物體表面溫度如果超過0K即會(huì)輻射出電磁波，隨著溫度變化，電磁波的輻射強(qiáng)度與波長分布特性也隨之改變，波長介于0.75μm到1μm間的電磁波稱為“紅外線”，而人類視覺可見的“可見光”介于0.4μm到0.75μm。紅外線在地表傳送時(shí)，會(huì)受到大氣組成物質(zhì)( 特別是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收，強(qiáng)度明顯下降，僅在短波3μ~5μm及長波8~12μm的兩個(gè)波段有較好的穿透率(Transmission)，通稱大氣窗口(Atmospheric window)，大部份的紅外熱像儀就是針對(duì)這兩個(gè)波段進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算并顯示物體的表面溫度分布。此外，由于紅外線對(duì)大部份的固體及液體物質(zhì)的穿透能力差，因此紅外熱成像檢測(cè)是以測(cè)量物體表面的紅外線輻射能量為主。

光線是大家熟悉的。光線是什么？光線就是可見光，是人眼能夠感受的電磁波。可見光的波長為：0.38—0.78微米。比0.38微米短的電磁波和比0.78微米長的電磁波，人眼都無法感受。比0.38微米短的電磁波位于可見光光譜紫色以外，稱為紫外線，比0.78微米長的電磁波位于可見光光譜紅色以外，稱為紅外線。紅外線，又稱紅外輻射，是指波長為0.78~1000微米的電磁波。其中波長為0.78~2.0微米的部分稱為近紅外，波長為2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線。

照相機(jī)成像得到照片，電視攝像機(jī)成像得到電視圖像，都是可見光成像。自然界中，一切物體都可以輻射紅外線，因此利用探測(cè)儀測(cè)定目標(biāo)的本身和背景之間的紅外線差并可以得到不同的紅外圖像，熱紅外線形成的圖像稱為熱圖[1]。

1．大氣、煙云等吸收可見光和近紅外線，但是對(duì)3~5微米和8~14微米的熱紅外線卻是透明的。因此，這兩個(gè)波段被稱為熱紅外線的“大氣窗口” 。利用這兩個(gè)窗口，可以使人們?cè)谕耆珶o光的夜晚，或是在煙云密布的戰(zhàn)場，清晰地觀察到前方的情況。正是由于這個(gè)特點(diǎn)，熱紅外成像技術(shù)軍事上提供了先進(jìn)的夜視裝備并為飛機(jī)、艦艇和坦克裝上了全天候前視系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在海灣戰(zhàn)爭中發(fā)揮了非常重要的作用。

2．物體的熱輻射能量的大小，直接和物體表面的溫度相關(guān)。熱輻射的這個(gè)特點(diǎn)使人們可以利用它來對(duì)物體進(jìn)行無接觸溫度測(cè)量和熱狀態(tài)分析，從而為工業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境等等方面提供了一個(gè)重要的檢測(cè)手段和診斷工具。

在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。這是毀滅性火災(zāi)的根源，用現(xiàn)有的普通方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。

然而用飛機(jī)巡邏，采用紅外熱成像儀，則可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，把火災(zāi)消滅在萌芽。

加拿大林業(yè)學(xué)院早在1975年就開始進(jìn)行森林防火試驗(yàn)，從飛機(jī)上檢查尚未起燃地潛在火源，加拿大森林研究中心利用直升飛機(jī)采用AGA750便攜式熱成像儀，在一個(gè)火災(zāi)季節(jié)中發(fā)現(xiàn)15次隱火。谷物糧倉往往會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象，這種自燃現(xiàn)象往往時(shí)間長、來勢(shì)猛、損失大。目前一般采用溫度計(jì)測(cè)量其糧倉地溫度變化加以防范。采用熱像儀可以準(zhǔn)確判定這些火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍，做到早知道早預(yù)防，早撲滅。采用熱像儀方便簡單，速度快，撲滅及時(shí)。

紅外熱像儀還可以用來探測(cè)電氣設(shè)備的不良接觸，以及過熱的機(jī)械部件，以免引起嚴(yán)重短路和火災(zāi)。

1980年至1983年四年中，我國利用自制的熱像儀對(duì)華北電力網(wǎng)內(nèi)的20座發(fā)電廠、8座變電站和24條高壓線的10000多個(gè)插頭進(jìn)行了過熱檢查，發(fā)現(xiàn)不正常發(fā)熱點(diǎn)500多處，嚴(yán)重過熱為100處，由于及時(shí)處理，未發(fā)生火災(zāi)事故。在國外，美國保險(xiǎn)公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在所有電氣設(shè)備隱患中的25%以上是引發(fā)火災(zāi)的主要原因，都是由于插頭接觸不良引發(fā)的，所以美國國家防火協(xié)會(huì)的《電氣維修手冊(cè)70B》規(guī)定，在任何電氣插頭按照規(guī)定的力距被緊固之后，只要這個(gè)力矩值不變化，以后就不應(yīng)當(dāng)再進(jìn)行緊固。所以制造良好，安裝正常的電氣插頭，根本不需要定期緊固，只有發(fā)現(xiàn)其功能異常和其過熱才要去處理。

對(duì)于所有可以直接看見的設(shè)備，紅外熱成像產(chǎn)品都能夠確定所有連接點(diǎn)的熱隱患。對(duì)于那些由于屏蔽而無法直接看到的部分，則可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面的部件上的情況，來發(fā)現(xiàn)其熱隱患，這種情況對(duì)傳統(tǒng)的方法來說，除了解體檢查和清潔接頭外，是沒有其它的辦法。斷路器、導(dǎo)體、母線及其它部件的運(yùn)行測(cè)試，紅外熱成像產(chǎn)品是無法取代。然而紅外熱成像產(chǎn)品可以很容易地探測(cè)到回路過載或三相負(fù)載的不平衡。

美國MAI公司對(duì)許多已經(jīng)進(jìn)行過一般電氣預(yù)防性設(shè)備做紅外熱成像產(chǎn)品檢查，發(fā)現(xiàn)其中不少已接受過維修的設(shè)備仍然存在電氣故障。例如一個(gè)重要電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠家，這個(gè)公司對(duì)其電氣設(shè)備每兩年進(jìn)行一次停電維修。在這停電運(yùn)行期間，進(jìn)行設(shè)備清掃，對(duì)所有連接點(diǎn)緊固和斷路器的跳閘試驗(yàn)。并對(duì)高、低壓開關(guān)裝置安裝進(jìn)行測(cè)試。在傳統(tǒng)維修之后進(jìn)行的紅外熱成像產(chǎn)品檢查，仍然確定了一些隱患。在不同設(shè)備上發(fā)現(xiàn)的嚴(yán)重隱患有19個(gè)，一般隱患有179個(gè)。這些嚴(yán)重隱患是指被測(cè)設(shè)備的表面溫度超過NEMA或UL的上限設(shè)計(jì)溫度。

大多數(shù)隱患是在電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備上發(fā)現(xiàn)的，另外也在開關(guān)裝置和動(dòng)力盤上發(fā)現(xiàn)一些隱患。又例如一個(gè)聯(lián)邦政府辦公用建筑物內(nèi)一個(gè)主要電動(dòng)機(jī)控制中心發(fā)生火災(zāi)之后，每六個(gè)月對(duì)設(shè)備進(jìn)行一次預(yù)防性維修。在這次火災(zāi)之后進(jìn)行過兩次維修，又進(jìn)行一次紅外熱成像產(chǎn)品檢查，其結(jié)果是：嚴(yán)重隱患預(yù)防維修之前為3個(gè)，而預(yù)防維修之后還是3個(gè)。所以紅外熱成像產(chǎn)品檢查的必要性是顯而易見的。