事實上，熱像儀的視野遠遠超出了我們人眼所能看到的范圍。通過這樣做，它可以為我們提供數十萬英里外恒星誕生的明確跡象。

事實上，再強大的哈勃太空望遠鏡也無法探測到這樣一個突破性的時刻。美國宇航局的低軌道太空望遠鏡或許能夠為您提供一個很遠很遠的美麗星云的壯觀圖像。然而，它不會給我們暗示即將在該星云內誕生的初出茅廬的恒星的崛起。星際塵埃覆蓋的圖像會掩蓋這一重大事件。但如果紅外熱像儀無法幫助它，則不會。 

言歸正傳，熱像儀一直在全球范圍內與新冠病毒的斗爭掀起波瀾，這種可怕的病毒使我們的活動受到嚴格測量。毫無疑問，這些相機已經占據了中心位置。它可能無法直接檢測病原體的存在。但是，說實話，沒有任何設備可以比紅外熱像儀更安全地從安全距離檢測發燒，這是病毒感染的首要癥狀。難怪如今它已成為購物中心和其他公共場所入口處的固定裝置。 

因此，最重要的是仔細觀察熱像儀的工作原理。通過獲得更多的知識，您將能夠最大限度地利用熱像儀，就像它改變了我們在地球上的生活一樣。在很大程度上，當您想讓事情順利進行時，可以獲得更高的生產力和效率。 

原則第一

馬上，您可能會對紅外熱像儀如何檢測恒星的誕生感到困惑。但這只是冰山一角。紅外天文學可以發現更多關于我們已知宇宙的信息，因為它超越了可見光。或者一雙人的眼睛能看到什么。 

所以首先要知道紅外線是不可見的。與我們每天看到的正常事物不同，我們不能用人類的視覺來看到紅外線。

1800 年發現紅外輻射 (IR) 的英國天文學家威廉·赫歇爾爵士 (Sir William Herschel ) 甚至不知道存在紅外輻射，這絕非偶然。至少在他看到它的效果之前不會。使用艾薩克牛頓爵士熟悉的棱鏡實驗，威廉使用溫度計測量太陽光產生的每種顏色的溫度。他意識到隨著顏色變成紅色，熱量會增加。終于，他撞上了比紅色還要熾熱的"無形之光"。這就是紅外線或熱能的發現方式。 

因此，您必須意識到比較普通相機和熱像儀是徒勞的。智能手機上的普通相機使用可見光能量捕捉您周圍的照片。人眼也是如此，人眼也充分利用了可見光能量。 

熱像儀檢測熱量（而不是可見光）的存在。并從該輸入通過數字或模擬輸出形成視覺表示。因此，它只能看到熱能，而看不到我們眼睛習慣的畫面。 

請注意，地球上的一切都會散發出熱能，即使是一塊冷冰。物體越熱，它發出的熱能就越多。熱像儀檢測物體的特定熱分布是義不容辭的，也稱為熱特征。并排放置的物體可能具有不同的熱特征。但是，火等極端高溫會影響靠近它的物體的熱特征。 

事實上，熱像儀的工作是描繪物體發出的熱能。雖然普通相機可以以令人驚嘆的顏色為您提供周圍物體的視覺表示，但它無法描繪所述物體的熱能。另一方面，熱像儀可以向您顯示周圍物體的各種熱能，但無法為您提供周圍環境的生動圖像。 

紅外天文學比任何強大的望遠鏡都能更好地探測新恒星的誕生，因為它可以跟蹤外太空的能量排放。當新恒星誕生時，它們會發出某種明確無誤的紅外光，表明它們的存在。雖然通常的天體望遠鏡無法看穿所有的星系塵埃和星云，但強大的紅外望遠鏡可以探測到這種星系間能量的突然爆發。

熱像儀內部：工作原理

了解什么是紅外線輻射是一回事，而捕捉它又是另一回事。我們必須明白，我們今天所知道的熱像儀是一個漫長而曲折的過程，需要幾十年才能完善的產物。一方面，我們今天的紅外熱像儀功能強大且用戶友好。因此，與幾十年前消防使用的那些不同，它們不僅重量大，而且價格也不利。 

先說第一件事。讓我們在信用到期的地方給予信用。雖然是威廉·赫歇爾爵士讓世界意識到了紅外輻射，但 在 1929 年發明了第一臺紅外敏感相機的是匈牙利物理學家和發明家 Kálmán Tihanyi。在這方面，我們可以將 Tihanyi 稱為"制造紅外熱像儀的人"。我們看到了看不見的東西。

由于紅外攝像機旨在捕捉周圍環境中的熱能，因此其主要部件旨在處理紅外輻射。輸入單元尤其如此。我們談論的是鏡頭和傳感器，紅外線輻射必須通過的路徑。 

1、鏡片

馬上，想想熱像儀的鏡頭，就像你的眼瞼一樣。如果您的眼瞼不打開，您將無法看到周圍的環境。不是一回事。就其本身而言，熱像儀必須有一個鏡頭，允許紅外線及其各種頻率通過。只有這樣，傳感器才能處理信號。 

這就是 IR 攝像頭和標準攝像頭（手機上的那個）不同的地方。與普通相機不同，紅外相機的鏡頭不得由玻璃制成。請注意，玻璃會阻擋長波紅外輻射 (LWIR)，這是對熱成像最有用的頻率。 

因此，鏡片通常由鍺、硒化鋅、氟化鈣或藍寶石制成。通過這樣做，透鏡可以滿足 7 到 14 μm 熱輻射的電磁光譜范圍。由于這些材料中的大多數都具有高折射率，因此將抗反射涂層應用于鏡片以校正偏轉至關重要。

2、傳感器

熱像儀的核心是傳感器。這是紅外輻射通過熱探測器的地方。這種檢測器直接響應因吸收入射紅外光而發生的熱增加。 

但是，隨著時間的推移，有兩種最突出的方法可以完成這項工作。今天使用的最新和常用技術是通過微測輻射熱計，而另一種方法是使用熱釋電材料。詳情如下。

微測輻射熱計 

原則上，微測輻射熱計是一種對輻射敏感的設備。第一臺輻射熱計是由 美國物理學家/天文學家發明家塞繆爾·皮爾龐特·蘭利( Samuel Pierpont Langley，1834 - 1906 年) 發明的。 

任何直接撞擊微測輻射熱計吸收元件的輻射都會導致溫度相應升高。吸收的能量越大，溫度就越高。這種溫度變化可以使用電阻溫度計直接測量。并作為電子信號讀出以產生電子圖像。本質上，微測輻射熱計由一層薄薄的金屬組成，然后通過熱鏈接直接連接到（恒溫的）熱庫。 

傳感器陣列是排列在網格中的數千個探測器像素的所在地。知道陣列中的每個像素都會對直接撞擊它的紅外輻射做出反應，產生一個電阻，然后可以將其轉換為電子信號。來自每個像素的信號通過應用數學公式進行處理，該公式構成了所捕獲物體溫度的顏色圖的基礎。然后將隨后的彩色圖片發送到相機的處理單元進行顯示。 

知道每個像素都有一個微測輻射熱計，以獲得更高的精度。因此，與智能電視或普通相機相比，熱成像相機的分辨率相當低。事實通常是，640x480 已經被認為是熱像儀的高分辨率。 

基于微測輻射熱計的熱像儀也稱為非制冷熱像儀，因為不需要單獨的冷卻機制來操作微測輻射熱計傳感器。直接的優勢是這些紅外熱像儀比傳統的冷卻型號更輕。 

3、熱電材料 

這些是使用冷卻傳感器檢測器的熱像儀。一個光輝的例子是鉭酸鋰。這種材料會直接響應溫度的變化而產生微小的電壓。從這個意義上說，它直接檢測紅外光子。它是光伏的，而不是使用光電導的基于非制冷微測輻射熱計的熱像儀。 

盡管它們提供了許多優勢，例如遠距離紅外檢測和更精細的溫差結果，但冷卻式熱像儀正逐漸被非冷卻設備所取代。這主要是因為它們更昂貴的價格標簽和笨重的性質。由于其成像傳感器必須與低溫冷卻器集成，因此按照當今的標準，這些紅外探測器很重。更糟糕的是，隨著時間的推移，低溫冷卻器中的運動部件很容易磨損。 

4、圖像處理器

獲取紅外輻射后，必須處理數據以創建在紅外攝像機屏幕上看到的輸出。數據處理包括預處理、特征提取和分類。請注意，過濾用于消除噪音或不需要的數據。在這里，使用算法或數學方程來產生可視圖像。 

展示

這是來自相機處理器的數據轉換為電子信號的地方。請記住，所述數據取自每個像素（非冷卻）。通過應用數學算法，可以生成顏色圖。這代表了被調查物體的明顯熱特征。以前，非彩色或黑白表示在熱成像顯示器中很常見。 

頂級獨特的熱像儀應用

掃描宇宙

當涉及到廣闊的宇宙時，可見光可能會不足。事實上，宇宙中有數百億個物體，它們的溫度太低，而且非常微弱，無法通過可見光定位。然而，紅外攝像機在檢測這些方面沒有問題。由于天體（與它們一樣大）會發出紅外線，定位和監測它們會容易得多。 

一個典型的例子是土星的極光。NASA 能夠監測這顆行星的光的運動，從而將其與地球（北極光）的光進行比較。 

更好的是，紅外波具有比可見光更長的波長，可以穿過外太空的星云和巨大的塵埃區域，效果更好，散射更少，完整性更高。因此，我們可以更深入地了解我們已知宇宙的起源， 并發現恒星和其他星系的誕生。 

自動修理

想象一下，您和機械師找到您的汽車問題會變得多么容易。您不必再猜測是保險絲盒還是汽車的電氣系統。通過使用方便的紅外攝像頭，您可以查明問題的根源。請注意，過熱是汽車故障的明顯跡象。 

就像房屋檢查員使用它來檢測您生活空間中的能源漏洞一樣，熱像儀可用于處理汽車問題。在此過程中節省寶貴的時間和精力。 

動物健康

我們目睹了熱像儀如何有助于阻止新冠威脅的蔓延。此外，該技術應該被證明對于在大流行后時期重新開放設施至關重要。不僅可以獲得更快的發燒檢測，而且還可以獲得優質產品，而不會在您的錢包上炸開一個大洞。

但熱成像也有利于寵物。由于我們最喜歡的動物——從狗、貓到馬——無法用語言表達它們的痛苦，因此能夠確定它們是否患有健康問題是很重要的。即使你知道他們正在受苦，找到問題的核心完全是另一個挑戰。 

這就是熱像儀再次發揮作用的地方。熱量的存在一直是動物健康問題的良好跡象。在發燒、感染和可能的炎癥方面尤其如此。紅外熱像儀已成為公共場所入口的標準配置。 

通過部署紅外技術，您可以檢測寵物可能存在的熱點區域。無論您的寵物是在家庭中還是在農場中與您一起生活，這都無關緊要。 

確實，您節省了精力和時間，更不用說您寶貴的財務了。最重要的是，您可以挽救生命。這就是您手中的熱像儀的美妙之處。