红外成像仪成像原理与可见光原理分析

 

      对设备热状态进行诊断的基础是对设备红外辐射的确定和分析。要进行这个工作必须从观察者的角度准确地确定设备红外辐射的分布，即再现设备红外辐射的分布情况。通常，把从观察者角度重现设备红外辐射的物理过程称为红外成像。然而由于人们肉眼无法看到红外辐射的分布情况，所以要进行观察，还必须将红外辐射分布转换成可观察的物理量(温度)或可见光图像(热像)。因此，进行红外诊断技术中一个非常重要的概念，就是设备的热像(thermograph)。

 

      设备或其他目标的热像，是指它们的红外辐射分布的可见光图像。在热像上用不同的灰度表示不同的红外辐射能量密度，叫做黑白热像。在黑白热像上，通常亮的地区代表红外辐射能量密度大、温度高，而暗的地区代表红外辐射能量密度小、温度低。在热像上用不同彩色表示不同的红外辐射能量密度，叫做伪彩色热像简称彩色热像.从彩色热像上可以更明确地分辨不同地区的红外辐射能量密度和温度。无论是黑白热像还是伪彩色热像，都与一般的黑白可见光图像或彩色可见光图像具有完全不同的意义，反映完全不同的内容，代表完全不同的信息。但是，由于红外辐射和可见光辐射都是电磁辐射，在传播规律、成像规律都有很多相同之处，并且红外成像最终显示的热像本身也是一种可见光图像，所以欲了解红外成像原理，首先应当很好地掌握可见的成像原理。红外成像仪就是根据这个原理发明的。

 

   一、可见光成像原理

 

    可见光是波长为0.38-0.75μm的电磁波.由于官可以被人们的视觉感受并形成明暗不同的亮度和颜色不同的色度分布图，所以称为可见光。下面从三个基本方面简要介绍可见光成像原理。

 

    (一)传播规律

 

    可见光在真空中或在介质中传播时，符合以下几个基本规律

 

    1.直线传.播

 

    各种波长的可见光，在真空中或在同一介质中，总是沿直线前进。它在不同的介质中有不同的传播速度，在真空中光的传播速度为30x 10'km/s。

 

    2.反射定律

 

    如果可见光在传播中射向两种介质的交界面，则有全部的或部分的可见光反射回来。这种现象叫做光的反射。光的反射符合反射定律，光的反射定律是:入射光与反射光位于同一平面内，反射角与人射角相等。

 

     3.折射定理    

 

    当可见光由一种介质射向另一种介质时，除了产生上述的反射现象外，还有一部分射入到另一种介质中，而且光的传播方向将发生改变，这种物理现象叫做光的折射。

 

   (二)成像原理

 

    根据上述光的传播规律，可利用专门设计的光学镜头，把物体辐射透过和反射的可见光重新会聚在一起，形成可见光能量密度分布图，称为物体的可见光图像.上述物理过程叫做可见光成像。

 

    根据光的传播规律和实验可知光通过透镜时有以下规律:

 

    (  1  )所有平行于主光轴的人射光线，通过透镜后都折

 

    向主光轴，并且都通过同一点F。这个F点叫做透镜的焦

 

    点.   F点与光心0的距离称为透镜的焦距(f).

 

    (  2 )任何通过光心的人射光线，在通过透镜之后其传播方向不变。

 

         红外成像仪原理其实就是红外物理结合实际而形成的一种实际符合人们需求的结果。