摘要：選儀器*北京熙縝隆博環(huán)?？萍加邢薰?，公司銷售的福祿克紅外熱像儀為多種行業(yè)測(cè)溫量身設(shè)計(jì)，使用簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確，同時(shí)我們還代理其他儀器儀表，有煙氣分析儀，露點(diǎn)儀，工業(yè)內(nèi)窺鏡，氣體檢測(cè)儀等，產(chǎn)品皆為進(jìn)口，我們精益求精，讓您滿意放心!

紅外熱像儀是利用紅外探測(cè)器和光學(xué)成像物鏡接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測(cè)器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場(chǎng)相對(duì)應(yīng)。通俗地講紅外熱像儀*是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測(cè)物體的不同溫度。

歷史淵源

由來：1800年英國(guó)物理學(xué)家F. W.赫胥爾發(fā)現(xiàn)了紅外線，紅外線是一種電磁波，它在電磁波連續(xù)頻譜中的位置是處于無線電波與可見光之間的區(qū)域。紅外線輻射是自然界存在的一種*為廣泛的電磁波輻射，它 是基于任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會(huì)產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，并不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的運(yùn)動(dòng)愈劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能 量愈小。溫度在*零度以上的物體，都會(huì)因自身的分子運(yùn)動(dòng)而輻射出紅外線。

*的普朗克定律表明溫度、波長(zhǎng)和能量之間存在一定的關(guān)系，紅外總能量隨溫度的增加而迅速增加;峰值波長(zhǎng)隨溫度的增加向短波移動(dòng)。根據(jù)斯蒂芬·玻耳茲曼定律，當(dāng)溫度變化時(shí)，紅外總能量與*溫度的四次方成正比，當(dāng)溫度有較小的變化時(shí)，會(huì)引起總能量的很大變化。

紅外熱像儀簡(jiǎn)介

紅 外熱像儀*早是因?yàn)?事目的而得以開發(fā)，近年來迅速向民用工業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展。自二十世紀(jì)70年代，歐美一些發(fā)達(dá)*先后開始使用紅外熱像儀在各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行探 索。紅外熱像儀也經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成非常輕便的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)備。由于測(cè)試往往產(chǎn)生的溫度場(chǎng)差異不大和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜等因素，好的熱像儀必須具備 320*240像素、分辨率小于0.1℃、空間分辨率小、具備紅外圖像和可見光圖像合成功能等。由于紅外熱成像技術(shù)能夠進(jìn)行非接觸式的、高分辨率的溫度成像，能夠生成高質(zhì)量的圖像，可提供測(cè)量目標(biāo)的眾多信息，彌補(bǔ)了人類肉眼的不足，因此已經(jīng)在電力系統(tǒng)、土木工程、汽車、冶金、石化、療等諸多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，未來的發(fā)展前景更不可限量。

紅外熱像儀原理及影響測(cè)溫的因素

紅外熱像儀是能夠?qū)崿F(xiàn)熱像測(cè)溫的精密儀器，是紅外熱像測(cè)溫的核心設(shè)備。它利用實(shí)時(shí)的掃描熱成像技術(shù)進(jìn)行溫度分析，圖1所示為目前民用市場(chǎng)上應(yīng)用的主流熱像儀，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、測(cè)溫快。

紅外熱像測(cè)溫技術(shù)*是通過紅外探測(cè)器接收被測(cè)物體的紅外輻射，再由信號(hào)處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)的視頻熱圖像的一種技術(shù)。它將物體的熱分布轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢晥D像，并在監(jiān)視器上以灰度或偽彩顯示出來，從而得到被測(cè)物體的溫度分布場(chǎng)信息。

由于紅外熱像儀屬于窄帶光譜輻射測(cè)溫系統(tǒng)，使用其進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)所測(cè)得的物體表面溫度，不是直接測(cè)量得到的，而是以測(cè)到的輻射能計(jì)算出來的。因此，實(shí)際測(cè)量時(shí)，測(cè)量精度受被測(cè)表面的發(fā)射率和反射率、背景輻射、大氣衰減、測(cè)量距離、環(huán)境溫度等因素的影響。

紅外熱像儀應(yīng)用范圍

一、電力設(shè)備檢測(cè)

輸電設(shè)備：接頭、絕緣子、夾板、跳線、高壓線、壓接套管、瓷瓶引線……變電系統(tǒng)：互感器、隔離開關(guān)、空氣斷線器、油 斷路器、少油量斷路器、避雷器、電容器、電抗器、變壓器、總線、套管、整流器、絕緣子、線夾、阻波器……配電系統(tǒng)：配電盤、開關(guān)箱、變壓器、斷電器、接觸 器、保險(xiǎn)絲、電纜……發(fā) 電 廠：發(fā)電機(jī)碳刷繞組裝備、發(fā)電機(jī)、變壓器、油枕、發(fā)電機(jī)饋電線、電壓調(diào)節(jié)器、發(fā)電機(jī)馬達(dá)控制中心電盤、UPS……

二、建筑樓宇檢測(cè)

建設(shè)系統(tǒng)：檢查外墻空鼓、剝落、屋面滲漏、管道、熱橋、建筑節(jié)能研究、竣工驗(yàn)收等; 公路橋梁：可用于快速掃描公路裂紋、橋梁開裂、滲漏檢查、瀝青攤鋪等;

三、冶金系統(tǒng)：用于大型高爐料面測(cè)定、熱風(fēng)爐的破損診斷和檢修等;高爐、鋼材成型

四、加工和熱處理：焊接、鑄件、模具、煉鋼爐、轉(zhuǎn)爐、魚雷車、爐壁、金屬熱處里(退火、回火、淬火)、冷/熱軋鋼板、鋼卷線材等溫度量測(cè)監(jiān)控……

五、石化系統(tǒng)：可用于保溫隔熱材料的破損診斷、加熱爐管的溫度分布測(cè)定等;

六 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備：馬達(dá)、馬達(dá)碳刷、軸承、聯(lián)軸器、泵浦、汽機(jī)葉片、齒輪箱、驅(qū)動(dòng)齒輪、驅(qū)動(dòng)皮帶、聯(lián)軸器、射出成型機(jī)、柴油機(jī)、空壓機(jī)……機(jī)電系統(tǒng)：可用于新產(chǎn)品開發(fā)試驗(yàn)研究、大型機(jī)電設(shè)備溫度分布監(jiān)測(cè)等;

七、鍋爐反應(yīng)爐加熱爐：爐壁、爐管、煙囪、熱交換器、水泥旋窯……

八、產(chǎn)品流程設(shè)備：安全閥、氣體/產(chǎn)品管路(保溫、保冷)、熱交換器、冷卻塔、桶槽、球槽、儲(chǔ)存槽、空氣干燥機(jī)、烘干機(jī)、冷凍器……

九、電子產(chǎn)品：PC板熱分析、電子組件熱傳導(dǎo)測(cè)試、殼散熱測(cè)試、電路設(shè)計(jì)、環(huán)境評(píng)估……

十、消防安保系統(tǒng)：可用于消防科研、火災(zāi)救人、安保、走私監(jiān)控等;

十一、自然科學(xué)：采光、溫室效應(yīng)、沙塵暴、植物、采礦、地震等;

十二、療：腫瘤、甲狀腺、糖尿病、非典、禽流感、針灸經(jīng)絡(luò)等;

十三、*事：導(dǎo)彈制導(dǎo)，紅外雷達(dá)，炸藥性能提升，紅外夜視、紅外隱身等;

十四、其它：玻璃、塑料、造紙、紡織、包裝、排污、電影廣告策劃、高鐵等高速運(yùn)行設(shè)備磨損檢測(cè)……

各行各業(yè)都有紅外熱像儀的應(yīng)用領(lǐng)域。

紅外熱像儀使用注意事項(xiàng)

1、確定測(cè)溫范圍：

　　測(cè)溫范圍是熱像儀*重要的一個(gè)性能指標(biāo)。每種型號(hào)的熱像儀都有自己特定的測(cè)溫范圍。因此，用戶的被測(cè)溫度范圍一定要 考慮準(zhǔn)確、周全，既不要過窄，也不要過寬。根據(jù)黑體輻射定律，在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化，因 此，用戶只需要購(gòu)買在自己測(cè)量溫度內(nèi)的紅外熱像儀。

2、確定目標(biāo)尺寸：

　　紅外熱像儀根據(jù)原理可分為單色測(cè)溫儀和雙色測(cè)溫儀(輻射比色測(cè)溫儀)。對(duì)于單色測(cè)溫儀，在進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，被測(cè)目標(biāo)面積 應(yīng)充滿熱像儀視場(chǎng)。建議被測(cè)目標(biāo)尺寸超過視場(chǎng)大小的50%為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場(chǎng)，背景輻射能量*會(huì)進(jìn)入熱像儀的視聲符支干擾測(cè)溫讀數(shù)，造成誤差。相 反，如果目標(biāo)大于熱像儀的視場(chǎng)，熱像儀*不會(huì)受到測(cè)量區(qū)域外面的背景影響。

3、確定光學(xué)分辨率(距離系靈敏):

　　光學(xué)分辨率由D與S之比確定，是熱像儀到目標(biāo)之間的距離D與測(cè)量光斑直徑S之比。如果測(cè)溫儀由于環(huán)境條件限制必須安 裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處，而又要測(cè)量小的目標(biāo)，*應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的熱像儀。光學(xué)分辨率越高，即增大D：S比值，熱像儀的成本也越高。確定波長(zhǎng)范圍：目標(biāo)材料 的發(fā)射率和表面特性決定熱像儀的光譜響應(yīng)或波長(zhǎng)。對(duì)于高反射率合金材料，有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū)，測(cè)量金屬材料的*佳波長(zhǎng)是近紅外，可選用 0.18-1.0μm波長(zhǎng)。其他溫區(qū)可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長(zhǎng)。由于有些材料在一定波長(zhǎng)是透明的，紅外能量會(huì)穿透這些材料，對(duì)這種材 料應(yīng)選擇特殊的波長(zhǎng)。如測(cè)量玻璃內(nèi)部溫度選用1.0μm、2.2μm和3.9μm(被測(cè)玻璃要很厚，否則會(huì)透過)波長(zhǎng);測(cè)量玻璃內(nèi)部溫度選用5.0μm波 長(zhǎng);測(cè)低溫區(qū)選用8-14μm波長(zhǎng)為宜;再如測(cè)量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長(zhǎng)，聚酯類選用4.3μm或7.9μm波長(zhǎng)。厚度超過0.4mm選用 8-14μm波長(zhǎng);又如測(cè)火焰中的CO2用窄帶4.24-4.3μm波長(zhǎng)，測(cè)火焰中的CO用窄帶4.64μm波長(zhǎng)，測(cè)量火焰中的NO2用4.47μm波 長(zhǎng)。

4、確定響應(yīng)時(shí)間：

　　響應(yīng)時(shí)間表示紅外熱像儀對(duì)被測(cè)溫度變化的反應(yīng)速度，定義為到達(dá)*后讀數(shù)的95%能量所需要時(shí)間，它與光電探測(cè)器、信 號(hào)處理電路及顯示系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)?，F(xiàn)在的紅外熱像儀的反映速度都很快。這要比接觸式測(cè)溫方法快得多。如果目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度很快或測(cè)量快速加熱的目標(biāo)時(shí)， 要選用快速響應(yīng)紅外熱像儀，否則達(dá)不到足夠的信號(hào)響應(yīng)，會(huì)降低測(cè)量精度。然而，并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外熱像儀。對(duì)于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱 慣性時(shí)，紅外熱像儀的響應(yīng)時(shí)間*可以放寬要求了。因此，紅外熱像儀響應(yīng)時(shí)間的選擇要和被測(cè)目標(biāo)的情況相適應(yīng)。

紅外熱像儀應(yīng)用案例

1982 年4月─6月，英國(guó)和阿根廷之間爆發(fā)馬爾維納斯群島戰(zhàn)爭(zhēng)。4月13日半夜，英*攻擊承*據(jù)守的*大據(jù)點(diǎn)斯坦利港。3000名英*布設(shè)的雷區(qū)，突然出現(xiàn)在阿 *防線前。英國(guó)的所有槍支、火炮都配備了紅外夜視儀(便攜式紅外熱像儀，下同)，能夠在黑夜中清楚地發(fā)現(xiàn)阿*目標(biāo)。而阿*卻缺少夜視儀，不能發(fā)現(xiàn)英*，只 有被動(dòng)挨打的份。在英*火力準(zhǔn)確的打擊下，阿*支持不住，英*趁機(jī)發(fā)起沖鋒。到黎明時(shí)，英*已占領(lǐng)了阿*防線上的幾個(gè)主要制高點(diǎn)，阿*完全處于英*的火力 控制下。6月14日晚9時(shí)，14 000名阿*不得不向英*投降。英**紅外夜視器材贏得了一場(chǎng)兵力懸殊的戰(zhàn)斗。

1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，在風(fēng)沙和硝煙彌漫的戰(zhàn)場(chǎng)上，由于美*的先進(jìn)傳感器技術(shù)使他們?cè)趹?zhàn)爭(zhēng)中獲得了全面的信息優(yōu)勢(shì) ——紅外熱像儀，M1A1坦克裝備的熱成像儀在夜間或煙霧條件下可以識(shí)別1500米內(nèi)的目標(biāo)，而探測(cè)距離遠(yuǎn)達(dá)3000米。伊*T-72M配備的只是第二代 微光夜視儀，*大探測(cè)距離800米、甚至更短。這使M1A1坦克普遍做到先敵開火、機(jī)載前視紅外熱像儀可以發(fā)現(xiàn)埋在沙子下的伊*坦克。戰(zhàn)后很多伊*坦克兵 俘虜回憶，他們只能朝著炮口火焰還擊。所以，T-72M與M1A1的在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)的較量，*像是一個(gè)瞎子與一個(gè)視力正常的人在搏斗，而這個(gè)視力正常的人還更 強(qiáng)壯一些，T-72M戰(zhàn)績(jī)?yōu)?的慘敗也*不足奇怪了。由此可以看出紅外夜視器材在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的重要作用。美*在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中表現(xiàn)出了巨大的信息化優(yōu)勢(shì)，美* *終坦克只損失幾輛，而且沒有成員傷亡，而伊拉克的5000多輛坦克被擊毀3000多輛。

高速紅外熱像儀在爆炸試驗(yàn)中可以探測(cè)到爆炸火球表面溫度的時(shí)空分布，從時(shí)間和空間兩方面擴(kuò)大測(cè)試范圍。速度達(dá)到 500幀/秒(500HZ)以上的高速紅外熱像儀對(duì)于爆炸過程的描述更為清晰，通過紅外熱像儀得出的數(shù)據(jù)可以優(yōu)化爆炸過程中燃料拋散過程的動(dòng)力學(xué)特征，從 而選擇合理的裝置參數(shù)，對(duì)于提高爆炸波能量輸出，進(jìn)而達(dá)到高威力毀傷效應(yīng)具有重要意義。

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