红外光，或红外辐射，总是在我们身边。我们只是看不到它。事实上，所有绝对0（-273摄氏度或-460华氏度）以上的物体都会发出红外光。因此，不仅热的物体和温暖的物体会发出红外光，而且像一桶冰块这样的冷物体也会发出红外光。物体发出的红外光量与该物体的温度成正比。例如，篝火发出的红外光比灯笼多，红外光比一桶冰多得多。
电磁波谱
电磁波谱是科学家用来描述整个光范围的术语。下图以图形方式表示电磁波谱，并显示了各种形式的光，从无线电波到微波，从X射线到伽马射线。有趣的是，大多数电磁波谱对我们来说是不可见的，包括红外光。从图表中，我们看到宇宙中只有一小块光对我们可见。
电磁频谱
此外，从电磁波谱图中，我们看到红外光的波长大于可见光。由于红外光的大小不同，因此其行为与可见光相似。例如，红外光可以像可见光一样被吸收，通过和反射。
虽然我们的人眼没有被调谐为看到红外光，但有一些半导体材料可以感知它。通过将这些材料组织成行和列的矩阵，并将它们与微电子技术相结合，工程师们开发了焦平面阵列（FPA）红外探测器。
红外探测器
红外探测器由非晶硅，氧化钒，锑化铟，砷化镓和碲化镉汞等材料制成。它们具有各种像素尺寸，像素数和红外传感波段。例如，有短波红外 （SWIR）、中波红外 （MWIR） 和长波红外 （LWIR） 探测器，它们可以在这些红外区域中“看到”红外光。红外 FPA 探测器的像素分辨率范围从 60 x 80（4，800 像素）到 1280 x 1024（130 万像素）。
当集成到带有红外镜头的相机中时，IR FPA探测器捕获聚焦的红外光，该红外光被转换为电子信号并显示为灰度或彩色图像。红外图像的每个像素代表一个数字化的红外光水平。您可以使用相应的灰度或色阶调色板直观地识别图像的冷区、暖区和热区。人们可以在下面的摩托车红外图像中轻松挑选出白热的发动机气缸和排气口。
感兴趣的地区
如果红外热像仪经过温度测量校准，则可以将称为感兴趣区域（ROI）的工具应用于实时或记录的图像。图像显示平均值、最小值和最高温度值。投资回报率通常包括点、线和区域。由于热图像由数千个光斑测量组成，因此可以从任何一个图像像素显示温度值。
什么是热成像？
热成像是使用红外热像仪查看和/或测量物体或过程的热特性，以评估其与温度相关的状况的做法。
例如，在最近的电晕病毒大流行期间，对人们进行了热成像以检测体温升高。热成像被用作预筛查工具，以识别可能发烧的个体，这是感染的潜在指标。
红外热成像的另一个例子包括检查变电站中的连接，以确保电力自由流动。通常，随着对电流的阻力增加，热量也会相应增加。增加的电阻可能是由连接松动、腐蚀或组件故障引起的。无论原因如何，电阻的增加都会产生热量上升，可以用红外热像仪看到和测量。
热和电阻之间的关系也适用于微电子学，例如在印刷电路板上寻找可能缩短笔记本电脑寿命的短路。热成像的其他例子包括：
寻找建筑物中的冷点，以识别缺少隔热层的区域。
寻找旋转设备中由可能的轴承故障引起的摩擦引起的温度升高。
观察热量如何流过飞机的机翼，以揭示水的存在。
什么是被动热成像？
被动热成像依赖于物体或过程发出的自然产生的热光进行状态评估。使用被动热成像，只有当目标的温度与环境温度或周围物体不同时，才能使用红外热像仪观察到热对比度。如果没有热对比度，则生成的热图像在颜色或灰度方面几乎没有变化。
评估物体或场景的任何温度分布时，不会对物体施加外部能量。观测到的温度模式完全是由于固有的温差。
无源热成像的示例包括变电站和前面讨论的微电子检查。其他示例包括检查电机以确保其正确冷却或检查电气继电器以确保它们正常工作。这些检测示例中的每一个都依赖于由于过程的正常运行而导致的温度变化或发射的红外光的变化。
什么是主动热成像？
主动热成像是将外部能量源应用于物体或过程，以诱导温度变化，以便使用红外热像仪进行分析。有源热成像可以是一种可行的无损测试方法，适用于没有自然发生的热变化的物体或场景。换句话说，物体或场景中不存在自然发生的温差。
被动热成像：使用手持式热像仪检查飞机的机翼。
假设我们要评估飞机机翼是否存在缺陷。如果用红外热像仪在稳定状态下观察机翼，我们可能会在生成的红外图像中看到很少甚至没有热对比度。但是，如果我们将外部能量施加到机翼上，就像卤素灯的热量一样，我们可以观察到来自灯的热波如何随时间穿过机翼。
有源热成像：使用外部激发源检测目标物体中的缺陷。
如果机翼内部存在缺陷，则会中断卤素灯的热流，导致物体表面的温度分布发生变化。这种变化可以通过红外热像仪看到。
使用热像仪和激发源（卤素灯）检测物体的缺陷。
有源热成像的一个例子是使用卤素灯在机翼上诱导热波。用于有源热成像的其他激励源包括：
氙气闪光灯，用于产生短而高强度的热浪。
超声波振动喇叭在裂缝和脱粘处引起机械摩擦，从而产生热量。
感应线圈，用于产生涡流，在被缺陷阻挡时产生局部热量。
可编程电源，用于将电流引入半导体和电子设备，这些电流在短路或受到阻时会发热。
激光器用于将精确定位的热量施加到微电子学等小目标上。
用于主动热成像的检测系统通常使用计算机来记录物体的表面温度作为时间的函数。这些红外视频使用旨在“梳理”无源热成像未被注意到的缺陷和异常的软件进行处理。
