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看得见的热——说说红外热成像

2022-12-06分类:电力资讯 / 电力科技来源:
【CPEM全国电力设备管理网】

 虽然现在新冠病毒肺炎疫情在国内已得到很好的控制,但人们出入各种场合时,口罩和红外测温枪仍是标配,无论走到哪里,你的手腕或额头都可能会挨上一枪,滴一声扣动扳机,体温就被检测出来了。在许多人流密集的场所,如:机场、火车站及客运站等地方还添置了各种先进的测温利器——红外热成像测温系统,这些设施可以实现非接触即时测温,避免了人群交叉感染,因此得到广泛使用。许多人也许会疑惑,这些先进的设备怎么会有这么大的神通呢?它是怎么做到的?

武汉科技馆展厅入口处,红外测温机器人在为观众测量体温


-01-

为什么红外热像仪不接触人体就可以测温?

为什么呢?这要从红外辐射说起。1800年,英国天文学家赫歇尔第一次发现了红外辐射。这种红外辐射是一种电磁波,位于可见光红光外端,自然界中一切温度高于绝对零度(-273℃)的物体都辐射红外能量,这是红外测温的技术基础。红外线具有一个重要的特性,即物体越热,其红外辐射就越多,如果两个紧挨着的物体拥有细微的红外辐射差异,虽然人眼看不见,但在热传感器上却会显示出来,因此红外热像仪利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差,通过算法与光电机构就可转换成人眼可看的红外图像,即热图像。

红外热像仪可以轻松检测到人手传递到墙面的余热


-02-

红外热像仪到底是怎么看到物体的呢?


红外热像仪的构造类似于一台数码摄像机,但它的工作原理不同于普通相机。普通的可见光照相机与人眼的基本工作原理相同:可见光能量撞击到某物,反射回来,探测器接收到反射的光,然后将其转变为图像。但是能检测可见光的相机无法检测红外线,反之亦然。热像仪捕捉红外能,并通过数字或模式视频输出的数据生成图像。热像仪利用热而不是光产生图像。它的主要组件包括一个将红外辐射对准探测器的镜头,以及用于处理并显示热信号和热图像的软件和电子设备。

红外热成像显示热像主要经过两步:

首先通过探测器把物体的各个温度点的红外辐射进行收集整理转换成电信号;

然后利用电视成像系统,把反映被测物红外辐射分布的电子视频信号在显示器上显示出来,即实现从电到可见光的转换。

由于实际被测物体各部分红外辐射的热像分布信号非常微弱,与可见光比,缺少层次和立体感,经过放大处理等一些辅助措施后,用不同颜色显示不同的温度,我们就可以得到反映被测物热像的可见图,实现不接触体温测量了。  


在武汉科技馆光展厅公共空间里,有一件展品是由LED屏拼接组成的互动体验区域,在系统控制下,屏幕拼接出蓝天白云、草原骏马飞驰等画面,观众会不由自主地被吸引靠近,此时装有红外补光灯的摄像头捕捉到观众信息,将其传递到计算机,并在显示屏上投射出人物影像。红外影像设计有延迟效果,因而当观众徐徐前行时,屏幕上的影像如影随形而又保持一段距离。整个展品设计得立体而灵动,展示效果奇妙又有趣,引人遐想。有兴趣的观众可以去一探究竟。

武汉科技馆光展厅公共空间的光影效果演绎

知识增加了

参考资料:

1、上海科技馆.红外成像可不只是看到彩虹P

2、电子发烧友.红外热成像仪的工作原理、构成、特点分析

3、百度百科.红外热像仪的测温原理  红外辐射

4、菲力尔.详细解析红外热像仪的工作原理

图片来源于互联网 

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