成像步驟

Telops紅外熱像儀是利用光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量反映到MCT或InSb焦平面陣列(紅外探測器)的上，焦平面的每個點就是圖像中的一個像素，所有像素合起來就是一幅紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應,熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。通俗地講Telops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像的紅外波段照相機。（更多成像原理，參見紅外熱像儀原理）

紅外線的發(fā)現(xiàn)

1800年英國物理學家赫胥爾發(fā)現(xiàn)了紅外線，紅外線是自然界存在的一種廣泛的電磁波輻射，紅外線的波長在0.76~100μm之間，按波長的范圍可分為近紅外、中紅外、長波紅外、遠紅外四類，它在電磁波連續(xù)頻譜中的位置是處于無線電波與可見光之間的區(qū)域。 紅外線輻射是自然界存在的一種廣泛的電磁波輻射，它是基于任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運動，并不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的運動愈劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能量愈小。

影響因素

紅外線在地表傳送時，會受到大氣組成物質(zhì)( 特別是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收，強度明顯下降，僅在短波3μ~5μm及長波8~12μm的兩個波段有較好的穿透率(Transmission)，通稱大氣窗口(Atmospheric window)，大部份的紅外熱像儀就是針對這兩個波段進行檢測，計算并顯示物體的表面溫度分布。此外，由于紅外線對大部份的固體及液體物質(zhì)的穿透能力差，因此紅外熱成像檢測是以測量物體表面的紅外線輻射能量為主。

普朗克定律

普朗克定律表明溫度、波長和能量之間存在一定的關(guān)系，紅外總能量隨溫度的增加而迅速增加；峰值波長隨溫度的增加向短波移動。根據(jù)斯蒂芬·玻耳茲曼定律，當溫度變化時，紅外總能量與開爾文溫度的四次方成正比，當溫度有較小的變化時，會引起總能量的很大變化。

紅外線特點

1．大氣、煙云等吸收可見光和近紅外線，但是對3~5微米和8~14微米的熱紅外線卻是透明的。因此，這兩個波段被稱為熱紅外線的“大氣窗口” 。利用這兩個窗口，可以使人們在完全無光的夜晚，或是在煙云密布的戰(zhàn)場，清晰地觀察到前方的情況。正是由于這個特點，熱紅外成像技術(shù)軍事上提供了先進的夜視裝備并為飛機、艦艇和坦克裝上了全天候前視系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在海灣戰(zhàn)爭中發(fā)揮了非常重要的作用。
2．物體的熱輻射能量的大小，直接和物體表面的溫度相關(guān)。熱輻射的這個特點使人們可以利用它來對物體進行無接觸溫度測量和熱狀態(tài)分析，從而為工業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，保護環(huán)境等等方面提供了一個重要的檢測手段和診斷工具。

優(yōu)點

目前紅外熱成像已成為一種實時顯示的成像設備，可達到與可見光電視相當?shù)膱D像質(zhì)量。熱成像與雷達、激光、可見光探測設備相比，不需要協(xié)作光源或自然光照射目標，而是靠接收目標自身輻射成像。熱成像為被動方式工作，能晝夜工作。由于工作波長比可見光長10~20倍，所以透煙霧和塵埃的能力很強，可以在惡劣的氣候環(huán)境下看清目標。
紅外熱像系統(tǒng)讓我們能看到了人眼看不到的另外一個輻射世界，可獲取許多對生產(chǎn)、科研非常重要的信息。

工作原理

Telops紅外熱像儀是利用紅外探測器和紅外波段全透射光學成像物鏡，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MCT或InSb焦平面陣列的上，紅外探測器將其轉(zhuǎn)換為電信號，成像裝置的輸出信號就可以完全一一對應地模擬掃描物體表面溫度的空間分布，經(jīng)放大處理、轉(zhuǎn)換或標準視頻信號傳至顯示屏上，得到與物體表面熱分布相應的熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應。紅外熱像系統(tǒng)將物體發(fā)出的不可見的紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。

紅外熱像儀的組成

光學成像物鏡、紅外探測器、成像系統(tǒng)

紅外熱像儀的特點

1、準確度高。紅外測溫不會與接觸式測溫一樣破壞物體本身溫度分布，因此測量精度高。直觀地顯示物體表面的溫度場。紅外測溫儀只能顯示物體表面某一小區(qū)域或某一點的溫度值，而熱像儀則可以同時測量物體表面各點溫度的高低，并以圖像形式顯示出來。
2、響應速度快。接觸式測量的熱電偶和溫度計需要與被測物體接觸，達到熱平衡后才能完成；紅外測溫只要接收到目標的紅外輻射即可定溫，響應時間短。靈敏度高。只要物體溫度有微小變化，輻射能量就有較大改變，易于測出。紅外測溫儀由于各種因素的影響，很難分辨0.1以下的溫差，而紅外熱像儀由于可以同時顯示出兩點的溫度值，因而能準確區(qū)分很小的溫差，甚至可達0.01。
紅外熱像儀是一門新技術(shù)和新方法，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代表被測物體的不同溫度。與傳統(tǒng)接觸式測溫相比具有有一定的優(yōu)勢，優(yōu)點如下：
3、紅外熱像儀可進行數(shù)據(jù)存儲和計算機處理。熱像儀輸出的視頻信號，可用數(shù)字存儲器存儲，或用錄像帶記錄，這樣既可長期保持又可用計算機作運算處理。
4、紅外熱像儀測量范圍廣。紅外測溫范圍已發(fā)展到從負幾十攝氏度到幾千攝氏度，范圍廣。
5、紅外熱像儀可采用多種顯示方式。熱像儀輸出的視頻信號包含目標的大量信息，可用多種方式顯示出來。例如，對視頻信號進行假彩色處理，便可由不同顏色顯示不同溫度的熱圖像；若對視頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，即可用數(shù)字顯示物體各點的溫度值。

本文就紅外熱像儀的生產(chǎn)廠家做大體分類。

國內(nèi)

大立科技^[1]?位于浙江，是國內(nèi)較早從事紅外熱像儀研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的企業(yè)。

高德紅外^[2]位于武漢，在非制冷紅外熱像儀的生產(chǎn)研發(fā)上有一定的實力。

國外

Flir^[3]是美國品牌，依靠美國軍方的強大購買力而成為紅外領(lǐng)域的銷售冠軍。

Fluke^[4]擁有大規(guī)模的電子測試工具生產(chǎn)線，紅外熱像儀只是其產(chǎn)品序列線中的一條。

Telops^[5]誕生于2000年光通信泡沫時期的加拿大魁北克Telops公司專業(yè)致力于科研級紅外熱像儀和高光譜成像儀的開發(fā)^[6]和銷售。

參考資料：
1.大立科技:將新增產(chǎn)能應對紅外市場增長?搜狐證券? [引用日期2015-04-24]

2.高德紅外漲停原因揭曉:探測器項目列入國家項目?新浪財經(jīng)? [引用日期2015-04-24]

3.克拉克馬斯為更多消防員配備FLIR紅外熱像儀?慧聰消防網(wǎng) ?[引用日期2015-04-24]

4.福祿克熱像儀組件??東南網(wǎng) ?[引用日期2015-04-24]

5.telops紅外熱像儀?百度百科 ?[引用日期2015-04-24]

6.Telops開發(fā)先進紅外照相機?國防科技網(wǎng) ?[引用日期2015-04-24]

其他叫法

紅外相機的英語為Infrared camera

紅外熱成像儀的英文寫法是Infrared thermal imaging instrument

紅外線熱成像儀翻譯為Infrared thermal imaging instrument

在介紹價格之前，我建議大家先學習一下紅外熱像儀工作原理，只有在明白了熱像儀的基本原理后，你才知道比較什么是好的熱像儀，為什么有的便宜，為什么有的貴。

影響價錢的因素

探測器數(shù)量(分辨率和像素)

紅外測溫是依靠紅外探測器的光電反應，探測器數(shù)量越多，成像的像素就越多，分辨率也越高，自然價格就越貴。只有一個探測器單元的叫做紅外測溫儀，一般是以一個LED頻幕顯示出單點的溫度。把探測器按照行列均勻排列成一個面的叫做紅外熱像儀，一個幀平面為1280*1028的紅外熱像儀就意味著擁有1280乘以1028=1310720個（131萬）個紅外探測器單元。數(shù)量的增加自然成本就大大增加了。不過探測器越多，其分辨率就越高，對單位面積的測溫能力也越大。

根據(jù)這個可以做以下區(qū)分

1.10萬像素以下，比如50×50,80×60,100×100,一般售價低于2萬元。這類屬于低端機型，測溫范圍也較窄，一般都在-20 –200度左右。在功能上也比較弱,只能作為入門級，很多工作場合下都無法適用。

2.20萬像素左右，比如160×120,140X140,售價在2-5萬元左右，這屬于中低端機型。

3. 60萬以上像素，比如320X240及以上, 售價在10萬元以上，成像分辨率明顯提高，圖像很清晰。

4.百萬像素以上，這樣的高清級別的紅外熱像儀，目前只有Telops的高清紅外熱像儀能達到，市場上有幾家號稱能夠做到百萬的，是利用軟件后期合成的，并不是真正的高清熱像儀。

幀頻

幀頻對紅外熱像儀價格也有較大的影響，國產(chǎn)的紅外熱像儀的幀頻一般在9-60HZ范圍內(nèi)，國外品牌中flir目前能做到2900HZ，Telops的幀頻則能到120000HZ（12萬HZ）

幀頻的含義是每秒紅外熱像儀捕捉圖像數(shù)，幀頻越高，精度越高，越能準確顯示，產(chǎn)生的圖像也越連續(xù)。對于高速運動的目標，比如高鐵，子彈，導彈，爆炸等的溫度獲取只有通過高速紅外熱像儀才可能實現(xiàn)。舉例說，步槍子彈出膛的速度在800米每秒，人眼睛看到動態(tài)過程至少要每秒10張連續(xù)的照片。因此如果要拍子彈在槍口一米內(nèi)的動態(tài)過程則需要8000HZ的紅外熱像儀才能實現(xiàn)。

像素相同的紅外熱像儀，幀頻越高，價格也越高。幀頻提高一倍，價格也會相差1倍左右。

測溫范圍

測溫范圍是另一個影響紅外熱像儀價格因素.

測溫范圍越大，熱像儀可使用的環(huán)境也越多，價格也越貴。

是否對探測器制冷

我們都知道，一切高于0K的物體都會有紅外輻射，溫度越高輻射越大。非制冷的紅外探測器本身的紅外輻射就很高，這些紅外輻射一定程度上影響了對探測目標紅外輻射的光電反應，從而降低精度，所以科研單位一般選擇制冷型紅外熱像儀。目前比較流行的探測器制冷方式為斯特林制冷，這種制冷方式可以將探測器降溫到零下190°C，不過整個制冷單元添加會大大提高紅外熱像儀的成本。

軟件配置

測溫儀和低端的紅外熱像儀無需軟件配置，而對于科研工作者來講，必須獲得紅外熱像儀每個像素點的溫度用于研究，這些需要軟件來實現(xiàn)，軟件的開發(fā)也會提高熱成像儀的成本。

鏡頭

鏡頭的好壞直接決定了成像能力的高低，透光能力越高的鏡頭，獲得的數(shù)據(jù)也越準確，一般價格也越高。

價格區(qū)間

數(shù)百元人民幣

這個報價區(qū)間一般是紅外測溫儀

數(shù)千元人民幣

這個價格區(qū)間有部分紅外測溫儀，也有部分是低端的手持式非制冷紅外熱像儀

數(shù)萬元人民幣

這個價格區(qū)間一般是幀平面稍大的手持式非制冷型工業(yè)級紅外熱像儀，國產(chǎn)的紅外熱像儀一般不超過10萬

10萬至40萬人民幣

只有少數(shù)國產(chǎn)紅外熱像儀價格大于10萬，多數(shù)是flir,fluke等高端非制冷型紅外熱像儀

40萬人民幣-100萬人民幣

只有制冷型紅外熱像儀才能進入這個價格區(qū)間，這個價格的紅外熱成像儀已經(jīng)擁有了非常復雜的功能和操作方法，鏡頭的配置，軟件的配置也很復雜。通過不同的軟件設置和鏡頭配置可以實現(xiàn)復雜的功能。

100萬人民幣以上

超過100萬的紅外熱像儀很少，此時的紅外熱像儀一般具有別的附加功能，比如多光譜功能。

多少價格的紅外熱像儀是合適的

根據(jù)用途不同，適合的紅外熱像儀也有區(qū)別。

不需要高速成像，幀平面不要求很大的用途。比如：消防員，漏水監(jiān)測，電子儀器質(zhì)量堅持的等。對于這些用途的紅外熱像儀，只需要發(fā)現(xiàn)異常溫度的溫度點即可，一般幾千到2萬之間的就可以完全滿足需要了。

需要高速的用途。比如：爆炸，子彈研究等軍事用途，飛機發(fā)動機，高鐵等，這些都只有每秒數(shù)千HZ,甚至數(shù)萬HZ的紅外熱像儀才能滿足需要。

價格走勢

總體來講，紅外熱像儀的價格是逐年下降的，從發(fā)明之初的高不可攀，到現(xiàn)在漸漸的進入工業(yè)應用，廣泛進入科研院所，甚至手機中也可以應用，讓普通老百姓也有了購買熱像儀能力^[2]。

參考資料：

2.手機中的熱成像技術(shù)?CHIP 酷科技 樂園?[引用日期2015-04-23]