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红外热像仪介绍
点击次数:1963 发布时间:2014-11-25

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。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

1仪器简介

红 外热像仪zui早是因为军事目的而得以开发,近年来迅速向民用工业领域扩展。自二十世纪70年代,欧美一些发达国家先后开始使用红外热像仪在各个领域进行探 索。红外热像仪也经过几十年的发展,已经发展成非常轻便的现场测试设备。由于测试往往产生的温度场差异不大和现场环境复杂等因素,好的热像仪必须具备 320*240像素、分辨率小于0.1℃、空间分辨率小、具备红外图像和可见光图像合成功能等。由于红外热成像技术能够进行非接触式的、高分辨率的温度成 像,能够生成高质量的图像,可提供测量目标的众多信息,弥补了人类肉眼的不足,因此已经在电力系统、土木工程、汽车、冶金、石化、医疗等诸多行业得到广泛 应用,未来的发展前景更不可限量。

2使用方法

正确使用红外热像仪的方法和技巧

1)调整焦距

2)选择正确的测温范围

3)了解zui大测量距离

4)仅仅要求生成清晰红外热图像,还是同时要求测温

5)工作背景单一

6)保证测量过程中仪器平稳

1)调整焦距

您可以在红外图像存储后对图像曲线进行调整,但是您无法在图像存储后改变焦距,也无法消除其他杂乱的热反射。保证第 一时间操作正确性将避免现场的操作失误。仔细调整焦距!如果目标上方或周围背景的过热或过冷的反射影响到目标测量的性时,试着调整焦距或者测量方位, 以减少或者消除反射影响。(FoRD的意思是:Focus焦距,Range范围, Distance距离)

2)选择正确的测温范围

您是否了解现场被测目标的测温范围?为了得到正确的温度读数,请务必设置正确的测温范围。当观察目标时,对仪器的温度跨度进行微调将得到zui佳的图像质量。这也将同时会影响到温度曲线的质量和测温精度。 3)了解zui大的测量距离

当您测量目标温度时,请务必了解能够得到测温读数的zui大测量距离。对于非制冷微热量型焦平面探测器,要想准确地 分辨目标,通过热像仪光学系统的目标图像必须占到9个像素,或者更多。 如果仪器距离目标过远,目标将会很小,测温结果将无法正确反映目标物体的真实温度,因为红外热像仪此时测量的温度平均了目标物体以及周围环境的温度。为了 得到zui的测量读数,请将目标物体尽量充满仪器的视场。显示足够的景物,才能够分辨出目标。与目标的距离不要小于热像仪光学系统的zui小焦距,否则不能聚 焦成清晰的图像。

4)仅仅要求生成清晰红外热图像,还是同时要求测温

这之间有什么区别吗?一条量化的温度曲线可用来测量现场的温度情况,也可以用来编辑显著的温升情况。清晰的红外图像 同样十分重要。但是如果在工作过程中,需要进行温度测量,并要求对目标温度进行比较和趋势分析,便需要记录所有影响测温的目标和环境温度情况,例如发 射率,环境温度,风速及风向,湿度,热反射源等等。

5)工作背景单一

例如,天气寒冷的时候,在户外进行检测工作时,你将会发现大多数目标都是接近于环境温度的。当在户外工作时,请务必考虑太阳反射和吸收对图像和测温的影响。因此,有些老型号的红外热像仪只能在晚上进行测量工作,以避免太阳反射带来的影响。

6)保证测量过程中仪器平稳

现在所有的长波NEC红外热像仪都可以达到60Hz帧频速率,因此在拍摄图像过程中,由于仪器移动可能会引起图像模 糊。为了达到的效果,在冻结和记录图像的时候,应尽可能保证仪器平稳。当按下存储按钮时,应尽量保证轻缓和平滑。即使轻微的仪器晃动,也可能会导致图 像不清晰。推荐在您胳膊下用支撑物来稳固,或将仪器放置在物体表面,或使用三脚架,尽量保持稳定。

3红外热像仪的原理

红 外热成像技术是一项前途广阔的高新技术。比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外,称为红外线或称红外辐射,是指波长为0.78~1000微米的 电磁波,其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外,波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。自然界中,一切物体都可以辐射红外线,因此利 用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像。

目标的热图像和目标的可见光图像不同,它不是人眼所能看到的可见光图像,而是表面温度分布图像。红外热成像使人眼不 能直接看到表面温度分布,变成可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。所有温度在零度(-273℃)以上的物体,都会不停地发出热红外线。红外线 (或热辐射)是自然界中存在的辐射,它还具有两个重要的特性:

(1)物体的热辐射能量的大小,直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无需接触的温度测量和热状态分析,从而为工业生产,节约能源,保护环境等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。

(2)大气、烟云等吸收可见光和近红外线,但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是透明的。因此,这两个波段 被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口,使人们在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的战场,清晰地观察到前方的情况。由于这个特点,热红外成像技术 在军事上提供了先进的夜视装备,并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在现代战争中发挥了非常重要的作用。

红外热像仪应用的范围随着人们对其认识的加深而愈来愈广泛:用红外热像仪可以十分快捷,探测电气设备的不良接触,以 及过热的机械部件,以免引起严重短路和火灾。对于所有可以直接看见的设备,红外热成像产品都能够确定所有连接点的热隐患。对于那些由于屏蔽而无法直接看到 的部分,则可以根据其热量传导到外面的部件上的情况,来发现其热隐患,这种情况对传统的方法来说,除了解体检查和清洁接头外,是没有其它的办法。断路器、 导体、母线及其它部件的运行测试,红外热成像产品是无法取代的。然而红外热成像产品可以很容易地探测到回路过载或三相负载的不平衡。

在红外热像预知维护领域,采用红外热像仪对所有电气设备、配电系统,包括高压接触器、熔断器盘、主电源断路器盘、接 触器、以及所有的配电线、电动机、变压器等等,进行红外热成像检查,以保证所有运行的电气设备不存在潜伏性的热隐患,有效防止火灾、停机等事故发生。下面 是需要进行红外热成像产品检查的部分设施:

1.各种电气装置:可发现接头松动或接触不良,不平衡负荷,过载,过热等隐患。这些隐患可能造成的潜在影响是产生电弧、短路、烧毁、起火。

2.变压器:可以发现的隐患有接头松动,套管过热,接触不良(抽头变换器),过载,三相负载不平衡,冷却管堵塞不畅。其影响为产生电弧、短路、烧毁、起火。

3.电动机、发电机:可以发现的隐患是轴承温度过高,不平衡负载,绕组短路或开路,碳刷、滑环和集流环发热,过载过热,冷却管路堵塞。其影响为有问题的轴承可以引起铁芯或绕组线圈的损坏;有毛病的碳刷可以损坏滑环和集流环,进而损坏绕组线圈。还可能引起驱动目标的损坏。

4. 电气设备维修检查,屋顶查漏,节能检测,环保检查,安全防盗,森林防火,无损探伤,质量控制,医疗检查等等也很有效益。

在科研领域主要应用包括:汽车研究发展-射出成型、模温控制、刹车盘、引擎活塞、电子电路设计、烤漆;电机、电子业 -印制电路板热分布设计、产品可靠性测试、电子零组件温度测试、笔记本电脑散热测试、微小零组件测试;引擎燃烧试验风洞实验;目标物特征分析;复合材料检 测;建筑物隔热、受潮检测;热传导研究; 动植物生态研究;模具铸造温度测量;金属熔焊研究;地表/海洋热分布研究等。

4红外热像仪用途

红 外热成像仪已广泛应用于安全防范系统中,并成为安全监控系统中的明星。由于具有隐蔽探测功能,不需要可见光,可以使犯罪份子不知其工作地点和存在,进而产 生错误判断,导致犯罪行为被发现。在某些重要单位,例如:重要的行政中心、银行金库、机要室、档案室、军事要地、监狱等,用红外热成像仪24小时监控,并 随时对背景资料进行分析,一旦发现变化,可以及时发出警报,并可以通过智能设备的处理,对有关情况进行自动处理,并随时将情况上报,取得进一步的处理意 见。

传真:
86-021-51861812
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