紅外熱像儀是一種利用紅外熱成像技術(shù),將標(biāo)的物的溫度分布轉(zhuǎn)換成可視圖像的設(shè)備?。
紅外熱像儀通過(guò)對(duì)標(biāo)的物的紅外輻射進(jìn)行探測(cè),并經(jīng)過(guò)信號(hào)處理、光電轉(zhuǎn)換等手段,將實(shí)際探測(cè)到的熱量進(jìn)行的量化,以面的形式實(shí)時(shí)成像標(biāo)的物的整體,從而能夠準(zhǔn)確識(shí)別正在發(fā)熱的疑似故障區(qū)域。操作人員可以通過(guò)屏幕上顯示的圖像色彩和熱點(diǎn)追蹤顯示功能來(lái)初步判斷發(fā)熱情況和故障部位?1。
紅外熱像儀的主要指標(biāo)包括測(cè)溫范圍、空間分辨率、測(cè)溫精度等,操作方式有手持式、便攜式、在線型等。它廣泛應(yīng)用于軍事、民用、工業(yè)等領(lǐng)域,如安防監(jiān)控、設(shè)備故障檢測(cè)、人體溫度篩查等?12。
此外,紅外熱像儀的種類和型號(hào)繁多,不同型號(hào)的熱像儀在性能、功能、價(jià)格等方面存在差異,用戶可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的熱像儀?
?熱像儀的原理是利用紅外探測(cè)器接收被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量,并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào),再經(jīng)過(guò)信號(hào)處理和圖像顯示,終得到目標(biāo)物體的溫度分布圖像?。
具體來(lái)說(shuō),熱像儀通過(guò)光學(xué)成像物鏡和光機(jī)掃描系統(tǒng)(或的焦平面技術(shù))接收被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形,這些能量被反映到紅外探測(cè)器的光敏元上。在光學(xué)系統(tǒng)和紅外探測(cè)器之間,可能存在一個(gè)光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)(焦平面熱像儀無(wú)此結(jié)構(gòu)),它對(duì)被測(cè)物體的紅外熱像進(jìn)行掃描,并聚焦在單元或分光探測(cè)器上。探測(cè)器將接收到的紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號(hào),這些電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大處理、轉(zhuǎn)換或標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)后,通過(guò)電視屏或監(jiān)測(cè)器顯示出來(lái),形成紅外熱像圖。這些圖像以不同的顏色代表被測(cè)物體的不同溫度,從而提供了深入了解物體溫度分布的途徑?12。
此外,紅外熱像儀的成像還受到大氣窗口的影響。大氣、煙云等吸收紅外線與紅外輻射的波長(zhǎng)有關(guān),對(duì)于3~5微米和8~14微米的紅外線是透明的,因此這兩個(gè)波段被稱為紅外線的“大氣窗口”。利用這兩個(gè)窗口,紅外熱像儀可以在正常環(huán)境中進(jìn)行觀測(cè)而不產(chǎn)生紅外輻射衰減的情形?
熱像儀的檢測(cè)主要涉及對(duì)其性能和功能的驗(yàn)證,以及在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的使用?。
?一、性能檢測(cè)?
熱像儀的性能檢測(cè)是衡量其質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。這通常包括對(duì)其測(cè)溫范圍、測(cè)溫精度、空間分辨率、熱靈敏度(NETD)等指標(biāo)的測(cè)試。例如,MRTD(小可分辨溫差)測(cè)試是衡量紅外熱像儀性能的一種方法,通過(guò)確定目標(biāo)與背景小溫差來(lái)繪制曲線,進(jìn)而確定物體的檢測(cè)、識(shí)別和確認(rèn)距離(DRI)?1。
?二、功能驗(yàn)證?
功能驗(yàn)證主要是確保熱像儀的各項(xiàng)功能正常工作,如圖像采集、存儲(chǔ)、傳輸、處理以及熱點(diǎn)追蹤等功能。在實(shí)際操作中,需要檢查熱像儀是否能夠準(zhǔn)確捕捉并顯示被測(cè)物體的溫度分布圖像,以及操作人員是否能夠通過(guò)屏幕上的圖像色彩和熱點(diǎn)追蹤功能來(lái)判斷發(fā)熱情況和故障部位?2。
?三、實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的使用?
在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中,熱像儀的檢測(cè)還包括對(duì)其適應(yīng)性和可靠性的評(píng)估。例如,在科研領(lǐng)域,如南京航空航天大學(xué)渦輪葉片氣膜冷卻效率優(yōu)化的研究中,就使用了的微距紅外熱像儀來(lái)拍攝葉柵表面或平板表面經(jīng)氣流冷卻后的溫度變化情況,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片表面微小區(qū)域溫度變化的捕捉?3。此外,在醫(yī)療領(lǐng)域,紅外線熱成像儀也被廣泛用于疾病診斷、亞健康狀態(tài)檢測(cè)和中醫(yī)體質(zhì)辨識(shí)等方面?4。
?四、檢測(cè)流程?
熱像儀的檢測(cè)流程通常包括準(zhǔn)備階段、測(cè)試階段和分析階段。在準(zhǔn)備階段,需要確保熱像儀處于正常工作狀態(tài),并準(zhǔn)備好測(cè)試所需的設(shè)備和環(huán)境。在測(cè)試階段,按照預(yù)定的測(cè)試方案對(duì)熱像儀進(jìn)行性能測(cè)試和功能驗(yàn)證。在分析階段,對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析和處理,得出熱像儀的性能指標(biāo)和功能狀態(tài)評(píng)估報(bào)告。
綜上所述,熱像儀的檢測(cè)是一個(gè)綜合性的過(guò)程,涉及性能檢測(cè)、功能驗(yàn)證以及實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的使用等多個(gè)方面。通過(guò)全面的檢測(cè)流程,可以確保熱像儀的質(zhì)量和可靠性,滿足實(shí)際應(yīng)用需求。
?熱像儀的類型主要包括根據(jù)探測(cè)原理、工作波段、感光元件數(shù)量和運(yùn)動(dòng)方式以及是否測(cè)溫進(jìn)行分類的多種類型?。
?根據(jù)探測(cè)原理分類?:
?光子探測(cè)熱像儀?:利用光子在半導(dǎo)體材料上產(chǎn)生的電效應(yīng)進(jìn)行成像,敏感度高,但探測(cè)器本身的溫度會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響,需要降溫?1。
?熱探測(cè)熱像儀?:利用探測(cè)元件吸收入射的紅外輻射能量而引起溫升,再借助各種物理效應(yīng)把溫升轉(zhuǎn)變成電量,敏感度不如光子探測(cè)器但無(wú)需制冷?1。
?根據(jù)工作波段分類?:
?長(zhǎng)波紅外熱像儀?:工作在8到12微米波段,穿透力強(qiáng),適用于多種環(huán)境?1。
?短波紅外熱像儀?:工作在3到5微米波段,具有特定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)?1。
?中波紅外熱像儀?:工作在5到8微米波段,也有其特的應(yīng)用場(chǎng)景?1。
?根據(jù)感光元件數(shù)量和運(yùn)動(dòng)方式分類?:
?機(jī)械掃描熱像儀?:通過(guò)機(jī)械掃描方式獲取紅外圖像?1。
?凝視成像型熱像儀?:無(wú)需機(jī)械掃描,直接通過(guò)感光元件陣列獲取紅外圖像?1。
?根據(jù)是否測(cè)溫分類?:
?成像型紅外熱像儀?:畫面表現(xiàn)為溫度分布,但不具備測(cè)溫功能?1。
?測(cè)溫型紅外熱像儀?:除了呈現(xiàn)溫度分布外,還能準(zhǔn)確測(cè)量目標(biāo)物體的表面溫度?
像儀的檢定規(guī)程主要包括定期校準(zhǔn)以保持高準(zhǔn)確度,具體校準(zhǔn)需遵循《熱像儀校準(zhǔn)規(guī)范》?。
熱像儀作為溫度測(cè)量?jī)x器,其準(zhǔn)確性對(duì)于檢測(cè)工作至關(guān)重要。為了確保熱像儀能夠持續(xù)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),需要定期進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格遵循《熱像儀校準(zhǔn)規(guī)范》,這一規(guī)范詳細(xì)規(guī)定了校準(zhǔn)的方法、手段以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的使用中檢查?1。
在校準(zhǔn)準(zhǔn)備階段,需要準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)器,如鉑電阻溫度計(jì)或輻射溫度計(jì),以及滿足校準(zhǔn)規(guī)范的輻射源。校準(zhǔn)環(huán)境也需嚴(yán)格控制,通常校準(zhǔn)時(shí)的溫度應(yīng)為23℃±5℃,相對(duì)濕度應(yīng)不大于85%(無(wú)結(jié)露),且外界無(wú)較大干擾源。校準(zhǔn)人員需要熟悉校準(zhǔn)規(guī)程和待測(cè)設(shè)備的性能參數(shù),并能夠規(guī)范使用校準(zhǔn)設(shè)備?1。
此外,紅外熱像儀的標(biāo)定是基于史蒂芬-波茲曼定律,在設(shè)定的環(huán)境條件下,用一定數(shù)量已知溫度的黑體進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定系統(tǒng)會(huì)將熱像儀接收到的輻射信號(hào)與其溫度對(duì)應(yīng)起來(lái),并擬合成一條標(biāo)定曲線,此曲線用于將物體輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度?2。
需要注意的是,熱像儀的校準(zhǔn)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,通常只能由制造商在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。因此,用戶在使用熱像儀時(shí),應(yīng)注意其使用年限和測(cè)溫精度,及時(shí)聯(lián)系制造商進(jìn)行校準(zhǔn),以確保熱像儀的準(zhǔn)確性和可靠性?2。
綜上所述,熱像儀的檢定規(guī)程是一個(gè)涉及多個(gè)方面的復(fù)雜過(guò)程,需要嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn)和標(biāo)定,以確保其準(zhǔn)確性和可靠性。
熱像儀的常見(jiàn)故障主要包括以下幾種:
?1. 測(cè)溫不準(zhǔn)?
可能是測(cè)溫參數(shù)設(shè)置不當(dāng),如發(fā)射率、測(cè)溫范圍、大氣溫度、相對(duì)濕度、目標(biāo)距離等參數(shù)未正確調(diào)節(jié)?12。
熱像儀未對(duì)焦清晰,目標(biāo)成像模糊也會(huì)影響測(cè)溫精度?12。
長(zhǎng)時(shí)間未校準(zhǔn)的熱像儀也可能導(dǎo)致測(cè)溫不準(zhǔn),需要返廠進(jìn)行校準(zhǔn)?1。
?2. 圖像不清晰?
紅外鏡頭表面灰塵或污漬過(guò)多會(huì)導(dǎo)致成像不清晰,需要定期清潔鏡頭?13。
儀器主機(jī)、監(jiān)視器及傳輸設(shè)備等環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障也可能影響圖像質(zhì)量,需要逐一排查?4。
?3. 拍攝的紅外圖無(wú)法存儲(chǔ)?
存儲(chǔ)空間不足時(shí),紅外圖像無(wú)法存儲(chǔ),需要查看熱像儀內(nèi)存使用情況并刪除不必要的圖片和視頻以騰出空間?1。
?4. 工作過(guò)程不穩(wěn)定?
可能是線路連接不當(dāng)或松動(dòng)導(dǎo)致,需要檢查儀器的線路連接情況并進(jìn)行清潔和維護(hù)?34。
?5. 監(jiān)視器畫面抖動(dòng)?
傳輸信號(hào)受到干擾或傳輸線纜受損會(huì)引起畫面抖動(dòng),需要檢查周圍是否存在影響儀器使用的輻射源,并檢查線纜狀況?34。
?6. 無(wú)法開機(jī)?
電池電量不足、電池接觸不良、電源適配器或座充故障等都可能導(dǎo)致熱像儀無(wú)法開機(jī),需要檢查電池和電源相關(guān)部件?13。
此外,還有一些特定型號(hào)的熱像儀可能出現(xiàn)的故障,如藍(lán)屏、紅外圖像顯示異常條紋狀、不聚焦等,這些故障需要根據(jù)具體型號(hào)進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)和維修?