熱像儀是一種利用紅外熱成像技術(shù)，將物體表面的熱分布轉(zhuǎn)換為可見圖像的設(shè)備，其工作原理基于物體的熱輻射特性。所有物體都會(huì)根據(jù)其溫度發(fā)射紅外線，溫度越高，發(fā)射的紅外線能量越強(qiáng)。熱像儀中的探測(cè)器能夠接收并測(cè)量這些紅外線，然后將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過處理后生成熱圖像。

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在熱像儀的光學(xué)組件中常常會(huì)用到濾光片用以優(yōu)化成像效果和適應(yīng)特定的工作環(huán)境與需求，下面我們圍繞熱像儀光學(xué)濾光片進(jìn)行分析！

熱像儀常用的濾光片類型包括長(zhǎng)波通濾光片、紅外窄帶濾光片等 。工作波段則通常根據(jù)熱像儀的具體應(yīng)用和設(shè)計(jì)而定，一般常見的工作波段在 2-13μm 左右，比如用于紅外測(cè)溫儀和熱成像儀的濾光片，其工作波段就在此范圍內(nèi)。

長(zhǎng)波通濾光片能讓一定范圍內(nèi)的長(zhǎng)波部分的光通過或者高透，而截止點(diǎn)以下的短波部分波段的光截至。它在生物醫(yī)療美容以及數(shù)碼影像、機(jī)器視覺、指紋識(shí)別等領(lǐng)域得以廣泛的應(yīng)用。紅外窄帶濾光片則具有特定的中心波長(zhǎng)和半帶寬，透過率較高，熱像儀的工作波段通常在 3～5μm 或 8～12μm，大氣、煙云等對(duì) 3～5 微米和 8～14 微米的熱紅外線是透明的，這兩個(gè)波段被稱為熱紅外線的 “大氣窗口”。

例如，以巨哥科技的MAG高溫型在線式熱像儀，能夠通過圖像處理算法對(duì)熔池寬度和中心店等位置進(jìn)行識(shí)別，可清晰展示加熱焊接全過程溫度細(xì)節(jié)，其F6科學(xué)級(jí)熱像儀提供0-2500攝氏度的全量程溫度監(jiān)控，用于波長(zhǎng)低于2μm的高能激光環(huán)境下測(cè)溫。

熱像儀工作波段的選擇

在選擇熱像儀的工作波段時(shí)，需要考慮多個(gè)因素。測(cè)量的溫度范圍是重要依據(jù)之一，高溫測(cè)量一般選用短波，低溫測(cè)量選擇長(zhǎng)波，中溫測(cè)量則介于二者之間。對(duì)于發(fā)射率既隨溫度變化又隨波長(zhǎng)變化的物體，工作波段的選擇不能僅依據(jù)溫度范圍，還需考慮發(fā)射率的波長(zhǎng)溫度變化。例如高分子塑料在 3.43μm 或 7.9μm 處、玻璃在 5μm 處、只含 CO2 和 NO2 的清潔火焰在 4.5μm 處均有較大的發(fā)射率。為測(cè)量這些對(duì)象的溫度，就應(yīng)選用這些具有大發(fā)射率的波段。同時(shí)，為減少輻射在大氣中的衰減，工作波段應(yīng)選擇大氣窗口，特別是長(zhǎng)距離測(cè)量時(shí)。但在特殊場(chǎng)合，如測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)含有大量水蒸氣，則應(yīng)避開其吸收波段。

不同工作波段對(duì)熱像儀的影響

不同的工作波段對(duì)熱像儀的性能和應(yīng)用有著顯著影響。短波紅外熱像儀利用較短波長(zhǎng)的紅外輻射來捕捉物體的熱量分布，通過檢測(cè)和測(cè)量物體發(fā)出的短波紅外輻射來生成熱像。它通常使用光電二極管作為探測(cè)器，在相對(duì)較高的溫度范圍內(nèi)能提供高分辨率的圖像，常用于軍事、安防和消防領(lǐng)域，對(duì)檢測(cè)低溫物體也非常有效。長(zhǎng)波紅外熱像儀使用較長(zhǎng)波長(zhǎng)的紅外輻射來生成熱像，通過檢測(cè)和測(cè)量物體發(fā)出的長(zhǎng)波紅外輻射來顯示熱量分布，通常使用微波探測(cè)器或半導(dǎo)體探測(cè)器，在相對(duì)較低的溫度范圍內(nèi)提供可靠的成像性能，常用于建筑、電力和醫(yī)療領(lǐng)域。

熱像儀濾光片在各領(lǐng)域的應(yīng)用

熱像儀濾光片在眾多領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。在冶金、危險(xiǎn)廢物、石化、玻璃等行業(yè)的高溫窯爐中，物體熱輻射的波長(zhǎng)范圍涵蓋從短波紅外到長(zhǎng)波紅外的整個(gè)波段，通過監(jiān)控和分析不同的波段可獲得更多信息。在生物醫(yī)療美容領(lǐng)域，長(zhǎng)波通濾光片可用于次序分類，能夠隔離光譜的寬區(qū)域，并同時(shí)透射大量所需能量及截止多余能量。在數(shù)碼影像領(lǐng)域，濾光片有助于提高圖像質(zhì)量和色彩準(zhǔn)確性。在機(jī)器視覺和指紋識(shí)別等領(lǐng)域，濾光片能增強(qiáng)特定波長(zhǎng)光線的透過，提高檢測(cè)和識(shí)別的精度。

綜上所述，熱像儀通常需要用到濾光片，具體類型和工作波段的選擇取決于熱像儀的應(yīng)用場(chǎng)景和測(cè)量需求。在不同領(lǐng)域和任務(wù)中，合理選擇濾光片能夠顯著提高熱像儀的性能和測(cè)量精度。