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红外热像仪的工作原理热像仪是如何工作的

时间：2020-08-10 来源：仪多多仪器网作者：仪多多商城

红外热像仪的工作原理：

红外热像仪作为一种先进的热辐射检测设备，在我们的工业领域、医疗设备、日常生活中的应用都是非常广泛的，像涉及到的热检测领域有工业过程、人体测温、森林防火、电力、建筑等等各行各业；同时还作为夜视及全天候监控类产品，广泛应用于军事、车载、消防、安防等行业。红外热像仪的应用这么广泛，跟它的原理密切相关。下面，中国测量工具网的小编就给大家介绍一下有关红外热像仪的应用原理。

电磁波谱按波长不同，可划分为不同的波段：高频区：X-Ray，长波区：微波、无线电波，中间区：紫外线、可见光、红外波。红外波谱分布在微波和可见光之间，其波长约在0.75μm~1000μm之间。

所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体，都会不停地发出热红外线。大气选择性吸收形成三个“大气透射窗口”：短波：2.1~2.5μm、中波：3~5μm、长波：8~14μm，室温物体的红外辐射集中在中波红外和长波红外波段。
红外热像仪利用光学成像镜头、红外探测器接受被测目标的红外辐射能量，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、转换成标准视频信号，通过电视屏或监测器显示红外热像图。这种热像图与物体表面的热分布场相对应，是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。

通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色即代表被测物体的不同温度。

红外热像仪的发展：

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红外热像仪在比较早是因为军事目的而得以开发，近年来迅速向民用工业领域扩展。自二十世纪70年代，欧美一些发达国家先后开始使用红外热像仪在各个领域进行探索。红外热像仪也经过几十年的发展，已经发展成非常轻便的现场测试设备。由于测试往往产生的温度场差异不大和现场环境复杂等因素，好的热像仪必须具备160*120像素、分辨率小于0.1℃、
空间分辨率小、具备红外图像和可见光图像合成功能等。
红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映
到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。
通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。
热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。红外热像仪在全球范围内，美国拥有绝对比较好的技术全球前三大红外热像仪品牌：RNO,FLIR和FLUKE都是美国品牌。其中RNO是全球红外热像仪的鼻祖，也是全球第一大红外热像仪品牌。其知名的型号，也是占据全球40%市场份额的单品是PC-160. 作为一款售400多美元的红外热像仪，这款热像仪，拥有高达60HZ的帧频（帧频越高，热像仪精度越高，感应速度也快，也更精确，成像也更连续），这款红外热像仪可以说性价比非常高。FLIR主要生产低端的2000美元左右的红外热像仪。
　　在线式热像仪有哪些应用价值

　　在线式热像仪是近几年越来越热门的一种高科技检测仪器。很多人都曾经在警匪片里看过利用红外成像技术进行监测、侦察的场面，不过现实生活中的应用远远不止于此，工业、电子、医疗、公共安全、通信、海洋事业等各行各业都已经开始出现热像仪的身影。

　　在线式热像仪应用越来越广泛，一方面是因为科技进步使得红外成像技术越来越普及；另一方面则是出于它的应用价值，它的检测结果在很多领域都可以起到至关重要的作用。下面为大家简单分析一下如今在线式热像仪的应用价值。

　　要想了解热像仪的应用价值，先需要懂得热像仪的原理，即红外热成像原理：物体只要有温度，无论高低，都会发出红外线，于是人们利用红外线这种特性，研制了一种可以将物体表面温度情况以视频图像展示出来的仪器。热像仪的特性让它可以观察到很多肉眼难以看到的情况，大大扩展了监测范围，给生产生活各个领域带来很多便利，这正是在线式热像仪应用价值的根本所在。

　　红外在线热像仪在工业活动中承担着“排忧解难”的功能，能准确的检测出设备潜在的故障，从而及时找到解决办法，的提升经济效益。那么在使用过程中都有着什么特点？下面我们一起来具体了解一下。

　　1、探测距离远，安全性随之提升，在对物体辐射的红外线进行成像时，可以自行设置距离，有效避免了在对高温物体进行成像时距离太近而造成的伤害，无需近距离接触高温目标，就可以探测移动中或位于高处的高温表面。而且不受环境光和照明光的限制，一般能观测距离达几千米以上的物体。

　　2、穿透能力强，成像效果好，红外热辐射比可见光具有更强的穿透雾、霾、雨、雪的能力，因而在恶劣天气条件下的成像效果几乎不受影响。当然想要更高穿透力的热像仪，也完全不是问题，到购买地表达清楚自己的诉求即可。

　　3、全天候工作能力，抗强光干扰，成像原理是不借助照明光和环境光的，而是靠探测目标与周围的背景的辐射产生热量产生的景物图像，因此在线式热像仪能够24小时全天候的工作，并且不会像其它夜视设备那样受到强光的干扰。要知道低照度摄像机在没有外界环境光的情况下不能成像，可见在线式热像仪优势明显。

电力机车的广泛使用同时也使得在铁路系统上的设备越来越多，这样如何对电气或机械设备进行有效的检测，就成为当前的重要问题，红外热像仪可以帮助解决这些问题。

目前，我国列车牵引方式有蒸汽机车牵引、内燃机车牵引和电力机车三种，其中采用电力机车牵引列车的铁路称为电气化铁路。电力牵引具有马力大，速度快、能耗低、效率高等特点，使用电力牵引的区段，运输能力明显提高，运输成本大为降低，同时，机车性能、工作条件等较内燃机车更好。是我国铁路牵引动力今后的发展方向。

电力牵引列车因为具有低沉本高效率而在铁路上应用广泛，同时就设涉及到了电气、机械设备维护这方面的问题，红外热像仪可以帮助解决这些问题，本文主要介绍了红外热像仪是如何来工作的。

现在红外热像仪可以完成这些，在无须停机的情况下，可以在短时间内进行状态的检修。用Ti红外热像仪检查代替传统维修中的定期清扫和紧固工作，可以节约费用50～90%，并可有效防止火灾的发生。无论是新的或者旧的设备，都能从红外热像仪检查中受益。如所有电气设备、配电系统，包括高压接触器、熔断器盘、主电源断路器盘、接触器、以及所有的配电线、电动机、变压器等等，作红外热成像检查，以保证所有运行的电气设备不存在潜伏性的热隐患，有效的防止火灾和意外的停机的发生。

下面是一些需要进行红外热像仪检查的设施。

1、各种电气装置

可发现接头松动或接触**，不平衡负荷，过载，过热等隐患。这些隐患可能造成的潜在影响是产生电弧、短路、烧毁、起火。它们的平均修理费用为1万到5万元；更换需要8万—10万元，工期为几个星期到几个月。

2、变压器

可以发现的隐患有接头松动，套管过热，接触**（抽头变换器），过载，三相负载不平衡，冷却管堵塞不畅。其影响为产生电弧、短路、烧毁、起火。重绕需要经费数万元，更换为数十万元，工期为几个星期或几个月。

3、电动机、发电机

可以发现的隐患是轴承温度过高，不平衡负载，绕组短路或开路，碳刷、滑环和集流环发热，过载过热，冷却管路堵塞。其影响为有毛病的轴承可以引起铁芯或绕组圈的损坏，有毛病的碳刷，则可以损坏滑环和集流环，进而损坏绕组线圈。还可能引起驱动目标的损坏。电机重新绕组圈（5000马力）需要数万元，更换需用数十万元，工期几个星期到几个月。

4、各种传动设备，如变速器，牵引机械等

对于所有可以直接看见的设备，红外热像仪都能够确定所有连接点的热隐患。对于那些由于屏蔽而无法直接看到的部分，则可以根据其热量传导到外面的部件上的情况，来发现其热隐患。比较：传统的方法来说，除了解体检查和清洁接头外，没有其它的办法进行断路器、导体、母线及其它部件的运行测试。

此外，使用红外热成像仪代替传统方法的清扫和紧固可以节省大量费用。这种节约有三个原因：

1首先是红外热像仪检查进行的十分快，而不像传统的方法那样花费大量人力去进行设备的清扫和紧固。

2另外红外热像仪检查在进行时，不要求设备停电，而只是在找出隐患后，在进行修理时才要求短时间停电。

3并且为修理个别隐患的停电只是局部性的，停电时间很有限，甚至可能安排在计划停电时间内进行修理。

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