秋冬季節(jié)晝夜溫差較大，霧霾天氣逐漸增多，不僅對我們的生活出行帶來困擾，還加大了戶外檢測工作的難度，那有了紅外熱像儀的協(xié)助，工作人員是不是能穿透雨霧，看清目標物體的狀態(tài)，順利完成檢測工作呢?

紅外熱像儀在黑暗中能清晰成像，但可見距離受鏡頭、探測器類型、敏感度、物體大小、溫度及天氣條件等多種因素影響。

紅外輻射的透射率原理

紅外熱像儀的可視距離不僅受到目標物體熱輻射強度的影響，還受到多種氣候條件的制約。即使在晴朗的天空下，大氣中的固有吸收也會限制紅外信號從目標傳輸?shù)綗嵯駜x的距離，導致信號在傳輸過程中逐漸丟失。這意味著，隨著距離的增加，熱像儀接收到的信號會變得越來越弱，從而影響圖像的清晰度和細節(jié)。

濕度是影響紅外熱像儀拍攝范圍的關鍵因素之一。潮濕的空氣會充當紅外輻射的“屏障”，導致信號在傳輸過程中受到更大的衰減。因此，在濕度較高的夏季月份，大氣對紅外信號的衰減通常會比冬季月份更大，使得熱像儀的拍攝范圍相應縮短。

此外，霧和雨等氣候條件對熱像儀的拍攝范圍更為不利。由于水滴對光的散射和吸收作用，以及水分自身的能量發(fā)射，霧和雨會嚴重限制熱成像系統(tǒng)的可視范圍。液滴密度越高，紅外信號在傳輸過程中受到的衰減(或增強)就越大，導致熱像儀的拍攝范圍進一步縮短。

熱像儀檢測性能的評估標準

霧是由接近飽和的水蒸氣在凝結核上凝結形成的微小水滴集合體，根據(jù)其形成原因可分為平流霧和輻射霧等類型。霧的密度和散射特性各異，影響著能見度。國際民用航空組織將霧按可視距離分為四類，從1220米至92米不等。霧天能見度降低，主要是因為霧粒子對光線的吸收和散射作用，其程度取決于霧粒子的微物理結構。

由美國空軍研發(fā)的一款強大的大氣輻射傳輸模擬工具——MODTRAN模型，能夠精確預測各種大氣條件下的輻射特性，包括路徑傳輸、天空輻射等，且覆蓋廣泛的波長和光譜分辨率。它為用戶提供了多種氣候模型和氣溶膠類型選擇，能夠基于能見度、大氣路徑、溫度發(fā)射率等參數(shù)，計算出寬光譜范圍內的透射率和輻射度，對紅外熱像儀的性能評估至關重要。

MODTRAN模型的輸入數(shù)據(jù)

尤其對于熱像儀用戶而言，MODTRAN模型的應用能夠顯著提升其在不同氣候和氣溶膠條件下的探測能力預測。通過對比不同氣溶膠類型的影響，用戶能更準確地了解在多霧海上等惡劣環(huán)境下，熱像儀的探測范圍會受到怎樣的限制，從而做出更為精準的決策。

紅外熱像儀的選擇

紅外熱像儀的性能不僅受大氣條件影響，還與其類型和工作的紅外波段密切相關。配有非制冷型傳感器的LWIR熱像儀擅長捕捉7-14μm波長的紅外能量，適合地面目標探測;而裝有制冷型探測器的MWIR熱像儀則對溫度微小差異靈敏，成像于3.0-5μm波段。兩者在穿透霧氣能力上因光譜透射差異而有所不同，選擇時需根據(jù)具體需求和環(huán)境條件來決定。

通過查看大氣傳輸模型可知，在不同霧況下，熱像儀相比肉眼在紅外波段的能見度優(yōu)勢各異，但總體上在輕霧條件下優(yōu)于可見光，而在重霧中優(yōu)勢減弱。

紅外熱像儀能看多遠?

了解霧中可視距離不僅要看天氣，還得考慮目標大小、溫差、設備性能等多個因素。紅外熱像儀，分為MWIR和LWIR兩種，它們在霧中探測距離的能力受到大氣條件、目標特征以及熱像儀本身性能的共同影響。模擬結果顯示，在輕霧天氣下，紅外熱像儀的探測距離遠超肉眼，尤其在溫差較大的情況下;而在重度霧天，無論是紅外熱像儀還是肉眼，可視距離都大打折扣，難以穿透濃霧。

值得一提的是，LWIR熱像儀在濕度較低的冬季鄉(xiāng)村環(huán)境中表現(xiàn)更佳，而MWIR熱像儀則在夏季或熱帶高溫條件下更具優(yōu)勢。但無論如何，紅外熱成像技術在霧中探測方面的能力都遠超傳統(tǒng)視覺，能為我們提供更為可靠和清晰的視野。

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(新媒體責編：wa123)