利用紅外熱像技術測量高溫物體表面溫度場是一項全新的技術，紅外熱像測溫技術是一種非接觸、靈敏度高、直觀、準確、快速、安全、應用范圍廣泛的測定物體表面溫度場分布的檢測技術。該技術己在電站、配電設備和變電站等電氣設備和機器設備的狀態監測、高壓電線巡檢、半導體元件和集成電路的質量篩選和故障診斷、石化設備的故障診斷、火災的探測、材料內部缺陷的無損檢測和傳熱研究等領域得到廣泛的應用，并取得了可觀的經濟效益。隨著計算機技術的飛速發展，特別是80年代以后，熱圖實時數字處理技術的出現，使熱像儀的操作、使用更加方便，使得熱像儀測溫原理變得更簡潔，熱像儀的測溫精度不斷提高，測溫的動態范圍更大，設備更加小巧，熱像儀在我國各行各業的普及率也迅速提高。紅外熱像儀可以(yi)通過數字(zi)圖像處(chu)理技術(shu)實時地(di)獲得高溫(wen)物體表面(mian)的(de)溫(wen)度(du)，使得建(jian)材、冶金(jin)、熱電(dian)廠、焊接等(deng)方(fang)面(mian)的(de)應用十(shi)分廣泛，不但能保證(zheng)產(chan)品質量、節約能源，在優化(hua)燃燒、保護(hu)環境(jing)等(deng)方(fang)面(mian)也具有重要意義。在成熟的(de)輻射測溫(wen)原理基礎上，國內(nei)外(wai)一些學者(zhe)結合數字(zi)圖像處(chu)理技術(shu)，在工業爐溫(wen)度(du)場檢(jian)測方(fang)面(mian)取得了非常好的(de)效(xiao)果(guo)。

圖為紅外熱成像

具體紅外熱像儀測溫原理為以下幾點：

(1)高溫輻射體表面微小面元分割

高(gao)溫(wen)物體表面(mian)劃分(fen)區域(yu)為ABCD，為使ABCD在紅外(wai)熱(re)(re)(re)像(xiang)儀上(shang)清晰(xi)成(cheng)像(xiang)，調(diao)節位于O點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)紅外(wai)熱(re)(re)(re)像(xiang)儀焦(jiao)距(ju)，使物面(mian)上(shang)每一(yi)個(ge)(ge)物點(dian)(dian)(dian)在像(xiang)面(mian)上(shang)都(dou)有一(yi)個(ge)(ge)共軛(e)點(dian)(dian)(dian)與之對(dui)應。熱(re)(re)(re)像(xiang)儀對(dui)光學圖像(xiang)進行(xing)采樣時，卻破壞了這(zhe)種(zhong)一(yi)一(yi)對(dui)應關系，因(yin)為焦(jiao)平(ping)面(mian)上(shang)每一(yi)個(ge)(ge)光敏單元(yuan)(yuan)都(dou)是分(fen)隔開的(de)(de)。與紅外(wai)熱(re)(re)(re)像(xiang)儀分(fen)辨(bian)率(M×N)相(xiang)對(dui)應，高(gao)溫(wen)物體表面(mian)ABCD分(fen)割成(cheng)M×N個(ge)(ge)單元(yuan)(yuan)。設小(xiao)面(mian)元(yuan)(yuan)abcd是ABCD平(ping)面(mian)上(shang)第(i,j)個(ge)(ge)面(mian)元(yuan)(yuan)，與紅外(wai)熱(re)(re)(re)像(xiang)儀焦(jiao)平(ping)面(mian)上(shang)的(de)(de)第(i,j)個(ge)(ge)像(xiang)素點(dian)(dian)(dian)對(dui)應。

(2)被測高溫物體具有實的物面

如(ru)果(guo)被測物(wu)體(ti)(ti)具有(you)實的(de)物(wu)面(mian)，則可以在紅外熱像(xiang)儀上得到其清晰的(de)像(xiang)。忽略紅外熱像(xiang)儀成像(xiang)時空氣的(de)影響，認為紅外熱像(xiang)儀焦平面(mian)上的(de)像(xiang)能準確反映(ying)輻射體(ti)(ti)表(biao)面(mian)的(de)溫(wen)度(du)。

(3)同一個面元內溫度相同

在(zai)(zai)加熱(re)時，爐膛(tang)(tang)內(nei)溫(wen)度(du)(du)一(yi)(yi)般是不(bu)均勻的(de)(de)(de)，即(ji)存在(zai)(zai)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)梯度(du)(du)。因(yin)為工業爐膛(tang)(tang)體積龐大(da)，其中(zhong)填入物料的(de)(de)(de)總質(zhi)量也比較大(da)。雖然如此，但在(zai)(zai)一(yi)(yi)個足(zu)夠(gou)小的(de)(de)(de)區域內(nei)溫(wen)度(du)(du)變化不(bu)大(da)。若紅外熱(re)像儀分(fen)辨率(lv)很高(gao)，鏡頭(tou)選擇的(de)(de)(de)也合適，那么我們就可(ke)以考慮(lv)在(zai)(zai)每個微小面元內(nei)溫(wen)度(du)(du)都相同(tong)，對于(yu)高(gao)溫(wen)輻射體，相同(tong)面元的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)相同(tong)。

紅(hong)外(wai)熱(re)像(xiang)(xiang)儀焦平面(mian)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)每(mei)(mei)一(yi)(yi)(yi)(yi)像(xiang)(xiang)素(su)點(dian)的(de)(de)(de)(de)能量，來源于對(dui)應面(mian)元(yuan)的(de)(de)(de)(de)光輻(fu)射為了能在紅(hong)外(wai)熱(re)像(xiang)(xiang)儀焦平面(mian)上(shang)(shang)清晰成像(xiang)(xiang)，必須使物(wu)面(mian)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)點(dian)與像(xiang)(xiang)面(mian)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)點(dian)一(yi)(yi)(yi)(yi)一(yi)(yi)(yi)(yi)對(dui)應。即物(wu)面(mian)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)每(mei)(mei)一(yi)(yi)(yi)(yi)個微(wei)小面(mian)元(yuan)都(dou)對(dui)應像(xiang)(xiang)面(mian)上(shang)(shang)唯一(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)像(xiang)(xiang)素(su)單(dan)元(yuan)。這種一(yi)(yi)(yi)(yi)一(yi)(yi)(yi)(yi)對(dui)應關系恰恰說(shuo)明了紅(hong)外(wai)熱(re)像(xiang)(xiang)儀焦平面(mian)的(de)(de)(de)(de)每(mei)(mei)一(yi)(yi)(yi)(yi)像(xiang)(xiang)素(su)點(dian)，都(dou)只接收其對(dui)應面(mian)元(yuan)的(de)(de)(de)(de)光輻(fu)射能量。高溫物(wu)料的(de)(de)(de)(de)亮度，從各個方向(xiang)看都(dou)是一(yi)(yi)(yi)(yi)樣的(de)(de)(de)(de)。因此表面(mian)粗(cu)糙的(de)(de)(de)(de)自身(shen)發(fa)射接近(jin)于余弦(xian)輻(fu)射體。以上(shang)(shang)就是在測(ce)量高溫物(wu)體時的(de)(de)(de)(de)熱(re)像(xiang)(xiang)儀測(ce)溫原理。