红外热成像仪工作原理及检测
一、红外热成像检测原理
红外热成像运用光电技术检测物体热幅射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步计算出温度值。红外热成像技术使人类超越了视觉障碍，由此人们可以「看到」物体表面的温度分布状况。
物体表面温度如果超过绝对零度(0K)即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变，波长介于0.75μm到1000μm间的电磁波称为“红外线”，而人类视觉可见的“可见光”介于0.4μm到0.75μm。红外线在地表传送时，会受到大气组成物质( 特别是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收，强度明显下降，仅在短波3μ~5μm及长波8~12μm的两个波段有较好的穿透率(Transmission)，通称大气窗口(Atmospheric window)，大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测，计算并显示物体的表面温度分布。此外，由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差，因此红外热成像检测是以测量物体表面的红外线辐射能量为主。
二、用红外热成像仪可以提前预知设备的状况
预知维护检测是预先检测并诊断设备的潜在故障因素，有目的按计划地进行维护工作。这种维护检测作业不仅提高设备运转的可靠性，并降低设备的检修费用与工时，减少设备过度维护出现的问题。红外线热像检测技术同时具备非破坏性检测、非接触式测量、直觉观测、不受电磁干扰、测温快速、灵敏度高等特性，是比较有效的预知保养维护工作中对设备状态监测和故障诊断的方法之一。
设备出现异常时，通常显示出一定的征兆，如振动、声响、电量、光、温度、压力、异物等各种物理量的测量，可供发现并诊断问题。许多的设备异常，在初期阶段会显示可觉察的温度差异，而红外线热成像是以测量温度为检测方法，将检测所得的热图像与温度值，根据设备的构造及特性进行分析，发现并诊断问题，提出建议改进方案。
红外线热成像检测是一项越来越被肯定的工业检测技术，就一般工厂检测应用而言，主要以提高设备运转的可靠性、工业安全及节能等为目的。工厂设备以电气及机械两大类为主，并以电气设备的检测应用为较多，另外还包括转动、传动机械装置的检测，炉壁、管线的防火与隔热层(保温/保冷)的状态检测。
便宜的红外热成像仪
我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热成像仪。红外热成像仪大致分为致冷型和非致冷型两大类。目前，世界上先进的红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪），其温度灵敏度可达0.03℃。红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）的应用范围愈来愈广泛，在科研领域的主要应用包括： 汽车研究发展－射出成型、模温控制、刹车盘、引擎活塞、电子电路设计、烤漆； 电机、电子业－印制电路板热分布设计、产品可靠性测试、电子零组件温度测试、笔记本电脑散热测试、微小零组件测试；引擎燃烧试验风洞实验； 目标物特征分析； 复合材料检测； 建筑物隔热、受潮检测；热传导研究； 动植物生态研究；模具铸造温度测量；金属熔焊研究； 地表/海洋热分布研究等。红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）可以十分快捷准确探测电气设备的不良接触，以及过热的机械部件，以免引起严重短路和火灾。对于所有可以直接看见的设备，红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）能够确定所有连接点的热隐患。那些由于遮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，来发现隐患。这种情况对传统的方法来说，除解体检查和清洁接头外，没有其它的办法。断路器、导体、母线及其它部件的运行测试，红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）是无法取代的。红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）可以很容易地探测到回路过载或三相负载的不平衡。在美国有几十家公司提供红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）检查服务，为客户的所有电气设备、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，进行红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）检查，以保证客户的所有运行的电气设备不存在潜伏性的热隐患，有效防止火灾事故发生。以下是两款 红外热成像仪，有需要的朋友，可以参考。
FLIR E40
FLIR E50
FLIR E60
成像性能
红外分辨率
160 x 120像素
240 x 180像素
320 x 240像素
空间分辨率
2.72 mrad
1.82 mrad
1.36 mrad
热灵敏度
< 0.07 °C
< 0.05 °C
< 0.05 °C
变焦
2倍连续数字变焦
2倍、4倍连续数字变焦
2倍、4倍连续数字变焦
图像显示
画中画
可见光图像上的红外区域
可见光图像上的可缩放红外区域
可见光图像上的可缩放红外区域
图像模式
红外图像，可见光图像，缩略图库，画中画
红外图像，可见光图像，画中画，缩略图库
红外图像，可见光图像，画中画，缩略图库
Ti32热成像仪设计用于众多的工业应用场合，为精通装置及设备的服务和维护人员带来了强大的热成像功能。凭借单手控制的“一指通”操作和直观的屏显指南，Ti32热像仪非常易于使用，不需专业培训便可进行准确的测量。 只需指向目标，对焦仪器，它就会自动调整温度范围来显示清晰鲜明的图像。 一旦用户扣动扳机，便会存储图像及相关的测量数据。通过随附的软件，用户可以随心更改主要图像参数，从而优化图像和抽取较多的细节，而无需返回工厂车间重新扫描。
Fluke Ti32详细技术指标温度温度测量范围（-10 °C 以下未经校准）-20 ℃ ～ +600 ℃ (-4 ℉ ～ +1112 ℉)准确度± 2 ℃ 或者 2 %，取大值发射率修正是背景温度补偿是传输校正是成像性能图像捕捉频率9 Hz 刷新率或 60 Hz 刷新率，取决于型号探测器类型320 x 240 焦平面阵列，非制冷微测辐射热计热灵敏度（NETD）≤ 0.05 ℃，（30 ℃ 目标温度时）（50 mK）光谱带7.5 μm ～ 14 μm（长波）可见光照相机200万像素最小焦距46 cm（约 18 in）
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