所有物体都会辐射红外能量，被称为热特征。红外相机(也称为热像仪)检测并测量物体的辐射能量。热像仪将红外数据转换为电子图像，显示被测物体的表面温度。
红外热像仪包括一套光学系统，将红外能量聚焦在特殊探测器芯片(传感器阵列)上，后者包括数千个组成网格的探测器像素。
传感器阵列中的每个像素响应对焦在其上的红外能量，并产生电子信号。热像仪处理器利用每个像素的信号，应用某种算法进行计算，生成表示物理表面温度的彩色图像。每个温度值都被分配一种不同的颜色。最后形成的颜色矩阵被发送到存储器，然后再发送到热像仪屏幕，作为物体的温度图像(热像图)。
许多红外热像仪还包括可见光照相机，每次扣下扳机时能够自动捕获标准数码图像。通过融合这些图像，就很容易将被检查的实际设备或区域与红外图像中的问题区域关联起来。
IR-Fusion®技术(Fluke专利)将可见光图像与红外热像图逐像素组合在一起。用户能够调整可见光图像与红外图像的强度，从而能够更清晰地观察红外图像中的问题，或者在可见光图像中定位故障。
除了基本的热成像功能，红外热像仪还具有丰富的附加功能，例如自动功能、语音注释、增强分辨率、记录并流化图像视频，以及支持分析和报告。
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