阻、热电堆、热电对、半导体探测器等。

其中，半导体探测器是最常用的一种。

半导体探测器通常由半导体材料制成，这些材料会因吸收红外辐射而增加温度。

通过测量电阻、电容、电压等参数的变化，可以确定物体的温度，并转换为对应的灰度显示在热像上。

热成像仪的应用非常广泛。

在军事领域，热成像仪可以用于夜视、目标探测、边界监控等任务。

在工业领域，热成像仪可以用于故障检测、质量控制、温度测量等。

在建筑领域，热成像仪可以用于检测建筑物的热失真、能源浪费等问题。

在医疗领域，热成像仪可以用于测量体温、诊断疾病等。

此外，热成像仪还可以用于火灾救援、野外勘察、气象预测等。

热成像仪的使用有许多优势。

首先，热成像仪可以实现非接触式的温度测量，避免了传统接触式测温方法中可能的风险和不方便性。

其次，热成像仪具有快速测量的优势，可以在短时间内获取大量信息。

此外，热成像仪可以在低光照条件下工作，并且不受环境光的干扰。

最重要的是，热成像仪可以直观地显示物体的温度分布，帮助用户分析和理解热力学过程。

总结来说，热成像仪通过接收物体的红外辐射，将其转化为可视化的热像，实现了非接触式的温度测量和热图像显示。

其工作原理基于热辐射的物理现象，利用红外探测器将物体的红外光谱转换为电信号，并经过处理最终显示在热像上。

红外线热成像仪操作说明随着科技的进步，红外线热成像技术在各个领域得到广泛应用。

红外线热成像仪是利用物体散发的红外辐射来显示物体表面温度分布的一种仪器。

本文将向您介绍如何正确操作红外线热成像仪以及使用技巧，以便您最大限度地发挥其功能。

一、准备工作在操作红外线热成像仪之前，确保设备处于良好的工作状态，并按照以下步骤进行准备工作：1. 保护设备：在操作红外线热成像仪之前，确保设备表面干净，避免灰尘和油脂的影响。

使用柔软的布清洁仪器表面，并注意不要碰触镜头。

2. 电源及电池：检查电源线和电池的连接是否牢固。

如果使用电池供电，请确保电池电量充足，并事先准备备用电池以防止电量不足的情况。

3. 储存介质：检查储存介质，如SD卡或U盘，确保其容量充足，并格式化并清空之前的数据。

二、操作步骤1. 开机：按下设备上的电源键，待红外线热成像仪启动完毕后，屏幕将显示实时成像的画面。

2. 调整设置：根据需要选择合适的成像模式和参数设置。

通常，热成像仪会提供不同的模式供选择，如全色调模式、黑白模式等。

可以使用设备上的导航按钮或菜单键来进行选择和调整。

3. 实时成像：将红外线热成像仪对准所需测量的物体，并确保适当的距离和角度。

观察仪器屏幕上显示的热图，并根据需要进行调整。

4. 图像保存：当您发现感兴趣的热图时，可以通过按下设备上的保存键将其保存到储存介质上。

为了方便后续分析和报告编制，建议在保存图像时给予图像合适的命名和标记。

5. 分析和报告：将保存的图像导入计算机或其他设备上的专业软件中，进行图像分析和处理。

您可以在软件中进行温度测量、温度变化分析、温度异常检测等操作，以得到更详细的数据和报告。

三、使用技巧除了基本的操作步骤外，以下是一些使用红外线热成像仪的技巧和建议，以帮助您更好地应用该仪器：1. 了解物体表面：在进行测量之前，尽可能了解物体的特性和表面情况。

不同材料的辐射特性不同，可能需要不同的设置和分析方法。

2. 考虑环境因素：环境温度、湿度和风速等因素会影响热成像仪的测量结果。

诱发企业安全事故的因素有众多，其Array中电气安全事故是当今企业的一个带有普遍性的安全隐患，对用电系统的检查是每一个企业安全风险评估必不可少的一项内容。

通常我们使用红外热像技术进行检测，能有效地对电气设备进行预防性维护及评估。

一、什么是红外热像技术？红外辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域，因此人的肉眼无法看见。

德国天文学家Sir William Herschel，Herschel让太阳光穿过一个棱镜并在各种颜色处放置温度计，利用灵敏的水银温度计测量每种颜色的温度，结果发现了红外辐射。

Herschel发现，当越过红色光线进入他称为“暗红热”区域时，温度便会升高。

红外热成像技术是被动接收物体发出的红外辐射，其原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度(-273℃)的物体，均会发出不同波长的电磁辐射，物体的温度越高，分子或原子的热运动越剧烈，则其中的红外辐射越强。

黑颜色或表面颜色较深的物体，辐射系数大，辐射较强；亮颜色或表面颜色较浅的物体，辐射系数小，辐射较弱。

红外辐射的波长在0.7μm~1mm之间，所以人眼看不到红外辐射。

通过探测物体发出的红外辐射，热成像仪产生一个实时的图像，从而提供一种景物的热图像。

并将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。

热成像仪非常灵敏，能探测到小于0.1℃的温差。

二、红外热像技术的特点：非接触式测温红外热像传感器无需与物体表面进行接触，即可远距离测温和成像。

热分布图像通过将物体表面的温度值进行调色，红外热像技术可以直观地观察物体表面热分布图像。

区域测温红外热像测试的是物体表面整个面的温度值，可以同时测试上万个点甚至数十万个点的温度值。

三、什么是红外热像仪？通俗地讲红外热像仪就是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。

通过查看热图像，可以观察到被测目标的整体温度分布状况，研究目标的发热情况，从而进行下一步工作的判断。

热成像有什么用1、炎症的提示：鼻炎、副鼻窦炎、口腔炎症、咽喉炎、甲状腺炎、肺炎、胆囊炎、阑尾炎、胃肠炎、前列腺炎、附件炎等全身各部位的炎症。

2、肿瘤的早期预警：鼻咽癌、甲状腺癌、肺癌、乳腺癌、肝癌、胃癌、肠癌、皮肤癌等癌症的预警作用。

3、周围神经疾病的提示：面瘫、面肌痉挛、偏头痛、三叉神经痛的提示。

皮肤疾病的提示与研究，烧伤与冻伤面积与深度的测定，植皮疗效的观察。

4、其他疑难病症分析、疗效跟踪。

2、热成像检查的优点一、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。

现在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。

二、“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”。

三、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。

有资料显示，远红外热图比结构影像可提前半年乃至更早发现病变，为疾病的早期发现与防治赢得宝贵的时间。

人体热辐射形成的虚拟体外图像热成像技术，也就是我们常说的红外线辐射成像技术。

根据自然界物体成像的光学理论知识，凡能够被光线所捕获的物体，都可生成背景物体感光成像状态。

在科技高度发达的现代化社会里，具有红外线热成像的夜景拍照附加装置已经得到普及。

红外热成像反射温度一、介绍红外热成像反射温度是一种测量物体表面温度的技术。

它基于红外辐射的原理，通过捕捉和记录物体发射的红外辐射信息，可以精确地测量物体的表面温度。

红外热成像反射温度广泛应用于各个领域，包括工业、医学、建筑和军事等。

在红外热成像反射温度技术中，红外热像仪是关键设备。

它能够将红外辐射信号转换成可视化的热图，展示物体表面的温度分布情况。

红外热像仪采集到的红外图像可以直观地显示温度梯度，用不同的颜色表示不同的温度区间，从而帮助我们分析和判断物体的热状态。

二、原理与技术红外热成像反射温度技术的原理基于物体的热辐射特性。

根据普朗克定律，物体的热辐射与其温度成正比，且辐射能量随着波长的增加而减少。

红外辐射的波长范围在红外光谱中，通常为0.75μm至1000μm。

红外热成像反射温度技术利用红外热像仪接收物体发射的红外辐射能量，并将其转换为电信号。

红外热像仪具有红外感应器、透镜、光学系统和信号处理系统等组成部分。

当物体的温度不同于环境温度时，红外热像仪能够检测到物体发射的红外辐射能量，进而计算出物体的表面温度。

三、应用领域红外热成像反射温度技术在各个领域具有广泛的应用价值。

3.1 工业领域在工业领域，红外热成像反射温度技术常用于设备故障检测和维护。

通过监测工业设备表面的温度分布情况，可以发现潜在的故障点，并及时采取修复措施，以避免设备损坏和生产事故的发生。

此外，红外热成像反射温度技术还能够提高生产效率，优化能源利用，减少能源浪费。

3.2 医学领域在医学领域，红外热成像反射温度技术被广泛应用于疾病诊断和治疗。

例如，在乳腺癌检测中，红外热成像反射温度技术可以准确测量乳房表面的温度分布，早期发现异常情况，帮助医生进行精确的诊断。

此外，红外热成像反射温度技术还可以用于体温检测、血流动力学研究等方面，为医学研究和临床实践提供有力支持。

3.3 建筑领域在建筑领域，红外热成像反射温度技术常用于建筑物的能量检测和热工性能评估。

一、红外热成像技术的定义红外热像技术是一门获取和分析来自非接触热成像装置的热信息的科学技术。

就像照相技术意味着“可见光写入” 一样，热成像技术意味着“热量写入”。

热成像技术生成的图片被称作“温度记录图”或“热图”。

二、红外热成像技术的基础知识-红外热像图和可见光图比较红外热图像可见光图像三、红外热成像测量的优势1.非接触遥感检测，红外热像仪不同于红外测温仪，不用接触被测物，可以安全直观的找到发热点。

2.一张二维画面可以体现被测范围所有点的温度情况，具有直观性。

还可以比较处于同一区域的物体的温度，查看两点间的温差等。

3.实时快速扫描静止或者移动目标，可以实时传输到电脑进行分析监控。

四、红外线的发现用见光1800年英国的天文学家Mr.WilliamHerschel用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。

他发现，当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。

反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。

红外线普遍存于自然界中，任何温度高于绝对零度(-273.16 C )的物体都会发出红外线，比如冰块。

五、电磁波谱我们通常把波长大于红色光线波长0.75 n m小于1000um的这一段电磁波称作"红外线”，也常称作“红外辐射”。

红外线按照波长不同可以分为：近红外0.75 - 3u m中红外3 - 6 ^m;远红外6 - 15^m极远红外15 -1000 u m累外丨1 红环TV&FM O匸TV4FMX光rQ可见光_/ V 1 :K豐」AM1 I六、红外辐射的大气穿透红外线在大气中穿透比较好的波段，通常称为“大气窗口”。

红外热成像检测技术，就是利用了所谓的“大气窗口”。

短波窗口在1--5(1 m之间，而长波窗口则是在8--14(1 m之间。

一般红外线热像仪使用的波段为：短波(3 1叶-5im);长波(8 im-14im)。

热成像技术是一种利用红外辐射进行成像的方法，它可以检测物体的温度分布，并将其转换为可见图像。

热成像算法是实现热成像技术的关键，它包括以下几个步骤：
1.红外辐射的获取：通过红外传感器获取场景中的红外辐射，并将其转换为电信
号。

2.图像的生成：将电信号转换为数字信号，并经过图像处理算法生成可见图像。

3.温度的测量：通过测量像素的温度值，并将其转换为灰度值或颜色值，从而生
成温度图像。

4.图像的分析：对温度图像进行分析，提取出物体的温度分布、温度差异等信息。

热成像算法的关键在于如何将红外辐射转换为可见图像，以及如何准确地测量温度值。

常用的热成像算法包括基于灰度值的方法、基于彩色空间的方法、基于多光谱的方法等。

基于灰度值的方法是最简单的方法，它将像素的温度值转换为灰度值，从而生成温度图像。

这种方法简单易行，但精度较低。

基于彩色空间的方法是将像素的温度值转换为RGB颜色值，从而生成彩色温度图像。

这种方法精度较高，但计算复杂度较高。

基于多光谱的方法是利用多个不同波长的红外传感器获取场景中的红外辐射，并分别生成温度图像。

这种方法精度最高，但设备成本和计算复杂度也最高。

总之，热成像算法是实现热成像技术的关键，它涉及到多个学科领域的知识，如红外辐射、图像处理、计算机视觉等。

随着技术的不断发展，热成像算法也将不断改进和完善。

小鼠热成像实验看肿瘤大小热成像是一种非接触式、无损伤的成像技术，利用物体表面发射的红外辐射来显示目标物体表面温度分布情况，广泛应用于生物医学、工业、安防、环保等领域。

在生物医学领域中，热成像技术被广泛用于肿瘤的检测与诊断，其优点是能够对活体进行非侵入式的实时检测，并且可监测肿瘤生长的特点和耐药性。

实验步骤：1.选用小鼠模型并注射肿瘤细胞选择合适的小鼠模型进行研究，并根据实验需要注射适量的肿瘤细胞。

常用的小鼠模型包括裸鼠、移植性肝癌模型、凝胶注射法模型等。

2.背部注射红色荧光素将一定量的红色荧光素注射到小鼠背部，使其在近红外波段下发射红外辐射。

3.记录小鼠体表温度数据应当在注射红荧光素后的15分钟至30分钟内进行测量。

在此期间，测量小鼠体表温度数据。

测量时，应注意尽量使小鼠体表温度均匀，避免运动、呼吸等因素干扰温度的测量。

4.对温度数据进行图像化处理将测得的温度数据输入到计算机或其他相关设备中，进行图像化处理。

处理后的数据可以用不同颜色的像素点形成大小不等的颜色块，每个颜色块的大小和颜色深浅反映了小鼠体表温度分布状况。

5.进行肿瘤大小评估通过可视化分析热成像图像，可以非常直观地判断肿瘤的大小及其位置。

当肿瘤体积较小时，其热信号比周围组织显著。

当肿瘤体积增大时，周围组织也会发出相似的信号，但与肿瘤部分相比，其信号较弱。

图像处理后，可以将影像的色彩进行处理并调整颜色值，使色彩区分度更加明显，以准确判断肿瘤的大小及其位置。

1.检测肿瘤大小灵敏度高，可以发现微小肿瘤，并评估其生长态势；2.非侵入性，不会影响小鼠的生理状况，热成像技术不同于其他成像技术，如CT、MRI、PET等，无需对小鼠进行放射性标记或给药；3.适用于大规模筛选药物，可以用于检测药物对肿瘤生长速度的影响；4.实验成本相对比较低。

1.实验需要具备一定的专业知识和技能，技术门槛较高；3.热成像的精度和分辨率依赖于仪器的性能、环境温度、同一小鼠不同时间段测量的一致性等因素，因此实验结果的可重复性有限。