红外线是一种电磁波,它的波长范围为0.76~1000μm,不为肉眼所见。任何温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体,都会不断地发射红外辐射。根据斯蒂芬—玻尔兹曼定律,温度为T的物体,单位面积所发射的辐射功率是
P=εσT4 (1)
其中:
P——单位面积辐射功率,(W);
ε——物体表面发射率;
σ——斯蒂芬—玻尔兹曼常数,其数值为5.673×10-8W/(m2K4);
T——物体表面温度,(K)。
从上式可知,物体的表面温度越高,单位面积的辐射功率就越大。当已知物体的表面温度和它的发射率时,按上式就可计算出物体的辐射功率。反之,如果测定了物体所发射的辐射功率,就可以利用上式确定物体表面的温度。
当一个物体本身具有不同于周围环境的温度时,不论物体的温度高于环境温度,还是低于环境温度;也不论物体的高温来自外部热量的主人,还是由于在其内部产生的热量造成,都会在该物体内部产生热量的流动。热流在物体内部扩散和传递的路径中,将会由于材料或投射的热物理性质不同,或受阻堆积,或通畅无阻传递,最终会在物体表面形成相应的“热区”和“冷区”,这种由里及表出现的温差现象,就是红外热成像检测的基本原理。
红外热像仪是通过非接触探测红外能量(热量),并将其转换为电信号,进而在显示器上生成热图像和温度值,并可以对温度值进行计算的一种检测设备。使用NK红外热成像仪对物体进行扫描,就会显示出不同的温度差影像。