紅外線熱影像
熱影像儀又稱熱像儀或紅外線熱影像等。是一種對物體散發出紅外線進行感光成像的裝置，這種裝置廣泛運用在軍事、消防、醫療、工業生產、海關檢查等領域[1]。
歷史
[編輯]紅外線熱影像是從對紅外線敏感的光敏元件上發展而來，但是光敏元件只能判斷有沒有紅外線，無法呈現出圖像。在第二次世界大戰中交戰各國對紅外線熱影像的軍事用途表現出了興趣，對其進行了零星的研究和小規模應用[2]。1952年，銻化銦開發出來，這種新的半導體材料促進了紅外線熱影像進一步發展。不久之後，德州儀器公司開發出了具有實用價值的前視紅外線（Forward looking infrared）紅外線熱影像。這一系統採用的是單原件感光，利用機械裝置控制鏡片轉動，將光線反射到感光元件上[3]。隨着碲鎘汞材料製造工藝成熟，在軍事領域大規模採用紅外線熱影像成為了可能。60年代之後出現了由60或更多感光元件組成的線性整列，瑞典AGA公司將紅外線熱影像的應用拓展至民用領域發展。然而由於最初採用的是非製冷感光元件，製冷部件加上機械掃描機構使得整個系統非常龐大[4]。等到CCD技術成熟之後，焦平面陣列式紅外線熱影像取代了機械掃描式紅外線熱影像。至80年代半導體製冷技術取代了液氮、壓縮機製冷之後開始出現了可攜式、手持的紅外線熱影像。90年代之後，德州儀器又開發出了基於非晶矽的非製冷紅外焦平面陣列，進一步降低了紅外線熱影像生產成本[5]。
原理及分類
[編輯]紅外紅外線熱影像有光子探測和熱探測兩種不同原理。前者主要是利用光子在半導體材料上產生的電效應進行成像，敏感度高，但探測器本身的溫度會對其產生影響，因而需要降溫。後者將光線引發的熱量轉換為電訊號，敏感度不如前者，但無需製冷[6]。除此之外，還根據紅外線熱影像的工作波段、所使用的感光材料進行分類。常見紅外線熱影像工作在3到5微米或8到12微米，常用感光材料則有硫化鉛、硒化鉛、碲化銦、碲錫鉛、碲鎘汞、摻雜鍺和摻雜矽等[7]。根據感光元件數量和運動方式，則有機械掃描、凝視成像型等[8]。
用途
[編輯]紅外線熱影像用途非常廣泛，特別是在軍事上，利用紅外線熱影像可以在夜間發現散發熱量的坦克發動機、士兵。在工業上，可以利用熱像儀快速探測出加工件的溫度，從而掌握必要資訊。由於電動機、電晶體等電子元件發生故障時，往往伴隨着溫度異常升高，利用紅外線熱影像也可以快速診斷故障[9]。在醫學方面，流行性感冒、肺炎等疾病流行時，可以利用紅外線熱影像快速判斷是否有發熱現象。由於癌細胞溫度較高，也可用其輔助診斷乳腺癌等疾病[10]。邊防部門也可用其判斷交通工具或邊界地帶否藏有偷渡客。
參見
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 红外热像仪的小知识. [2010-03-04]. （原始內容存檔於2021-03-24）.
- ^ History of Infrared. [2010-03-05]. （原始內容存檔於2010-08-27）.
- ^ History of Infrared Thermography. [2010-03-05]. （原始內容存檔於2010-02-01）.
- ^ 基於微光與紅外的夜視技術 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2010-06-20.
- ^ 熱影像技術的發展 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2010-05-29.
- ^ 熱影像工作原理 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2008-11-04.
- ^ 科普：紅外熱像儀 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2006-06-20.
- ^ 紅外成像器件的發展[永久失效連結]
- ^ 紅外線熱影像在電廠的應用[永久失效連結]
- ^ 医疗诊断用红外热像仪. [2010-03-06]. （原始內容存檔於2010-08-24）.
