在了解红外热成像技术之前，首先要知道几个概念，分别是电磁波、可见光、红外线和紫外线。 1800年，英国科学家赫歇尔将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。 电磁波：物体表面温度如果超过绝对零度（-273℃）即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变。

可见光：可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在0.4~0.75微米之间。

紫外线：紫外线指的是电磁波谱中波长从0.1~0.4微米之间的总称，不能引起人们的视觉。1801 年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光，因而发现了紫外线的存在。紫外线可以用来灭菌，过多的紫外线进入体内会对人体造成皮肤癌。

红外线：波长介于0.78-1000微米的电磁波称为“红外线”，又称红外辐射。其中波长为0.78-2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0-1000微米的部分称为热红外线。

红外线（或热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射，它还具有两个重要的特性：

（1）物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无需接触的温度测量和热状态分析，从而为工业生产，能源，环境保护等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。 （2）大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3-5微米和8-14微米的热红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。由于这个特点，热红外成像技术在军事上提供了先进的夜视装备，并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在现代战争中发挥了非常重要的作用。

热像仪就是一种利用红外线热成像技术，通过对标的物的红外辐射探测，并加以信号处理、光电转换等手段，将标的物的温度分布的图像转换成可视图像的设备。

通俗的说，红外热成像是将不可见的红外辐射变为可见的热像图，并且能反映出目标表面的温度分布状态。 不同物体甚至同一物体不同部位辐射能力和它们对红外线的反射强弱不同。利用物体与背景环境的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异，红外热像图能够呈现景物各部分的辐射起伏，从而显示出景物的特征。

任何物体只要其温度高于绝对温度零度（-273.15度），虽然不发光，但都能辐射红外线（又称热辐射线）。通过红外热探测器吸收物体辐射的红外线，会根据其温度变化产生电效果应，再把电信号经过放大处理，就能得到与物体表面热分布相对应的热像图，即为“热成像”。

按照工作温度可分为制冷型/非制冷性 制冷式热成像仪，其探测器中集成了一个低温制冷器，这种装置可以给探测器降温度，这样是为了使热噪声的信号低于成像信号，成像质量更好。 非制冷式热成像仪，其探测器不需要低温制冷，采用的探测器通常是以微测辐射热计为基础，主要有多晶硅和氧化钒两种探测器。 按照功能可分为测温型/非测温型 测温型红外热像仪，可以直接从热图像上读出物体表面任意点的温度数值，这种系统可以作为无损检测仪器，但是有效距离比较短。

非测温型红外热像仪，只能观察到物体表面热辐射的差异，这种系统可以作为观测工具，有效距离比较长。

我们的眼睛看到的反射的光，日光摄像头，夜视设备和人眼都遵循相同的基本原理：可见光能量撞击并反射出来，然后探测器接收并将其转化为图像。无论是眼球，还是在照相机中，这些探测器都必须接收足够的光，否则就无法成像。显然，晚上没有任何阳光可以反射任何东西，因此它们仅限于星光，月光和人造光提供的光。如果还不够，他们将无济于事。

红外热像仪跟普通相机完全不同，我们称它们为“相机”，但实际上是传感器。要了解它们的工作原理，第一件事就是忘记以前相机拍摄照片的所有知识。FLIR通过热而不是可见光来拍摄图片。热（也称为红外线或热能）和光都是电磁光谱的一部分，但是能够检测可见光的相机不会看到热能，反之亦然。

热像仪不仅能检测热量，还可以检测到很小的热量差异（低至0.01°C），并显示为灰色阴影或不同颜色。很多人只是不理解这个概念，下面我们来解释一下它的原理。 我们在日常生活中遇到的一切事物都会释放出热能，甚至是冰。东西越热，它散发出的热能就越多。散发的热能称为“热信号”。当彼此相邻的两个物体的热特征略有不同时，无论光照条件如何，它们对热成像仪来说显示的都非常清晰。

热能来自多种能源，具体取决于您当时所查看的事物。有些东西，例如温血动物（包括人）、引擎和机械，会通过生物或机械方式产生自己的热量。其他事物-土地、岩石、浮标、植被白天吸收太阳的热量，并在夜间散发出热量。

由于不同的材料以不同的速率吸收和辐射热能，因此我们认为是一个温度的区域实际上是有微妙不同温度的区别。这就是为什么连续几天在水中记录的木头看起来与水中温度不同的原因，因此对于热成像仪来说是可见的。热成像仪可以检测到这些温差并将其转换为图像。虽然所有这些看似有点复杂，但现实是热像仪非常方便使用。

我们在电影和电视中看到的那些绿色图片来自夜视镜（NVG）。NVG吸收少量可见光，将其放大很多，然后投射到显示器上。

由NVG技术制成的相机具有与肉眼相同的局限性：那就是如果没有足够的可见光，它们的视线就不会很好。依赖于反射光的任何事物的成像性能都受到反射光的数量和强度的限制。NVG和其他微光相机在黄昏时不是很有用，因为它们的光线太多，无法有效工作，但肉眼看不到足够的光线。热像仪不受可见光的影响，因此即使在夕阳下，它们也可以为您提供清晰的图像。

红外照明相机试图投射一束近红外能量来产生自己的反射光，当其从物体反弹时，其成像器可以看到。这一点可行，但是次此相机仍然需要依靠反射光来成像，因此它们与其他依赖反射光的夜视相机具有相同的局限性就是短距离和较差的对比度。

所有这些可见光摄像机（日光摄像机，NVG摄像机和红外照明摄像机）都通过检测反射光能量来工作。但是，它们接收到的反射光量并不是确定您是否可以使用这些相机看到的唯一因素：图像对比度也很重要。

如果您正在查看的东西与其周围环境相比具有很大的对比度，那么您将有更多的机会用可见光摄像机看到它。如果没有很好的对比度，那么无论阳光多么明亮，您都不会看清楚。在深色背景上看到的白色物体具有很多对比度，但是，较暗的物体将很难用这些相机在黑暗的环境下看到，这就是对比度差。在晚上，当缺少可见光自然会降低图像对比度时，可见光相机的性能降低很多。

热像仪没有这些缺点。首先，它们与反射的光能量无关，在日常生活中，您看到的所有东西都具有热信号。这就是为什么与使用可见光摄像头（甚至是夜视摄像头）相比，使用热成像仪在夜间看到东西的机会要大得多的原因。

实际上，您可能要寻找的许多物体（例如人）会产生自己的对比度，因为它们会产生自身的热量。热像仪可以很好地看到它们，因为它们不仅可以通过热能拍摄图像，还可以将热能成像，他们利用物体之间的微小热量差异来拍摄照片 。夜视设备具有与日光和低照度摄像机相同的缺点：它们需要足够的光线和足够的对比度才能创建可用的图像。另一方面，热成像仪可以白天和黑夜清晰地观察，同时创建自己的对比度。毫无疑问，热像仪是最佳的24小时成像选择。

热成像技术是根据所有物体都发热这一事实来实现的。尽管许多物体从外表看不出什么，但在其上仍有冷热之分。借助热图上的颜色我们可以看到温度的分布，红色、粉红表示比较高的温度，蓝色和绿色表示了较低的温度。 热成像能穿透墙壁吗? 明确告诉大家，从目前的技术来说，热成像是不能穿透墙壁的！在我们的生活中，墙壁一般是足够厚的，绝缘性足以阻挡另一面的红外线辐射。如果你把一个红外热像仪指向一堵墙，它会探测到墙的热量，它后面的热量就“鞭长莫及”了。但是，如果墙里面的东西能够引起足够的温差，热像仪也是能够在墙的表面上感应到它的。比如：建筑维护专业人员经常使用热像仪来检测漏水或绝缘层缺失等问题，而无需拆墙来评估问题。 墙内的螺柱（垂直线）比隔热层冷，导致墙表面的温差

热成像能穿透烟雾吗？ 这个问题的答案基本上与能否穿透墙壁相似，但热像仪可能探测到混凝土内部的某些东西，比如管道或辐射加热，从而导致与混凝土表面的温差，这样就可以被红外热像仪捕捉到！ 暖管道在混凝土地板下清晰可见

热成像能穿透金属吗？ 在热成像领域，金属可能是一种比较棘手的材料。任何光滑或抛光的金属物体都可能会反射红外辐射，这就可能给监测管道或机械过热部件的人带来困难。但是氧化过的金属或被涂上冰铜材料的金属更容易精确测量。红外热像仪可能永远不可以“穿透”金属物体，但金属内部材料造成的温差，会反应在金属表层，这样用红外热像仪查看，同样可以达到检测效果。