紅外熱成像儀的發(fā)展史
更新時間:2022-06-22 點擊次數(shù):1942次
紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接收被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖,這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng),通俗的講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像,熱圖像的上面的不同顏色帶包被測物體的不同溫度。
熱像儀時一種無需與設(shè)備直接接觸便可檢測出紅外波長頻譜中的熱圖案的設(shè)備。早期型號的熱像儀稱為“光導(dǎo)探測器”。從1916年至1918年,美國發(fā)明家Theodore Case利用光導(dǎo)探測器做實驗,通過與光子(而不是熱能)直接交互作用產(chǎn)生信號。最終發(fā)明了速度更快、更靈敏的光導(dǎo)探測器。20世紀四十年代和五十年代期間,為了滿足日益增長的軍事應(yīng)用領(lǐng)域的需求,熱成像技術(shù)不斷演變,取得了長足的發(fā)展。
直到20世紀六十年代,熱成像技術(shù)才被用于非軍事應(yīng)用領(lǐng)域,雖然早期的熱成像系統(tǒng)很笨重、數(shù)據(jù)采集速度緩慢而且分辨率不佳,但它們還是被用于工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,例如檢查大型輸配電系統(tǒng)。
20世紀七十年代,軍事應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展造就了第一個便攜式系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于建筑診斷和材料無損測試等應(yīng)用領(lǐng)域。20世紀七十年代的熱成像系統(tǒng)結(jié)實耐用而且非??煽?,但與現(xiàn)代熱像儀相比,它們的圖像質(zhì)量不佳。到20世紀八十年代初期,熱成像技術(shù)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、主流行業(yè)以及建筑檢查領(lǐng)域。經(jīng)過校準后,熱成像系統(tǒng)可以制作完整的輻射圖像,這樣便可測量該圖像中任意位置的輻射溫度。輻射圖像是指包含圖像內(nèi)各點處的溫度測量計算值的熱圖像。
安全可靠的熱像儀冷卻器經(jīng)過改進,取代了沿用已久的用于冷卻熱像儀的壓縮氣或液化氣。
此外,人們還開發(fā)并大量生產(chǎn)了成本較低,基于管道的熱電光導(dǎo)攝像管(PEV)熱成像系統(tǒng)。
雖然不能進行輻射測量,但PEV熱成像系統(tǒng)輕巧靈便、攜帶方便,而且無需冷卻便可操作。
20世紀八十年代后期,一種稱為焦平面陣列(FPA)的新設(shè)備從軍事應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)至商業(yè)市場。焦平面陣列(FPA)是一種圖像傳感設(shè)備,由位于鏡頭焦平面處的紅外傳感探測器的陣列(通常為矩形)組成,這大大改進了原始的掃描式探測器,從而提高了圖像質(zhì)量和空間分辨率。