紅外熱像儀原理及用途

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

目標的熱圖像和目標的可見(jiàn)光圖像不同，它不是人眼所能看到的可見(jiàn)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表面溫度分布的熱圖像。所有溫度在絕對零度（-273℃）以上的物體，都會(huì )不停地發(fā)出熱紅外線(xiàn)。紅外線(xiàn)（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(lái)對物體進(jìn)行無(wú)需接觸的溫度測量和熱狀態(tài)分析，從而為工業(yè)生產(chǎn)，節約能源，保護環(huán)境等方面提供了一個(gè)重要的檢測手段和診斷工具。

（2）大氣、煙云等吸收可見(jiàn)光和近紅外線(xiàn)，但是對3~5微米和8~14微米的熱紅外線(xiàn)卻是透明的。因此，這兩個(gè)波段被稱(chēng)為熱紅外線(xiàn)的“大氣窗口” 。利用這兩個(gè)窗口，使人們在完全無(wú)光的夜晚，或是在煙云密布的戰場(chǎng)，清晰地觀(guān)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、艦艇和坦克裝上了全天候前視系統。這些系統在現代戰爭中發(fā)揮了非常重要的作用。

紅外熱像儀應用的范圍隨著(zhù)人們對其認識的加深而愈來(lái)愈廣泛：用紅外熱像儀可以十分快捷，探測電氣設備的不良接觸，以及過(guò)熱的機械部件，以免引起嚴重短路和火災。對于所有可以直接看見(jiàn)的設備，紅外熱成像產(chǎn)品都能夠確定所有連接點(diǎn)的熱隱患。對于那些由于屏蔽而無(wú)法直接看到的部分，則可以根據其熱量傳導到外面的部件上的情況，來(lái)發(fā)現其熱隱患，這種情況對傳統的方法來(lái)說(shuō)，除了解體檢查和清潔接頭外，是沒(méi)有其它的辦法。斷路器、導體、母線(xiàn)及其它部件的運行測試，紅外熱成像產(chǎn)品是無(wú)法取代的。然而紅外熱成像產(chǎn)品可以很容易地探測到回路過(guò)載或三相負載的不平衡。

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

1. 各種電氣裝置：可發(fā)現接頭松動(dòng)或接觸不良，不平衡負荷，過(guò)載，過(guò)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)現的隱患有接頭松動(dòng)，套管過(guò)熱，接觸不良（抽頭變換器），過(guò)載，三相負載不平衡，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、發(fā)電機：可以發(fā)現的隱患是軸承溫度過(guò)高，不平衡負載，繞組短路或開(kāi)路，碳刷、滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)熱，過(guò)載過(guò)熱，冷卻管路堵塞。其影響為有問(wèn)題的軸承可以引起鐵芯或繞組線(xiàn)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(xiàn)圈。還可能引起驅動(dòng)目標的損壞。

4. 電氣設備維修檢查，屋頂查漏，節能檢測，環(huán)保檢查，安全防盜，森林防火，無(wú)損探傷，質(zhì)量控制，醫療檢查等等也很有效益。

在科研領(lǐng)域主要應用包括：汽車(chē)研究發(fā)展－射出成型、模溫控制、剎車(chē)盤(pán)、引擎活塞、電子電路設計、烤漆；電機、電子業(yè)－印制電路板熱分布設計、產(chǎn)品可靠性測試、電子零組件溫度測試、筆記本電腦散熱測試、微小零組件測試；引擎燃燒試驗風(fēng)洞實(shí)驗；目標物特征分析；復合材料檢測； 建筑物隔熱、受潮檢測；熱傳導研究； 動(dòng)植物生態(tài)研究；模具鑄造溫度測量；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用于安全防范系統中，并成為安全監控系統中的明星。由于具有隱蔽探測功能，不需要可見(jiàn)光，可以使犯罪份子不知其工作地點(diǎn)和存在，進(jìn)而產(chǎn)生錯誤判斷，導致犯罪行為被發(fā)現。在某些重要單位，例如：重要的行政中心、銀行金庫、機要室、檔案室、軍事要地、監獄等，用紅外熱成像儀24小時(shí)監控，并隨時(shí)對背景資料進(jìn)行分析，一旦發(fā)現變化，可以及時(shí)發(fā)出警報，并可以通過(guò)智能設備的處理，對有關(guān)情況進(jìn)行自動(dòng)處理，并隨時(shí)將情況上報，取得進(jìn)一步的處理意見(jiàn)。(end)

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