紅外熱像儀的原理及用途

熱像儀全稱“紅外熱像儀”，是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(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物體的不同溫度。

工作原理

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，因此利用探測儀測量目標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?！　∧繕说臒釄D像和目標的可見光圖像不同，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)。熱輻射的這個特點使人們可以利用它來對物體進行無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(jié)約能源，保護環(huán)境等方面提供了一個重要的檢測手段和診斷工具?！?/span>

（2）大氣、煙云等吸收可見光和近紅外線，但是對3~5微米和8~14微米的熱紅外線卻是透明的。因此，這兩個波段被稱為熱紅外線的“大氣窗口”。利用這兩個窗口，使人們在完全無光的夜晚，或是在煙云密布的戰(zhàn)場，清晰地觀察到前方的情況。由于這個特點，熱紅外成像技術(shù)在軍事上提供了先進的夜視裝備，并為飛機、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?！　?/span>

熱像儀應(yīng)用的范圍隨著人們對其認識的加深而愈來愈廣泛：用熱像儀可以十分快捷，探測電氣設(shè)備的不良接觸，以及過熱的機械部件，以免引起嚴重短路和火災(zāi)。對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的熱隱患。對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行測試，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到回路過載或三相負載的不平衡。

熱像儀的用途

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、烤漆；電機、電子業(yè)－印制電路板熱分布設(shè)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)洞實驗；目標物特征分析；復(fù)合材料檢測；建筑物隔熱、受潮檢測；熱傳導(dǎo)研究；動植物生態(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(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。由于具有隱蔽探測功能，不需要可見光，可以使犯罪份子不知其工作地點和存在，進而產(chǎn)生錯誤判斷，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、機要室、檔案室、軍事要地、監(jiān)獄等，用紅外熱成像儀24小時監(jiān)控，并隨時對背景資料進行分析，一旦發(fā)現(xiàn)變化，可以及時發(fā)出警報，并可以通過智能設(shè)備的處理，對有關(guān)情況進行自動處理，并隨時將情況上報，取得進一步的處理意見。

1、各種電氣裝置：可發(fā)現(xiàn)接頭松動或接觸不良，不平衡負荷，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，套管過熱，接觸不良（抽頭變換器），過載，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、電動機、發(fā)電機：可以發(fā)現(xiàn)的隱患是軸承溫度過高，不平衡負載，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)，進而損壞繞組線圈。還可能引起驅(qū)動目標的損壞。

4、電氣設(shè)備維修檢查，屋頂查漏，節(jié)能檢測，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。