秋冬季节昼夜温差较大，雾霾天气逐渐增多，不仅对我们的生活出行带来困扰，还加大了户外检测工作的难度，那有了红外热像仪的协助，工作人员是不是能穿透雨雾，看清目标物体的状态，顺利完成检测工作呢？

红外热像仪在黑暗中能清晰成像，但可见距离受镜头、探测器类型、敏感度、物体大小、温度及天气条件等多种因素影响。

红外辐射的透射率原理

红外热像仪的可视距离不仅受到目标物体热辐射强度的影响，还受到多种气候条件的制约。即使在晴朗的天空下，大气中的固有吸收也会限制红外信号从目标传输到热像仪的距离，导致信号在传输过程中逐渐丢失。这意味着，随着距离的增加，热像仪接收到的信号会变得越来越弱，从而影响图像的清晰度和细节。

湿度是影响红外热像仪拍摄范围的关键因素之一。潮湿的空气会充当红外辐射的“屏障”，导致信号在传输过程中受到更大的衰减。因此，在湿度较高的夏季月份，大气对红外信号的衰减通常会比冬季月份更大，使得热像仪的拍摄范围相应缩短。

此外，雾和雨等气候条件对热像仪的拍摄范围更为不利。由于水滴对光的散射和吸收作用，以及水分自身的能量发射，雾和雨会严重限制热成像系统的可视范围。液滴密度越高，红外信号在传输过程中受到的衰减（或增强）就越大，导致热像仪的拍摄范围进一步缩短。

热像仪检测性能的评估标准

雾是由接近饱和的水蒸气在凝结核上凝结形成的微小水滴集合体，根据其形成原因可分为平流雾和辐射雾等类型。雾的密度和散射特性各异，影响着能见度。国际民用航空组织将雾按可视距离分为四类，从1220米至92米不等。雾天能见度降低，主要是因为雾粒子对光线的吸收和散射作用，其程度取决于雾粒子的微物理结构。

由美国空军研发的一款强大的大气辐射传输模拟工具——MODTRAN模型，能够精确预测各种大气条件下的辐射特性，包括路径传输、天空辐射等，且覆盖广泛的波长和光谱分辨率。它为用户提供了多种气候模型和气溶胶类型选择，能够基于能见度、大气路径、温度发射率等参数，计算出宽光谱范围内的透射率和辐射度，对红外热像仪的性能评估至关重要。

MODTRAN模型的输入数据

尤其对于热像仪用户而言，MODTRAN模型的应用能够显著提升其在不同气候和气溶胶条件下的探测能力预测。通过对比不同气溶胶类型的影响，用户能更准确地了解在多雾海上等恶劣环境下，热像仪的探测范围会受到怎样的限制，从而做出更为精准的决策。

红外热像仪的选择

红外热像仪的性能不仅受大气条件影响，还与其类型和工作的红外波段密切相关。配有非制冷型传感器的LWIR热像仪擅长捕捉7-14μm波长的红外能量，适合地面目标探测；而装有制冷型探测器的MWIR热像仪则对温度微小差异灵敏，成像于3.0-5μm波段。两者在穿透雾气能力上因光谱透射差异而有所不同，选择时需根据具体需求和环境条件来决定。

通过查看大气传输模型可知，在不同雾况下，热像仪相比肉眼在红外波段的能见度优势各异，但总体上在轻雾条件下优于可见光，而在重雾中优势减弱。

红外热像仪能看多远？

了解雾中可视距离不仅要看天气，还得考虑目标大小、温差、设备性能等多个因素。红外热像仪，分为MWIR和LWIR两种，它们在雾中探测距离的能力受到大气条件、目标特征以及热像仪本身性能的共同影响。模拟结果显示，在轻雾天气下，红外热像仪的探测距离远超肉眼，尤其在温差较大的情况下；而在重度雾天，无论是红外热像仪还是肉眼，可视距离都大打折扣，难以穿透浓雾。

值得一提的是，LWIR热像仪在湿度较低的冬季乡村环境中表现更佳，而MWIR热像仪则在夏季或热带高温条件下更具优势。但无论如何，红外热成像技术在雾中探测方面的能力都远超传统视觉，能为我们提供更为可靠和清晰的视野。

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来 源：菲力尔

编辑：清风

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