什么是紅外輻射?從赫謝爾發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)代熱成像技術(shù)
來(lái)源:深圳市凱茉銳電子科技有限公司2025-08-27
一、什么是紅外輻射自然界中一切溫度高于絕對(duì)零度(-273.15°C)的物體都能輻射紅外能量。紅外輻射的物理本質(zhì)是電磁輻射,也是一種電磁波。紅外線是一種肉眼不可見(jiàn)的光線,于1800年被英國(guó)天文學(xué)家威廉·赫謝爾發(fā)現(xiàn),又稱為紅外熱輻射。在物理學(xué)上,紅外輻射被定義為波長(zhǎng)在 0.75~1000μm 的電磁波。
二、 紅外輻射的波長(zhǎng)分類
紅外輻射的波長(zhǎng)介于可見(jiàn)光和微波之間:短波與可見(jiàn)光波段的紅光相鄰,長(zhǎng)波段與微波相接;根據(jù)產(chǎn)生機(jī)理、應(yīng)用及大氣傳輸特性,紅外輻射可劃分為四個(gè)波段:
波段名稱 | 波長(zhǎng)范圍 | 特性 |
① 近紅外(NIR) | 0.75~1μm | 臨近可見(jiàn)光 |
② 短波紅外(SWIR) | 1~3μm | 高反射成像 |
③ 中波紅外(MWIR) | 3~5μm | 熱輻射探測(cè) |
④ 長(zhǎng)波紅外(LWIR) | 7.5~14μm | 室溫物體成像 |
三、紅外大氣窗口
紅外探測(cè)器利用紅外輻射成像,基于大氣傳輸中的“大氣窗口”,分為三大類:
短波紅外:利用環(huán)境反射輻射,圖像類似可見(jiàn)光
中/長(zhǎng)波紅外:利用目標(biāo)自身熱輻射,用于熱成像設(shè)備
當(dāng)紅外線在大氣層內(nèi)或穿透大氣層時(shí),會(huì)受到來(lái)自大氣層對(duì)輻射傳輸?shù)挠绊?,而造成光的能力衰減,這也被稱為大氣消光。大氣消光作用對(duì)紅外輻射影響與波長(zhǎng)有關(guān),具有明顯的選擇性。紅外在大氣中有三個(gè)波段區(qū)間內(nèi)具有很高的透過(guò)率,被稱為“大氣窗口”,分別為:短波紅外區(qū)的1~3μm波段,中紅外區(qū)3~5μm波段和遠(yuǎn)紅外區(qū)8~14μm。
四、 紅外熱成像技術(shù)
紅外熱成像儀基于光電技術(shù),通過(guò)被動(dòng)接收物體發(fā)出的紅外輻射,精確測(cè)量物體表面各點(diǎn)的溫度分布,并以不同色彩直觀呈現(xiàn)溫度差異,最終轉(zhuǎn)換為可供人類視覺(jué)分辨的圖像和圖形該技術(shù)突破了人眼的視覺(jué)限制,具備以下核心優(yōu)勢(shì):? 全黑暗環(huán)境成像:無(wú)需任何主動(dòng)光源,即使在完全無(wú)光條件下也能清晰探測(cè)目標(biāo)。? 強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性:可穿透煙霧、粉塵等干擾 ? 全天候工作能力:不依賴外部光照條件,晝夜均可穩(wěn)定運(yùn)行。得益于隱蔽性強(qiáng)、抗干擾性高、目標(biāo)識(shí)別精準(zhǔn)等特點(diǎn),紅外熱成像技術(shù)在軍事偵察、安防監(jiān)控、工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)療診斷及消防救援等民用領(lǐng)域均發(fā)揮著不可替代的作用。
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