热像仪滤光片简介

热像仪是一种利用红外热成像技术，将物体表面的热分布转换为可见图像的设备，其工作原理基于物体的热辐射特性。所有物体都会根据其温度发射红外线，温度越高，发射的红外线能量越强。热像仪中的探测器能够接收并测量这些红外线，然后将其转换为电信号，经过处理后生成热图像。

（图源网络，侵删）

在热像仪的光学组件中常常会用到滤光片用以优化成像效果和适应特定的工作环境与需求，下面我们围绕热像仪光学滤光片进行分析！

热像仪常用的滤光片类型包括长波通滤光片、红外窄带滤光片等 。工作波段则通常根据热像仪的具体应用和设计而定，一般常见的工作波段在 2-13μm 左右，比如用于红外测温仪和热成像仪的滤光片，其工作波段就在此范围内。

长波通滤光片能让一定范围内的长波部分的光通过或者高透，而截止点以下的短波部分波段的光截至。它在生物医疗美容以及数码影像、机器视觉、指纹识别等领域得以广泛的应用。红外窄带滤光片则具有特定的中心波长和半带宽，透过率较高，热像仪的工作波段通常在 3～5μm 或 8～12μm，大气、烟云等对 3～5 微米和 8～14 微米的热红外线是透明的，这两个波段被称为热红外线的 “大气窗口”。

例如，以巨哥科技的MAG高温型在线式热像仪，能够通过图像处理算法对熔池宽度和中心店等位置进行识别，可清晰展示加热焊接全过程温度细节，其F6科学级热像仪提供0-2500摄氏度的全量程温度监控，用于波长低于2μm的高能激光环境下测温。

热像仪工作波段的选择

在选择热像仪的工作波段时，需要考虑多个因素。测量的温度范围是重要依据之一，高温测量一般选用短波，低温测量选择长波，中温测量则介于二者之间。对于发射率既随温度变化又随波长变化的物体，工作波段的选择不能仅依据温度范围，还需考虑发射率的波长温度变化。例如高分子塑料在 3.43μm 或 7.9μm 处、玻璃在 5μm 处、只含 CO2 和 NO2 的清洁火焰在 4.5μm 处均有较大的发射率。为测量这些对象的温度，就应选用这些具有大发射率的波段。同时，为减少辐射在大气中的衰减，工作波段应选择大气窗口，特别是长距离测量时。但在特殊场合，如测量现场含有大量水蒸气，则应避开其吸收波段。

不同工作波段对热像仪的影响

不同的工作波段对热像仪的性能和应用有着显著影响。短波红外热像仪利用较短波长的红外辐射来捕捉物体的热量分布，通过检测和测量物体发出的短波红外辐射来生成热像。它通常使用光电二极管作为探测器，在相对较高的温度范围内能提供高分辨率的图像，常用于军事、安防和消防领域，对检测低温物体也非常有效。长波红外热像仪使用较长波长的红外辐射来生成热像，通过检测和测量物体发出的长波红外辐射来显示热量分布，通常使用微波探测器或半导体探测器，在相对较低的温度范围内提供可靠的成像性能，常用于建筑、电力和医疗领域。

热像仪滤光片在各领域的应用

热像仪滤光片在众多领域都有重要应用。在冶金、危险废物、石化、玻璃等行业的高温窑炉中，物体热辐射的波长范围涵盖从短波红外到长波红外的整个波段，通过监控和分析不同的波段可获得更多信息。在生物医疗美容领域，长波通滤光片可用于次序分类，能够隔离光谱的宽区域，并同时透射大量所需能量及截止多余能量。在数码影像领域，滤光片有助于提高图像质量和色彩准确性。在机器视觉和指纹识别等领域，滤光片能增强特定波长光线的透过，提高检测和识别的精度。

综上所述，热像仪通常需要用到滤光片，具体类型和工作波段的选择取决于热像仪的应用场景和测量需求。在不同领域和任务中，合理选择滤光片能够显著提高热像仪的性能和测量精度。