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红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。
热像仪由多个常用组件组成，包括镜头、镜头盖、显示屏、探测器和处理电子元件、控件、数据存储设备、配有手带的把柄以及数据处理和报告制作软件。这些组件因热成像系统的类型和型号而异。
镜头。热像仪至少配有一个镜头。热像仪镜头可以捕获红外辐射并使之聚焦于红外探测器上。探测器将作出反应并生成电子(热)图像或温度记录图。热像仪镜头用于采集传入的红外辐射并使之聚焦于探测器上。大多数长波热像仪的镜头包含锗 (Ge)薄层增透膜，可以改善镜头的透光能力。
显示屏。热图像显示在热像仪的液晶显示屏 (LCD) 上。LCD 显示屏必须足够大，而且足够清晰，以便在各种场合的不同光线条件下轻松查看图像。此外，显示屏通常还会提供其它信息，例如电池电量、日期、时间、目标温度(以°F、°C 或°K 为单位)、可见光图像以及与温度有关的色谱键。
探测器和处理电子元件。探测器和处理电子元件用于将目标处理成为有用的信息。目标发出的热辐射将聚焦于探测器(通常是电子半导体材料)上。热辐射可使探测器作出可测量的反应。该反应在热像仪中经过电子处理，形成热图像，并显示在热像仪的显示屏上。
控件(操作菜单)?？丶糜谥葱懈髦值缱拥髡?，以优化显示屏上的热图像。可以对温度范围、热跨度和级别、调色板和图像融合度等变量执行电子调整。此外，还可以对辐射率和反射背景温度执行调整。
数据存储设备。包含热图像和相关数据的电子数字文件存储在各类电子记忆卡或存储器以及传输设备中。许多红外成像系统还允许存储补充语音或文字数据以及通过集成的可见光摄像机采集的相应可见光图像。
数据处理和报告制作软件。与大多数现代热成像系统配合使用的软件不仅功能强大，而且容易使用。数字热图像和可见光图像可以导入个人计算机中，然后在此处通过各种调色板显示，而且还可以进一步调整所有辐射参数和分析功能。之后，经过处理的图像将被插入报告模板中，或者发送至打印机、以电子形式存储或者通过互联网发送给客户。
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