红外热像仪在矿山行业中的应用 热像仪如何操作

红外热像仪简介

红外热像仪,简称热像仪,是指采用红外CCD焦平面阵列技术的凝视型热像仪。红外焦平面阵列是指放在光学系统焦平面上的一块芯片，在这块如同邮票大小的芯片上，不仅集成了成千上万个红外探测器，而且与各探测器相匹配的信号放大与处理电路也集成在一起，形成一个整体，使第二代热像仪不仅取消了光机扫描器，能够像眼睛一样摄取目标的完整图像，而且缩小了体积，降低了功耗。不仅如此，由于CCD成像器件具有更高的灵敏度和热分辨率，使探测距离和识别能力也有明显提高。热像仪的工作波段（即红外探测器的敏感范围）可达到中、远红外区域，但由于大气对波长为三到五微米和八到十四微米以外的红外线有强烈的衰减作用，所以实际上热像仪主要工作在三到五微米和八到十四微米两个红外波段。在没有任何光亮的情况下,热像仪可以使用,热像仪不管白天黑夜都能产生图像,因为只要存在温差,就能产生红外线,它看得见任何发射红外线的东西。

红外热像仪应用范围

 红外热像仪的具体应用情况简单介绍：
输电设备：接头、绝缘子、夹板、跳线、高压线、压接套管、瓷瓶引线

变电系统：互感器、隔离开关、空气断线器、油断路器、少油量断路器、避雷器、电容器、电抗器、变压器、总线、套管、整流器、绝缘子、线夹、阻波器

配电系统：配电盘、开关箱、变压器、断电器、接触器、保险丝、电缆

发 电 厂：发电机碳刷绕组装备、发电机、变压器、油枕、发电机馈电线、电压调节器、发电机马达控制中心电盘

建设系统：检查外墙空鼓、剥落、屋面渗漏、管道、热桥、建筑节能研究、竣工验收等; 公路桥梁：可用于快速扫描公路裂纹、桥梁开裂、渗漏检查、沥青摊铺等; 冶金系统：用于大型高炉料面测定、热风炉的破损诊断和检修等;高炉、钢材成型加工和热处理：焊接、铸件、模具、炼钢炉、转炉、鱼雷车、炉壁、金属热处里(退火、回火、淬火)、冷/热轧钢板、钢卷线材等温度量测监控

石化系统：可用于保温隔热材料的破损诊断、加热炉管的温度分布测定等; 转动机械设备：马达、马达碳刷、轴承、联轴器、泵浦、汽机叶片、齿轮箱、驱动齿轮、驱动皮带、联轴器、射出成型机、柴油机、空压机

机电系统：可用于新产品开发试验研究、大型机电设备温度分布监测等;锅炉反应炉加热炉：炉壁、炉管、烟囱、热交换器、水泥旋窑

产品流程设备：安全阀、气体/产品管路(保温、保冷)、热交换器、冷却塔、桶槽、球槽、储存槽、空气干燥机、烘干机、冷冻器

电子产品：PC板热分析、电子组件热传导测试、壳散热测试、电路设计、环境评估

消防安保系统：可用于消防科研、火灾救人、安保、走私监控等; 自然科学：采光、温室效应、沙尘暴、植物、采矿等;医疗：肿瘤、甲状腺、糖尿病、非典、禽流感等;其它：玻璃、军事、塑料、造纸、纺织、包装、排污、电影广告策划

正确使用红外热像仪的方法和技巧　 1）调整焦距 2）选择正确的测温范围 3）了解最大测量距离 4）仅仅要求生成清晰红外热图像，还是同时要求精确测温 5）工作背景单一 　6）保证测量过程中仪器平稳　 　　

1）调整焦距 　　您可以在红外图像存储后对图像曲线进行调整，但是您无法在图像存储后改变焦距，也无法消除其他杂乱的热反射。保证第一时间操作正确性将避免现场的操作失误。仔细调整焦距！如果目标上方或周围背景的过热或过冷的反射影响到目标测量的精确性时，试着调整焦距或者测量方位，以减少或者消除反射影响。　

2）选择正确的测温范围 　　您是否了解现场被测目标的测温范围？为了得到正确的温度读数，请务必设置正确的测温范围。当观察目标时，对仪器的温度跨度进行微调将得到较佳的图像质量。这也将同时会影响到温度曲线的质量和测温精度。　

3）了解最大的测量距离 　　当您测量目标温度时，请务必了解能够得到精确测温读数的最大测量距离。对于非制冷微热量型焦平面探测器，要想准确地分辨目标，通过热像仪光学系统的目标图像必须占到9个像素，或者更多。 如果仪器距离目标过远，目标将会很小，测温结果将无法正确反映目标物体的真实温度，因为红外热像仪此时测量的温度平均了目标物体以及周围环境的温度。为了得到比较精确的测量读数，请将目标物体尽量充满仪器的视场。显示足够的景物，才能够分辨出目标。与目标的距离不要小于热像仪光学系统的最小焦距，否则不能聚焦成清晰的图像。 　　

4）仅仅要求生成清晰红外热图像，还是同时要求精确测温 　　这之间有什么区别吗？一条量化的温度曲线可用来测量现场的温度情况，也可以用来编辑显著的温升情况。清晰的红外图像同样十分重要。但是如果在工作过程中，需要进行温度测量，并要求对目标温度进行比较和趋势分析，便需要记录所有影响精确测温的目标和环境温度情况，例如发射率，环境温度，风速及风向，湿度，热反射源等等。 　　

5）工作背景单一 　　例如，天气寒冷的时候，在户外进行检测工作时，你将会发现大多数目标都是接近于环境温度的。当在户外工作时，请务必考虑太阳反射和吸收对图像和测温的影响。因此，有些老型号的红外热像仪只能在晚上进行测量工作，以避免太阳反射带来的影响。 　　

6）保证测量过程中仪器平稳 　　为了达到可以的效果，在冻结和记录图像的时候，应尽可能保证仪器平稳。当按下存储按钮时，应尽量保证轻缓和平滑。即使轻微的仪器晃动，也可能会导致图像不清晰。推荐在您胳膊下用支撑物来稳固，或将仪器放置在物体表面，或使用三脚架,尽量保持稳定。

   近年来，在多个行业，出现了一种可以显示区域温度分布的高级型”测温仪“，即红外热像仪。这类仪器可以显示一个物体的温度分布，温度最高点和最低点等；甚至在非典时期，作为人体温度筛选仪也起到了很大的作用。

  下面我们就热像仪的定义和行业应用具体介绍一下：

   定义：红外热成像技术是一项前途广阔的高新技术。比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外，称为红外线，又称红外辐射。是指波长为0.78~1000微米的电磁波，其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像。

   目标的热图像和目标的可见光图像不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是表面温度分布图像。红外热成像使人眼不能直接看到表面温度分布，变成可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。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。红外线(或热辐射)是自然界中存在较为广泛的辐射，它还具有两个重要的特性：(1)物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无需接触的温度测量和热状态分析，从而为工业生产，节约能源，保护环境等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。(2) 大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口” 。利用这两个窗口，使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。由于这个特点，热红外成像技术在军事上提供了先进的夜视装备，并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在现代战争中发挥了非常重要的作用。

   红外热像仪应用的范围随着人们对其认识的加深而愈来愈广泛：

   1.用红外热像仪可以十分快捷，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。

   2.对于所有可以直接看见的设备，红外热成像产品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，这种情况对传统的方法来说，除了解体检查和清洁接头外，是没有其它的办法。断路器、导体、母线及其它部件的运行测试，红外热成像产品是无法取代的。然而红外热成像产品可以很容易地探测到回路过载或三相负载的不平衡。

   行业应用：

   在红外热像预知维护领域，采用红外热像仪对所有电气设备、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，有效防止火灾、停机等事故发生。下面是需要进行红外热成像产品检查的部分设施：

3. 各种电气装置：可发现接头松动或接触不良，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。

4. 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。其影响为有问题的轴承可以引起铁芯或绕组线圈的损坏;有毛病的碳刷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。

    在科研领域主要应用包括： 汽车研究发展-射出成型、模温控制、剎车盘、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。

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