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在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,熱成像逐漸進入了戰(zhàn)場,看過大片的都知道,當士兵們在漆黑的夜晚看不見目標時,打開熱成像就知道目標在哪里。今天我們要了解的就不用說了吧,沒錯,就是熱成像技術(shù)。
熱成像技術(shù)是指利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標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)。通俗地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。熱圖像上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。
年英國的天文學(xué)家Mr.WilliamHerschel用分光棱鏡將太陽光分解成從紅色到紫色的單色光,依次測量不同顏色光的熱效應(yīng)。他發(fā)現(xiàn),當水銀溫度計移到紅色光邊界以外,人眼看不見任何光線的黑暗區(qū)的時候,溫度反而比紅光區(qū)更高。反復(fù)試驗證明,在紅光外側(cè),確實存在一種人眼看不見的“熱線”,后來稱為“紅外線”,也就是“紅外輻射”。
紅外線普遍存于自然界中,任何溫度高于絕對零度(-273.16℃)的物體都會發(fā)出紅外線,比如冰塊。
光線就是可見光,是人眼能夠感受的電磁波??梢姽獾牟ㄩL為:0.38—0.78微米。比0.38微米短的電磁波和比0.78微米長的電磁波,人眼都無法感受。比0.38微米短的電磁波位于可見光光譜紫色以外,稱為紫外線,比0.78微米長的電磁波位于可見光光譜紅色以外,稱為紅外線。紅外線,又稱紅外輻射,是指波長為0.78~微米的電磁波。其中波長為0.78~2.0微米的部分稱為近紅外,波長為2.0~微米的部分稱為熱紅外線。照相機成像得到照片,電視攝像機成像得到電視圖像,都是可見光成像。自然界中,一切物體都可以輻射紅外線,因此利用探測儀測定目標的本身和背景之間的紅外線差并可以得到不同的紅外圖像,熱紅外線形成的圖像稱為熱圖。目標的熱圖像和目標的可見光圖像不同,它不是人眼所能看到的目標可見光圖像,而是目標表面溫度分布圖像,換一句話說,紅外熱成像使人眼不能直接看到目標的表面溫度分布,變成人眼可以看到的代表目標表面溫度分布的熱圖像。
現(xiàn)在,熱成像技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在日常生活當中。一個重要應(yīng)用是診斷疾病,大家都知道,當某一部位出現(xiàn)炎癥時,體溫會升高,測量體溫能夠判斷有無炎癥,但不能確定炎癥的具體位置,而熱像儀可以直觀給出人體溫度場分布圖,將病變的熱圖與正常熱圖比較,就可以從異常變化上診斷病灶部位。熱成像技術(shù)也能在手術(shù)室大顯身手。當血液流經(jīng)剛剛被安置的動脈血管時,熱像儀上的動脈管的顏色由灰變白,而在通常情況下,肉眼是很難觀察到血管是否暢通無阻的。
與診斷疾病類似,高壓輸變電的電器部件、火車軸箱、電路板等出現(xiàn)故障,也可以用熱像儀直接觀測檢查,避免故障帶來的損失。熱像儀也可以用于地質(zhì),地熱探查,森林植被分布,大氣與海洋監(jiān)測,火災(zāi)的發(fā)現(xiàn)與救援。熱像儀可以幫助救援者發(fā)現(xiàn)那些被濃煙和黑暗隱僻住的遇難者,從而救出他們。
熱成像技術(shù)還能幫助科學(xué)家們進一步探索宇宙的奧秘??梢灶A(yù)期未來熱成像技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)玫礁浞值拈_發(fā),推廣和普及。
中國的熱成像技術(shù)起步于70年代中期,經(jīng)過20多年來不懈的努力,依靠我們自己的技術(shù)力量,中國工程人員已經(jīng)成功地研制開發(fā)出了多種熱像儀和熱成像系統(tǒng)。性能優(yōu)良的紅外熱像儀正在廣泛地應(yīng)用于中國的國防和國民經(jīng)濟建設(shè)中。
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