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1、紅外熱成像測溫的基本原理
任何物體在任何情況下，只要它的溫度高于零度（約零下273℃）都在不斷的發(fā)射出電磁波。只不過人的眼睛對這些波長熱輻射不敏感而無法“看到”它，只有依靠熱像儀才能”看到”這些熱輻射，并實(shí)現(xiàn)成像測溫。 紅外熱像儀所看到的圖像不是彩色的，因?yàn)闊嵯駜x所探測到的輻射已經(jīng)不在可分辨不同顏色的可見光范圍之內(nèi)，它只是將物體發(fā)射出的強(qiáng)度不同的紅外輻射轉(zhuǎn)換成明暗不同的電視信號顯示在屏幕上，看上去很像是黑白電視的圖像。在測量溫度的工業(yè)用熱像儀和測量人體的醫(yī)用熱像儀中，為了在溫度測量時更加直觀，一般都采用了偽彩色的處理方法，使原來黑白色的熱圖像轉(zhuǎn)換成為不同顏色的熱圖像，表示出物體各部分的溫度不同，所發(fā)射出來的紅外輻射的強(qiáng)度不同而已，經(jīng)過測溫標(biāo)定后便可得出物體的各部分溫度。
紅外熱像儀是一種用來探測目標(biāo)物體的紅外輻射，并通過光電轉(zhuǎn)換、電信號處理等手段，將目標(biāo)物體的溫度分布圖像轉(zhuǎn)換成視頻圖像的高科技產(chǎn)品。
FLIR紅外熱像儀
紅外熱像儀是利用紅外探測器、光學(xué)成像物鏡和光機(jī)掃描系統(tǒng)接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏感元上；紅外熱像儀由探測器將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大處理、轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)視頻信號，通過電視屏或監(jiān)測器顯示紅外熱像圖。
任何有溫度的物體都會發(fā)出紅外線，紅外熱像儀就是接收物體發(fā)出的紅外線，通過有顏色的圖片來顯示溫度分布，根據(jù)溫度的微小差異來找出設(shè)備溫度的異常點(diǎn)，從而起到顯示溫度與設(shè)巷維護(hù)的作用。 紅外熱像儀是測量整個面的溫度，而紅外線測溫儀僅僅是測量到一個點(diǎn)的溫度。紅外熱像儀有固定式和便攜式兩種，還可以配備望遠(yuǎn)鏡頭、顯微鏡頭、魚眼鏡頭等來滿足各種測量環(huán)境的需要。 一臺紅外熱成像儀,具有上萬個探測器(點(diǎn))。一般常有多種分辨率可供選用例如160Х120分辨率是80mk;380Х288分辨率是50mK和640Х480分辨率是60mK 。
2、紅外熱像儀的應(yīng)用
采用紅外熱像技術(shù)應(yīng)用于石化行業(yè)是對主要設(shè)備的定期檢測及故障診斷。這主要是基于紅外輻射測溫的原理，依靠紅外熱像儀可以快速方便地獲得被測設(shè)備熱像圖像的特點(diǎn)，對石化帶熱的設(shè)備進(jìn)行定期檢測，根據(jù)被測物體各部位的溫度差異，以及設(shè)備同一部位在不同時期的溫度差異，再結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)的狀況和工藝過程的特點(diǎn)，來診斷設(shè)備的運(yùn)行狀況，有無故障。如發(fā)現(xiàn)故障，再進(jìn)一步分析診斷故障發(fā)生部位、損傷程度及引起故障的可能原因等，從而為保證設(shè)備的安全、長期穩(wěn)定運(yùn)行和合理經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行設(shè)備維修等提供科學(xué)依據(jù)。
紅外熱像儀在石化行業(yè)檢測方面具有廣闊的應(yīng)用前景，由于它所具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，能補(bǔ)充傳統(tǒng)檢測手段的不足。我們可以根據(jù)紅外熱像儀具有非接觸無損傷的特點(diǎn)，方便地查看管道的保溫隔熱層有無損壞、是否有泄漏；可以很直觀、很簡便、非常安全地發(fā)現(xiàn)管道連接處是否有外泄漏或閥門等內(nèi)漏發(fā)生；利用它可以對鍋爐或熱交換器等設(shè)備進(jìn)行熱損失評估等。
如何閱讀和分析熱像圖是需要經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，和閱讀醫(yī)療中的X光影像和CT影像的膠片一樣，醫(yī)生個人的閱歷和經(jīng)驗(yàn)至關(guān)重要，若忽視某些細(xì)微的差別,會得到不同的病灶判斷，甚至?xí)绊懙秸麄€醫(yī)療方案的制定與實(shí)施。因此，熱像儀制造企業(yè)應(yīng)通過熱像儀應(yīng)用培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)交流會等多種形式，來培養(yǎng)各行業(yè)的紅外熱像儀應(yīng)用工程師是推廣應(yīng)用的首要任務(wù)之一。
3、熱成像技術(shù)市場需求
紅外熱像儀的發(fā)展始于美國，最開始應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，產(chǎn)品以制冷型熱像儀為主，對探測器的性能要求很高，價格很昂貴。應(yīng)用于夜視偵查、武器瞄具、夜視導(dǎo)引、紅外搜索和跟蹤、衛(wèi)星遙感等多個領(lǐng)域；在現(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下，紅外熱像儀已在衛(wèi)星、導(dǎo)彈、飛機(jī)等軍事武器上獲得了廣泛的應(yīng)用。
目前紅外熱像儀在民用領(lǐng)域中也逐步得到了的應(yīng)用，而且正展現(xiàn)出更為廣闊的市場需求。紅外熱像儀可以用于材料缺陷的檢測與評價、建筑節(jié)能評價、設(shè)備狀態(tài)熱診斷、生產(chǎn)過程監(jiān)控、自動測試、減災(zāi)防災(zāi)等諸多方面。
紅外熱像儀是一個發(fā)展前景非常廣闊的新興高科技產(chǎn)業(yè)。同時，隨著非制冷紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展，尤其是隨著產(chǎn)業(yè)化過程中生產(chǎn)成本的大幅度降低，紅外熱像儀已在電力、消防、工業(yè)、醫(yī)療、安防等國民經(jīng)濟(jì)的各個部門得到了非常廣泛的推廣應(yīng)用。
中國紅外熱像儀的發(fā)展空間巨大，軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)需要大量的紅外熱像儀 ，從長期來看，民用領(lǐng)域的潛在市場需求更大。紅外熱像儀在民用領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行預(yù)防檢測，是一種新型的工業(yè)設(shè)備熱故障查尋的安全檢測的設(shè)備。我國紅外熱像儀在這些行業(yè)的應(yīng)用還處于起步階段，故發(fā)展空間巨大。
近幾年來，紅外熱像儀生產(chǎn)企業(yè)通過人才引進(jìn)、技術(shù)攻關(guān)和加大投入，在紅外熱像儀核心零部件（如探測器）的開發(fā)以及紅外熱像儀新產(chǎn)品的研發(fā)方面獲得重大的突破，使得我國紅外熱像儀的研究開發(fā)制造的能力得到了很大的提高。目前紅外熱像市場實(shí)際年需求與潛在需求還存在著較大的差異，造成這種差異的主要原因是：其一，紅外熱像儀中的核心部件——探測器的成品率不高，從而造成探測器乃至紅外熱像儀的成本和售價居高不下，影響了紅外熱像儀潛在需求市場的應(yīng)用開發(fā)；其二，目前，紅外熱像儀在民用領(lǐng)域中、應(yīng)用范圍涉及電力、冶金、石化、建筑、醫(yī)療、安防、監(jiān)控、車載輔助、煤礦、過程控制及研究等國民生產(chǎn)乃至學(xué)術(shù)研究各領(lǐng)域。它的應(yīng)用推廣和技術(shù)人員培訓(xùn)還需要一個過程和時間，來讓最終用戶理解紅外熱像儀的使用能帶來直接的經(jīng)濟(jì)效果。
4、紅外熱像儀的美麗明天
未來十年，預(yù)計(jì)是熱成像技術(shù)迅猛發(fā)展的十年，它將以排山倒海之勢進(jìn)入人們生活的各個領(lǐng)域。熱成像測溫技術(shù)與智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的新一代監(jiān)控系統(tǒng)，將在多個領(lǐng)域中、全方位的普及應(yīng)用。其深度和廣度我們已經(jīng)可以看到它的模樣甚至可以觸摸到它的棱角。 如同點(diǎn)溫儀深入尋常百姓家，成為人們?nèi)粘Ｉ钪许汈Р豢呻x開的熱安全維護(hù)工具. 熱像儀需求量將從現(xiàn)在的世界每年數(shù)萬臺上升至數(shù)十萬、數(shù)百萬乃至上千萬。這就是紅外界同仁夢寐以求的熱成像應(yīng)用技術(shù)“大普及”時代。
面對令人興奮不已，千載難逢的歷史機(jī)遇即將到來的新浪潮，企業(yè)與用戶都應(yīng)累積制造和應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，促使熱像技術(shù)不斷自主創(chuàng)新。逆水行舟不進(jìn)則退，產(chǎn)品種類要齊全，儲備技術(shù)要充足，企業(yè)規(guī)模發(fā)展規(guī)劃要到位等。供需雙方都充滿了自信 ，但愿紅外熱像儀的明天更美麗。
現(xiàn)就溫度參數(shù)而言，從通過人體對熱量的感受，一直到如今廣泛使用的雙金屬溫度計(jì)、熱電偶或熱電阻等，均系接觸式測量方式。只有光學(xué)高溫計(jì)和紅外測溫儀的廣泛使用，才進(jìn)入無接觸無損傷的測量方式。但是，所有這些測量方法,均只能反應(yīng)出某點(diǎn)的溫度，而物體的溫度是個分布參數(shù)場。
如今紅外線成像技術(shù)的迅速發(fā)展，逐步解決了這一難題。它能由“點(diǎn)”及“面”地進(jìn)行實(shí)時的無接觸的測量，并取得較好的效果。把人類的視覺和感覺的認(rèn)知，以熱像圖的形式進(jìn)行顯示和遠(yuǎn)傳，提供了完整的溫度分布信息。
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