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红外成像仪是一种能够利用红外波成像的设备。 由于红外波和光波的波长差别很大，具有很多不同的特性，因此红外热像仪可以实现很多有用的特性，在工业监控、消防救援、公共安全和军事等领域发挥着重要作用。

红外热像仪拍摄的人体头像

常用的红外热像仪是通过对9-14 μm波段的电磁波进行成像和探测来实现的。 根据黑体辐射原理，任何物体都在辐射电磁波，温度越高，辐射的电磁波波长越短。 太阳的温度很高（高达5700K左右），所以太阳辐射的电磁波峰值在500nm左右。 对于室温（27℃）下的物体，其辐射峰值在10μm左右，辐射功率与温度呈正相关。 所以如果有一种类似照相机的设备，可以探测到9-14μm的电磁波，就可以利用物体本身的辐射进行成像，而不需要外部光源。 由于辐射强度与温度呈正相关，因此图像的亮度也与物体的温度呈正相关：温度越高，辐射功率越高，检测到的信号越强，相应的图像也越亮. 因此，该成像装置可用于测量物体表面的温度分布。 由于利用物体本身的辐射进行成像，不需要额外的光源，因此在夜间等环境下也能成像，达到类似夜视仪的效果。

由于该波段的电磁波辐射也称为红外波，因此这种设备也称为红外摄像机。

在硬件方面，红外热像仪与常用的热像仪结构基本相似，主要包括接收红外波进行红外成像的红外镜头和检测红外波的红外探测器。

红外摄像机的结构。 主要包括红外镜头和红外探测器。

红外镜头的原理与普通光学镜头类似，都是通过折射来控制红外波的传播方向，从而达到成像的目的。 不过，使用的材料是吸收红外波较少的锗晶体、硅晶体和硫化物玻璃。

红外镜头[1]

在红外探测器中，能够探测电磁波的探测器也有多种技术实现，包括非制冷红外焦平面阵列探测器、制冷红外探测器等。 但这类探测器技术还不是很成熟，性能有待提高。 如何提高这类探测器的性能也是工业界和学术界的研究课题。 在体温检测应用中，一般采用成本较低、性能较差的非制冷红外焦平面探测器。

红外焦平面阵列探测器[2]

红外热像仪常用于工业测量，在监测设备温度变化等应用中发挥重要作用。 同时，由于中红外波很容易穿透烟雾，因此红外热像仪常用于消防救援等任务。

在本次新型冠状病毒疫情中，由于发热是一个明显的感染症状，因此快速、准确地测量人体体温对于疫情防控具有重要意义。很多检测点都使用红外热像仪测量人体体温。 优点包括

人体温度的非接触测温。 可以同时测量多人的体温，但红外热像仪在测量温度方面的应用存在一定的理论局限性，使得被测对象的绝对温度存在一定的误差。 这种局限性，本质上是红外热像仪探测到的红外波强度不仅与物体的温度有关，还与物体的发射率以及物体与热像仪之间的距离有关。相机。

物体发射率

物体辐射红外波的功率大小，不仅与其自身温度有关，还与物体本身的发射率有关，而发射率是由物体本身的材料特性决定的。 在相同的温度下，不同材质物体的发射率不同，红外热像仪成像结果的亮度也不同。 因此，只有用户输入的正确发射率经过校准后，热像仪才能更准确地估计物体的温度。

水杯照片（左半）和红外热像仪图像（右半）[3]。 水杯上的图案与水杯其余部分不同，发射率也不同。 因此，虽然整个水杯外表面的温度基本一致，但在红外热像中的亮度也有所不同。 一般来说，黑色物体的发射率较高，因此红外图像中的黑色部分较亮。

物距的影响

红外热像仪接收到的辐射功率还受与物体距离的影响。 对于相同温度的物体，其与热像仪的距离越远，热像仪从物体接收到的辐射功率也越小。 事实上，红外热像仪接收到的辐射能量与距离的平方成反比。 由于这一特性，当对同一温度下的物体进行热成像时，红外图像的亮度与物体的距离有关。 因此，如果不知道红外热像仪与物体之间的距离，就很难根据红外信号的强弱来推断温度。

物体与热像仪的距离影响测温精度

对环境造成的影响

当然，近些年来，测量物体距离的设备也越来越成熟，包括单点测距仪、TOF、激光雷达、双目视觉传感器等，如果热像仪与这些传感器集成在一起，将可能在很大程度上影响上校准距离对温度测量的影响。

除了这些因素，红外探测器的参数还会有噪声、温漂等。 这些限制了温度测量的准确性。 因此，利用红外热像仪来实现更准确的人体温度测量仍存在一定难度。 但是，在某些场景下，通过对场景进行完整的建模，并经过严格的校准和标定红外辐射温度计，还是可以实现该场景下更准确的问题测度的。

从以上数据可以看出

(1)一定要选择合格的仪器供应商

(2)一定要明确仪器的使用限制

(3)仪器必须定期校准和校正

(4)操作人员应经过培训，能正确操作仪器

(5) 购买时要考虑准确性！

环境监测

环境监测数据准确吗？

环境监测仪器靠谱吗？

2018年，山西、河北等地接连发生严重的网络环境监测数据造假事件，造成了恶劣的社会影响，也暴露了环境监测领域多年来的老大难问题。

早期的在线监测数据造假比较简单，如在采样口外直接采样、废水采样头直接接在水管上、设置新鲜空气入口稀释排放等；

中期数据造假体现在监测值上限的设定上；

近期的监控数据造假技术含量较高，修改监控设备工作原理、篡改设备运行参数、自动剔除超标数据、写入并上传模拟数据等，甚至有经验的监控工程师很难在短时间内。 发现数据造假。

此外红外辐射温度计，劣质仪器干扰市场。 在线检测仪器是技术含量高的精密仪器。 但市场上仪器仪表生产厂家众多，大多依赖组装、贴牌生产。 由于缺乏相应的专业技术知识和实践经验积累，所选择的在线监测仪器时常对特征污染物反应不灵。 目前，在线监测基本上是自检验收。 联合监测实验室出具符合要求的验收监测报告。 通过验收只能证明公司安装了在线设备。 只有仪器供应商才知道监测数据的意义。 不知道。

实验室检测数据造假更是黑洞。 实验室检测分为现场取样和实验室分析两部分。 在哪里采样？ 采样方法是否准确？ 分析准确吗？ 这完全取决于个人素质和自律。 我看过一份检测报告，在实验室的CMA检测能力范围内没有污染物，实验室也出具了检测报告，盖有CMA印章。 也有检测报告没有标注工作条件，检测报告要素不全的情况。 数据分析怎么样？ 近期，山东、江苏、河南等地相继公布了一批存在问题的检测企业，也反映了过去几年我国监控市场的乱象。 此外，检测服务一般由排污单位委托。 经常有同事谈到检测结果不合格业主不付款的情况。

一个企业的排放是否达标，要看企业的管理水平和治理设施的运行效果，最终体现在监测数据上。 操纵成本几乎可以忽略不计。 在巨大的经济效益面前，污水企业、处理公司、检测公司三方合作水到渠成。

和疫情中的测温一样

是否因主观原因导致监测数据不准确

客观原因造成的监测数据不准确

需要我们注意

否则

千里堤，崩于蚁穴！