什么是紅外輻射?
紅外輻射介于電磁光譜的可見光輻射和微波輻射之間。紅外輻射源主要為熱量或熱輻射。溫度高于絕對零度(攝氏度或0開爾文)的任何物體均會發(fā)出紅外輻射。即使我們認為非常冷的物體(例如冰塊)也存在紅外輻射。 我們每天都會接觸紅外輻射，這包括我們從太陽光、火或散熱器等處感覺到的熱量。盡管肉眼看不到，但皮膚中的神經(jīng)卻可以感受到熱量。物體越熱，其紅外輻射量越大。
紅外熱像儀及其工作原理
盡管肉眼無法觀測紅外輻射(IR)，但是紅外熱像儀可將其轉化為可見光圖像，描繪被測物體或場景的溫度變化。所有溫度高于絕對零度的物體均可發(fā)射紅外光，且物體溫度越高，紅外輻射量越大。
紅外熱像儀工作原理的簡化圖
某個物體發(fā)出的紅外能量通過光學鏡頭聚焦在紅外探測器上，探測器向傳感器電子元件發(fā)送信息，進行圖像處理，電子元件將探測器發(fā)來的數(shù)據(jù)轉譯成可在取景器或標準視頻監(jiān)視器或LCD顯示屏上查看的圖像。 紅外熱成像是一種可將紅外圖像轉換為熱輻射圖像的技術，該技術可從圖像中讀取溫度值。因此，熱輻射圖像中的各個像素實際上都是一個溫度測量，可實現(xiàn)對物體表面溫度的非接觸式測量。 紅外熱像儀的構造類似于一臺數(shù)碼攝像機。主要組件包括一個將紅外輻射對準探測器的鏡頭，以及用于處理并顯示熱信號和熱圖像的軟件和電子設備。
紅外熱像儀探測器
紅外熱像儀探測器并非攝像機和數(shù)碼相機常用的一種電荷耦合裝置，而是一個微米大小像素的焦平面陣列探測器(FPA)，由各種對紅外波長敏感的材料制成。FPA的分辨率從約160× 120像素到高達1024 × 1024像素不等。
FPA探測器技術可分為兩類：熱探測器和量子探測器。
熱探測器的一種常見類型就是非制冷微量熱型探測器，由金屬或半導體材料制成。這些探測器通常比量子探測器的成本低，且具有更廣的光譜響應。但是，微量熱型探測器會對入射輻射能作出反應，速度與敏感度均低于量子探測器。
量子探測器由銻化銦(InSb)、銦鎵砷(InGaAs)、硅化鉑(PtSi)、碲鎘汞(HgCdTe或MCT)和量子阱紅外探測器(QWIP)上分層的砷化鎵/砷化鋁鎵等材料制成。量子探測器的運行原理是基于可對入射光子作出反應的晶狀結構內的電子的狀態(tài)變化。
一般而言，量子探測器的速度和敏感度均優(yōu)于熱探測器。然而，量子探測器需要冷卻，有時甚至需要使用液氮或小型斯特林循環(huán)制冷設備制冷。
