自然界中的物體只要其溫度高于絕對(duì)零度，就會(huì)不斷地向外輻射能量。因此，理論上只要找到這些物體輻射能量與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系并收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)一定的處理后，就可以得到與目標(biāo)輻射分布相對(duì)應(yīng)的熱圖像。
一般將物體輻射出的波長(zhǎng)在0.76μm-1000μm的電磁波定義為紅外光波。將紅外光按照波長(zhǎng)分為四個(gè)波段：近紅外(0.75μm～3.0μm)；中紅外(3.0μm～6.0μm)；長(zhǎng)波紅外（6.0μm～15μm)和極遠(yuǎn)紅外波段(15μm～1000μm)。研究發(fā)現(xiàn)，紅外輻射對(duì)大氣的穿透性和波長(zhǎng)有很大關(guān)系，只有幾個(gè)特定波段的紅外輻射能夠較好的穿透大氣，研究人員將這幾個(gè)特定的波段稱(chēng)為“大氣窗口”，主要的大氣窗口包括2μm -2.6μm，3μm～6μm和8μm～14μm。

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圖為普朗克曲線

紅外熱成像技術(shù)就是在利用紅外輻射的“大氣窗口”的波段進(jìn)行成像。目前在紅外成像領(lǐng)域研究較多的是采用中波紅外（3μm～5μm）和長(zhǎng)波紅外（8μm～14μm）兩個(gè)波段進(jìn)行探測(cè)，將這些波段的輻射轉(zhuǎn)換為人眼可觀測(cè)并可供測(cè)量分析的圖像數(shù)據(jù)。
紅外光波具有很強(qiáng)的溫度效應(yīng)，攜帶輻射目標(biāo)的溫度信息，這是利用紅外成像進(jìn)行溫度場(chǎng)測(cè)量研究的基礎(chǔ)。基于紅外熱成像的溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)是在紅外輻射的基本定律基礎(chǔ)上進(jìn)行研究的，紅外輻射的基本定律主要有四個(gè)：普朗克公式、維恩位移定律、朗伯余弦定律和斯蒂芬·波爾茲曼定律。
當(dāng)具備理論條件后，首先就由紅外探測(cè)器和光學(xué)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)物體實(shí)施紅外掃描；然后將紅外輻射信息聚集到探測(cè)器上，將其轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，并進(jìn)行一系列放大處理；最后將這些信息傳輸?shù)斤@示器上，就可以顯示目標(biāo)物體的溫度分布情況了。紅外熱像儀不僅擁有溫度測(cè)量的功能，而且擁有繪制測(cè)量對(duì)象溫度分布的功能，可以將灰度圖像轉(zhuǎn)化成偽彩色圖像。

正常情況下，紅外熱像儀的掃描方式可以分為兩種：一種是光機(jī)掃描，該掃描形式需要用到單元多元光伏或者廣電導(dǎo)紅外探測(cè)器。由于單元探測(cè)器會(huì)受到幀幅反應(yīng)速度的制約，系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。通常會(huì)利用多元陣列探測(cè)器，將溫度分布情況快速準(zhǔn)確地顯示出來(lái)。第二種是非掃描形式，這是新型的紅外熱像設(shè)備，與傳統(tǒng)的光機(jī)掃描形式相比，陣列式凝視成像的焦平面熱像儀的優(yōu)點(diǎn)更加突出，逐漸擠壓了光機(jī)掃描儀的市場(chǎng)空間。探測(cè)器是焦平面熱像儀的核心部件，可以使目標(biāo)物體的溫度圖像布滿整個(gè)顯示器，該掃描技術(shù)的便攜性非常好，圖像的清晰度更高，而且具有放大、自動(dòng)聚焦、等溫顯示、語(yǔ)音注釋的擴(kuò)展功能，還可以根據(jù)自己的需求擴(kuò)大存儲(chǔ)空間。
紅外熱像儀可以在不接觸測(cè)量物體的情況下準(zhǔn)確測(cè)量出目標(biāo)物體的溫度，并將其溫度分布情況在顯示器中顯示出來(lái)。紅外熱像儀可以對(duì)測(cè)量到的溫度進(jìn)行精確化分析，對(duì)出現(xiàn)異常發(fā)熱情況的設(shè)備故障進(jìn)行檢測(cè)分析。如今半導(dǎo)體技術(shù)、紅外光學(xué)材料、微電子學(xué)等新型技術(shù)都應(yīng)用到紅外熱像儀當(dāng)中，極大地推動(dòng)了該技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能夠顯示二維可視圖像的紅外熱像儀設(shè)備。

紅外熱像儀原理圖