紅外熱像儀原理及用途

紅外熱成像技術(shù)是一項(xiàng)前途廣闊的高新技術(shù)。比0.78微米長的電磁波位于可見光光譜紅色以外，稱為紅外線或稱紅外輻射，是指波長為0.78~1000微米的電磁波，其中波長為0.78~2.0微米的部分稱為近紅外，波長為2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線。自然界中，一切物體都可以輻射紅外線，因此利用探測(cè)儀測(cè)量目標(biāo)本身與背景間的紅外線差可以得到不同的熱紅外線形成的紅外圖像。

目標(biāo)的熱圖像和目標(biāo)的可見光圖像不同，它不是人眼所能看到的可見光圖像，而是表面溫度分布圖像。紅外熱成像使人眼不能直接看到表面溫度分布，變成可以看到的代表目標(biāo)表面溫度分布的熱圖像。所有溫度在絕對(duì)零度（-273℃）以上的物體，都會(huì)不停地發(fā)出熱紅外線。紅外線（或熱輻射）是自然界中存在最為廣泛的輻射，它還具有兩個(gè)重要的特性：

（1）物體的熱輻射能量的大小，直接和物體表面的溫度相關(guān)。熱輻射的這個(gè)特點(diǎn)使人們可以利用它來對(duì)物體進(jìn)行無需接觸的溫度測(cè)量和熱狀態(tài)分析，從而為工業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境等方面提供了一個(gè)重要的檢測(cè)手段和診斷工具。

（2）大氣、煙云等吸收可見光和近紅外線，但是對(duì)3~5微米和8~14微米的熱紅外線卻是透明的。因此，這兩個(gè)波段被稱為熱紅外線的“大氣窗口” 。利用這兩個(gè)窗口，使人們?cè)谕耆珶o光的夜晚，或是在煙云密布的戰(zhàn)場(chǎng)，清晰地觀察到前方的情況。由于這個(gè)特點(diǎn)，熱紅外成像技術(shù)在軍事上提供了先進(jìn)的夜視裝備，并為飛機(jī)、艦艇和坦克裝上了全天候前視系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮了非常重要的作用。

紅外熱像儀應(yīng)用的范圍隨著人們對(duì)其認(rèn)識(shí)的加深而愈來愈廣泛：用紅外熱像儀可以十分快捷，探測(cè)電氣設(shè)備的不良接觸，以及過熱的機(jī)械部件，以免引起嚴(yán)重短路和火災(zāi)。對(duì)于所有可以直接看見的設(shè)備，紅外熱成像產(chǎn)品都能夠確定所有連接點(diǎn)的熱隱患。對(duì)于那些由于屏蔽而無法直接看到的部分，則可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面的部件上的情況，來發(fā)現(xiàn)其熱隱患，這種情況對(duì)傳統(tǒng)的方法來說，除了解體檢查和清潔接頭外，是沒有其它的辦法。斷路器、導(dǎo)體、母線及其它部件的運(yùn)行測(cè)試，紅外熱成像產(chǎn)品是無法取代的。然而紅外熱成像產(chǎn)品可以很容易地探測(cè)到回路過載或三相負(fù)載的不平衡。

在紅外熱像預(yù)知維護(hù)領(lǐng)域，采用紅外熱像儀對(duì)所有電氣設(shè)備、配電系統(tǒng)，包括高壓接觸器、熔斷器盤、主電源斷路器盤、接觸器、以及所有的配電線、電動(dòng)機(jī)、變壓器等等，進(jìn)行紅外熱成像檢查，以保證所有運(yùn)行的電氣設(shè)備不存在潛伏性的熱隱患，有效防止火災(zāi)、停機(jī)等事故發(fā)生。下面是需要進(jìn)行紅外熱成像產(chǎn)品檢查的部分設(shè)施：

1. 各種電氣裝置：可發(fā)現(xiàn)接頭松動(dòng)或接觸不良，不平衡負(fù)荷，過載，過熱等隱患。這些隱患可能造成的潛在影響是產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。

2. 變壓器：可以發(fā)現(xiàn)的隱患有接頭松動(dòng)，套管過熱，接觸不良（抽頭變換器），過載，三相負(fù)載不平衡，冷卻管堵塞不暢。其影響為產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。

3. 電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)：可以發(fā)現(xiàn)的隱患是軸承溫度過高，不平衡負(fù)載，繞組短路或開路，碳刷、滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)熱，過載過熱，冷卻管路堵塞。其影響為有問題的軸承可以引起鐵芯或繞組線圈的損壞；有毛病的碳刷可以損壞滑環(huán)和集流環(huán)，進(jìn)而損壞繞組線圈。還可能引起驅(qū)動(dòng)目標(biāo)的損壞。

4. 電氣設(shè)備維修檢查，屋頂查漏，節(jié)能檢測(cè)，環(huán)保檢查，安全防盜，森林防火，無損探傷，質(zhì)量控制，醫(yī)療檢查等等也很有效益。

在科研領(lǐng)域主要應(yīng)用包括：汽車研究發(fā)展－射出成型、模溫控制、剎車盤、引擎活塞、電子電路設(shè)計(jì)、烤漆；電機(jī)、電子業(yè)－印制電路板熱分布設(shè)計(jì)、產(chǎn)品可靠性測(cè)試、電子零組件溫度測(cè)試、筆記本電腦散熱測(cè)試、微小零組件測(cè)試；引擎燃燒試驗(yàn)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)；目標(biāo)物特征分析；復(fù)合材料檢測(cè)； 建筑物隔熱、受潮檢測(cè)；熱傳導(dǎo)研究； 動(dòng)植物生態(tài)研究；模具鑄造溫度測(cè)量；金屬熔焊研究；地表/海洋熱分布研究等。

紅外熱成像儀已廣泛應(yīng)用于安全防范系統(tǒng)中，并成為安全監(jiān)控系統(tǒng)中的明星。由于具有隱蔽探測(cè)功能，不需要可見光，可以使犯罪份子不知其工作地點(diǎn)和存在，進(jìn)而產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷，導(dǎo)致犯罪行為被發(fā)現(xiàn)。在某些重要單位，例如：重要的行政中心、銀行金庫、機(jī)要室、檔案室、軍事要地、監(jiān)獄等，用紅外熱成像儀24小時(shí)監(jiān)控，并隨時(shí)對(duì)背景資料進(jìn)行分析，一旦發(fā)現(xiàn)變化，可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并可以通過智能設(shè)備的處理，對(duì)有關(guān)情況進(jìn)行自動(dòng)處理，并隨時(shí)將情況上報(bào)，取得進(jìn)一步的處理意見。(end)

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