浅谈红外技术及应用

浅谈红外技术及应用
浅谈红外技术及应用

浅谈红外技术及安防红外灯应用

红外摄像技术分为被动红外摄像技术和主动红外摄像技术。

被动红外摄像技术是利用任何物质在绝对零度以上都有红外光发射,人体和热机发出的红外光较强,其它物体发出的红外光很微弱,利用特殊的红外摄像机可以实现夜间监控。但是,这种特殊的红外摄像机造价昂贵,而且不能反映周围环境状况,因此在夜视系统中不被采用。

在夜视系统中经常采用主动红外摄像技术,即采用红外辐射“照明”,产生人眼看不见而普通摄像机能捕捉到的红外光,辐射“照明”景物和环境,应用普通低照度黑白摄像机、白天彩色夜间自动变黑白摄像机或红外敏感型低照度彩色摄像机,感受周围环境反射回来的红外光实现夜视。

光是一种电磁波,它的波长区间从几个纳米(10 -9m)到1毫米(mm)左右。人眼可见的只是其中一部分,我们称其为可见光,可见光的波长范围为380nm - 780nm,可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫光,波长比紫光短的称为紫外光,波长比红外光长的称为红外光。普通CCD黑白摄像机不仅能感受可见光,而且可以感受红外光。这就是利用普通CCD黑白摄像机,配合红外灯可以比较经济地实现夜视的基本原理。而普通彩色摄像机不能感受红外光,因此不能用于夜视。

红外灯的种类

红外灯按其红外光辐射机理分为半导体固体发光(红外发射二极管)红外灯和热辐射红外灯两种。其原理及特性我们介绍如下:

(一)红外发射二极管(LED)红外灯由红外发光二极管矩阵组成发光体。红外发射二极管由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓GaAs)制成PN结,外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。光谱功率分布为中心波长830 -- 950nm,半峰带宽约40nm左右,它是窄带分布,为普通CCD黑白摄像机可感受的范围。其最大的优点是可以完全无红暴,(采用940~950nm波长红外管)或仅有微弱红暴(红暴为有可见红光)和寿命长。

红外发光二极管的发射功率用辐照度μW/m2表示。一般来说,其红外辐射功率与正向工作电流成正比,但在接近正向电流的最大额定值时,器件的温度因电流的热耗而上升,使光发射功率下降。红外二极管电流过小,将影响其辐射功率的发挥,但工作电流过大将影响其寿命,甚至使红外二极管烧毁。红外发光二极管的伏安特性与普通硅二极管极为相似。当电压越过正向阈值电压(约0.8V左右)电流开始流动,而且是一很陡直的曲线,表明其工作电流对工作电压十分敏感。因此要求工作电压准确、稳定,否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。红外发光二极管辐射功率随环境温度的升高(包括其本身的发热所产生的环境温度升高)会使其辐射功率下降。

红外灯特别是远距离红外灯,热耗是设计和选择时应注意的问题。红外发光二极管最大辐射强度一般在光轴的正前方,并随辐射方向与光轴夹角的增加而减小。辐射强度为最大值的50%的角度称为半强度辐射角。不同封装工艺型号的红外发光二极管的辐射角度有所不同。

(二)热辐射红外灯热辐射现象是极为普通的,物体在温度较低时产生的热辐射全部是红外光,所以人眼不能直接观察到。当加热500度左右时,才会产生暗红色的可见光,随着温度的上升,光变得更亮更白。在热辐射光源中通过加热灯丝来维持它的温度,供辐射继续不断的进行。维持一定的温度而从外部提供的能量与因辐射而减少的能量达到平衡。辐射体在不同加热温度时,辐射的峰值波长是不同的,其光谱能量分布也是不同的,经特殊设计和工艺制成的红外灯泡,其红外光成分最高可达92 - 95%。其光谱范围是很宽的,普通黑白摄像机感受的光谱频率范围也是很宽的,且红外灯泡一般可制成比较大的功率和大的辐照角度,

因此可用于远距离红外灯,这是它最大的优点。其最大不足之处是包含可见光成份,即有红暴,且使用寿命短,如果每天工作10小时,5000小时只能使用一年多,考虑散热不够,寿命还要短。在克服热辐射红外灯缺点方面,首先是研制和应用了高通红外滤波钢化玻璃。波长愈长,红暴愈小,甚至可达到全无红暴,但是,红外光的效率愈低,红外灯发热就愈高。红外玻璃的波长可根据用户对红暴要求高低加以选择,一般而言,相同有效辐照距离时,对红暴要求愈高,造价愈高。红外玻璃经过钢化,可以耐受急冷急热的变化,在内部红外灯泡由于可见光滤除的部分,转化产生热量,温度会很高,外部冷风及雨雪的突袭下,急冷而不致损坏。为提高热辐射红外灯的寿命,采用了光控开关电路,以减小其工作时间;采用了变压稳压整流电路,使其发光功率得以充分发挥而且提高了红外灯的寿命;而更重要的是考虑灯丝冷阻是非常小的,如 100W红外灯泡,灯丝热阻为529Ω,这时的工作电流只有0.4348A,而冷阻只有36Ω,红外灯接通电源瞬间为6.39A瞬时功达到1470W,这一瞬间灯丝负荷过载达几十倍,这对灯丝寿命有非常大的影响。人们研制的灯丝保护电路,相信红外灯灯泡的工作寿命会成倍增长。此外,还增加了延时开关电路以防环境的光干扰。

红外灯的选择与使用红外灯的选择最重要的问题是成套性,即红外灯与摄像机、镜头、防护罩、供电电源等的成套性。在设计方案时对所有器材综合考虑设计,把它作为一个红外低照度夜视监控系统工程来考虑设计。

有的人买完了摄像机、镜头、防护罩、电源之后甚至安装之后才去考虑购买红外灯,这是不正确的,在考虑成套性时,特别要注意以下几个问题。

1、用黑白摄像机或特殊彩色摄像机

CCD图像传感器具有很宽的感光光谱范围,其感光光谱不但包括可见光区域,还延长到红外区域,利用此特性,可以在夜间无可见光照明的情况下,用辅助红外光源照明也可使CCD图像传感器清晰的成像。而普通彩色摄像机为了能传输彩色信号,从CCD器件的输出信号中分离出绿蓝红三种基色视频信号,然后合成彩色电视信号,其感光光谱只在可见光区域。随着技术的进步出现白天彩色/晚上黑白摄像机,它采用两个CCD进行切换或采用一个CCD利用数字电路的切换来实现,但是存在黑白照度偏高、有的对彩色色彩的不利影响等缺点。而红外低照度彩色摄像机红外感度比一般摄像机高4倍以上,随着成本的降低,会成为发展趋势的。

2、要求选用低照度摄像机

摄像机的最低照度是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。测定此参数时,还应特别注明镜头的光圈F的大小。例如使用F1.2的镜头,当被摄影景物的照度值低到0.02Lux 时,摄像机输出的视频信号幅值为标准幅值700mv的50%-33%,则称此摄像机的最低照度为0.02Lux/F1.2。有的摄像机生产厂家给出不同光圈F时的最低照度。当选择摄像机最低照度高于红外灯要求时,红外灯的有效距离将受到一定影响。应当提醒用户的是市场上出售的摄像机技术性能标出的最低照度有两种不正常情况,一种是摄像机制造商所标的最低照度是所谓的靶面照度,即CCD图像传感器上的光照度,它比景物照度低10倍左右;另一种是有个别摄像机制造商或销售商虚报最低照度。目前市场上比较经济的黑白摄像机,有的最低照度标为0.01~0.02lux,它们的实际最低照度仅为0.1~0.2Lux,如果,使用的红外灯要求摄像机的最低照度为0.02Lux,必然影响红外灯的有效照射距离,而购买最低照度0.02Lux 的摄像机,价格可能比0.1~0.2Lux摄像机最少高一倍左右。

3、要求摄像机的尺寸规格

摄像机标称尺寸日趋小型化,目前市场上的摄像机尺寸规格有1/2"、1/3"、1/4",摄像机尺寸大,接收的光通量大,摄像机尺寸小,接受的光通量少,如红外灯标称的有效距离是1/2"摄像机条件下试验的,如采用1/3"或者1/4"摄像机,有效距离也将受到一定影响。1/3"摄像机光通量只有1/2”摄像机光通量的44%。

4、镜头的尺寸规格与摄像机的尺寸规格

5、摄像机和镜头的功能要求

摄像机有自动电子快门功能,AGC自动增益控制功能,镜头有自动光圈,以适应昼夜照度很大的变化。

6、电源供应

电视监控系统前端设备的电源供应要统一考虑设计。红外灯的电源供应,考虑到红外管的工作电流对供电电压十分敏感,而电缆长度不同对直流电压衰减不同。在多个红外灯距控制室的距离相差较大时,采用DC12V集中供电可能使距控制室近的红外灯供电电压高,距控制室远的红外灯供电电压低。加之电源电压调整上的偏差,可能造成电压过高的红外灯寿命缩短甚至烧坏,电压低的红外灯发射功率不足。因此建议尽可能采用AC22V供电或配一对一的直流稳压电源,这种直流稳压电源有的在电网电压波动在AC100V-245V时输出直流电压都是稳定的,保证红外灯红外辐射功率都是稳定可靠的。

7、防护罩对红外灯的效果也有影响,红外光在传输过程中,通过不同介质,透射率和反射率也不同。不同的视窗玻璃,特别是自动除霜镀膜玻璃,对红外光的衰减也不同。

红外光谱技术及其应用进展

红外光谱技术及其应用进展 苏雄200910835319 集宁师范学院化学系09级化学3班内蒙古乌兰察布市 012000 摘要 波数13000~10cm-1或波长0.75~1000μm之间称为红外区,在此范围内的物质吸收红外辐射后,因分子振动、转动、或晶格等运动产生偶极矩变化,形成可观测的红外光谱。红外光谱技术的发展进程和红外光谱技术分析速度快,分析效率高,分析成本低,测试重现性好等特点。红外光谱技术在制浆造纸工业中木素的定性和结构分析、木素的定量分析、研究纤维素的结晶结构、测定纸浆Kappa 值等,以及在临床医学和药学方面,农业方面,以及食品方面在食品中农药残留检测、环境科学中水环境监测、固体环境监测、气体环境监测,石油工业中对于油品成分,含量等方面的分析有广泛应用。 关键词 红外光谱;特点;应用 引言 分子振动、转动、或晶格等运动产生偶极矩变化,形成可观测的红外光谱。红外光谱广泛应用于分子结构的基础研究和化学组成的分析领域, 对有机化合 物的定性分析具有鲜明的特征性。因此,红外光谱有化合物“指纹”之称,是鉴定有机化合物和结构分析的重要工具。由于其专属性强各种基因吸收带信息多,固可用于固体、液体和气体定性和定量分析[1]。由于用红外光谱作样品分析时基本不需要处理,且不破坏和消耗样品,自身又无环境污染,因而被广泛运用,目前红外光谱广泛已应用于制浆造纸工业、临床医学和药学方面、农业方面、食品方面、环境科学、石油工业等学科领域,并随着技术和研究的深入越来越受到重视。 1、红外光谱法的基本原理 红外吸收光谱是由分子振动能级的跃迁同时伴随转动能级跃迁而产生的,因此,红外光谱的吸收峰是有一定宽度的吸收带。物质吸收红外光应满足两个条件,即辐射应具有刚好能满足物质振动能级跃迁时所需的能量;辐射与物质之间有偶合作用。因此当一定频率的红外光照射分子时如果分子中某个基团的振动频率与其一致,同时分子在振动中伴随有偶极矩变化,这时物质的分子就产生红外吸收。

带电设备红外诊断技术应用导则

中华人民共和国电力行业标准 带电设备红外诊断技术应用导则 DL/T 664—1999 Technical guide for infrared diagnosis of alive equipment 中华人民共和国国家经济贸易委员会1999-08-02批准1999-10-01实施 前言 本标准是根据原电力工业部1995年电力行业标准计划项目(技综[1995]15号文)的安排制定的。本标准项目承担单位为河北省电力局,由省局委托邯郸电业局承办。制定本标准的目的是指导设备管理人员和现场工作人员,应用红外诊断技术对带电设备的表面温度场进行检测和诊断,发现设备的缺陷和异常情况,为设备检修提供依据,为开展设备状态维修创造条件,提高设备运行的可靠率。本标准是在没有国内外类似标准借鉴的情况下,由起草人员经过调查研究,搜集了国内外的应用成果和科研成果,经过分析、综合和试验验证,多次征求专家意见,反复修改而制定的。本标准的实施将对电力行业红外诊断技术的进一步推广及设备检修制度的改革起推动作用。 本标准的附录A、附录B、附录C都是标准的附录。 本标准的附录D、附录E、附录F、附录G、附录H都是提示的附录。 本标准由中国电力企业联合会标准化部提出并归口。 本标准起草单位:邯郸电业局、华北电力科学研究院、国家电力公司热工研究院、福建省电力试验研究所、江西省电力试验研究所、广东省电力试验研究所、内蒙古电力科学研究院。 本标准主要起草人:胡世征、程玉兰、廖福旺、陈洪岗、杨楚明、侯善敬、赵墨林、李世忠、申兴忠、胡洪钧、阎军、陈永义。 本标准由中国电力企业联合会标准化部负责解释。 1 范围 本标准规定了红外诊断对象、诊断方法和设备缺陷的判断依据,对红外检测和诊断技术管理工作提出了要求。本标准适用于电力行业中具有电流、电压致热效应或其他致热效应的设备。电力用户对带电设备进行红外检测和诊断时,可参照本标准执行。 注:只要表面发出的红外辐射不受阻挡,都属于红外诊断技术的有效监测设备,例如:旋转电机、变压器、断路器、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、绝缘子串、组合电器、低压电器及二次回路等。 2 引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 755—87 旋转电机基本技术要求 GB 763—90 交流高压电器在长期工作时的发热

红外热成像技术应用与发展

红外热成像摄象机在智能视频监控中的应用与发展 一、引言 1672年,牛顿使用分光棱镜把太阳光(白光)分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光,证实了太阳光(白光)是由各种颜色的光复合而成。1800年,英国物理学家 F. W. 赫胥尔从热的观点来研究各种色光时,偶然发现放在光带红光外的一支温度计,比其他色光温度的指示数值高。经过反复试验,这个所谓热量最多的高温区,总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布:太阳发出的辐射中除可见光线外,还有一种人眼看不见的“热线”,这种看不见的“热线”位于红色光外侧,叫做红外线。这种红外线,又称红外辐射,是指波长为0.78~1000μm的电磁波。其中波长为0.78 ~1.5μm 的部分称为近红外,波长为1.5 ~10μm的部分称为中红外,波长为10~1000μm的部分称为远红外线。而波长为2.0 ~1000μm的部分,也称为热红外线。 红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射,它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。这种红外线辐射是,基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停地辐射出热红外能量。分子和原子的运动愈剧烈,辐射的能量愈大;反之,辐射的能量愈小。 在自然界中,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的图像。或者可以说,它是人眼不能直接看到目标的表面温度分布,而是变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。运用这一方法,便能实现对目标进行远距离热状态图像成像和测温,并可进行智能分析判断。 众所周知,海湾战争已成为展示高科技武器使用先进技术的平台。在这些新科技中,红外热成像技术就是其中最为闪亮的高科技技术之一。红外热成像技术(Infrared thermal imaging technology)是利用各种探测器来接收物体发出的红外辐射,再进行光电信息处理,最后以数字、信号、图像等方式显示出来,并加以利用的探知、观察和研究各种物体的一门综合性技术。它涉及光学系统设计、器件物理、材料制备、微机械加工、信号处理与显示、封装与组装等一系列专门技术。该技术除主要应用在黑夜或浓厚幕云雾中探测对方的目标,探测伪装

红外隐身原理及其应用技术

课程(论文)题目:红外隐身原理及其应用技术 内容: 1 背景 光电隐身技术可分为可见光隐身、红外隐身和激光隐身三大类。光电隐身起源于可见光隐身,成熟于红外隐身,发展于激光隐身。而现代红外隐身技术经历了探索时期(2 0世纪60年代以前)、技术全面发展时期(20世纪60~70 年代)和应用时期(20世纪80年代至今)。红外隐身技术于20世纪70年代末基本完成了基础研究和先期开发工作,并取得了突破性进展,已由基础理论研究阶段进入实用阶段。从20世纪80年代开始,国外陆海空三军研制的新式武器已经广泛采用了红外隐身技术。 红外隐身技术通过降低或改变目标的红外辐射特征,实现对目标的低可探测性。这可通过改进结构设计和应用红外物理原理来衰减、吸收目标的红外辐射能量,使红外探测设备难以探测到目标。 2 红外隐身原理 概述 从红外物理学可知, 物体红外辐射能量由斯蒂芬-玻耳兹曼定律决定: 式中W——物体的总辐射出射度; σ——玻耳兹曼常数; ε——物体的发射率; T——物体的绝对温度。 温度相同的物体,由于发射率的不同,在红外探测器上会显示出不同的红外图像。鉴于一般军事目标的辐射都强于背景,所以采用低发射率的涂料可显著降低目标的红外辐射能量。另一方面,为降低目标表面的温度,红外伪装涂料在可见光和近红外还具有较低的太阳能吸收率和一定的隔热能力,以使目标表面的温度尽可能接近背景的温度,从而降低目标和背景的辐射对比度,减小目标的被探测概率。 红外侦察系统能探测目标的最大距离R为: 式中J——目标的辐射强度; ——大气透过率; N A——光学系统的数值孔径; ——探测器的探测率; ω——瞬时视场; ——系统带宽; ——信号电平; ——噪声电平。 红外隐身的主要目的是减少公式中第一项的各项取值,也就是说,目标的红外隐身应包括三方面内容,一是改变目标的红外辐射特性,即改变目标表面的发射率;二是降低目标的红外辐射强度,即通常所说的热抑制技术;三是调节红外辐射的传播途径(包括光谱转换技术)。 改变目标红外辐射特性采用的技术 (1) 改变红外辐射波段改变红外辐射波段,一是使目标的红外辐射波段处于红外探测器的响

《带电设备红外诊断技术应用导则》DLT

带电设备红外诊断技术应用导则 参照中华人民共和国 电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》 《华北电网有限公司红外技术管理制度》 1、从事红外检测与诊断工作的人员应具备以下素质: (1)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉红外检测与诊断技术的基本原理,掌握红外检测仪器的工作原理、主要性能、技术指标以及操作方法,并能熟练操作红外检测仪器。 (2)从事红外检测与诊断工作的人员应了解电气设备的性能、结构、运行状况。 (3)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉掌握中华人民共和国电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》和本管理制度,掌握《国家电网公司电力安全工作规程(变电站和发电厂电气部分、电力线路部分)(试行)》和现场试验的有关安全规定。 2、红外检测的范围:只要表面发出的红外辐射不受阻挡都属于红外诊断的有效监测设备。例如:旋转电机、变压器、断路器、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、绝缘子串、组合电器、低压电器及二次回路等。 二、红外检测与诊断的基本要求 (一)对检测设备的要求 1、红外测温仪应操作简单,携带方便,测温精确度高,测量结果的重复性好,不受测量环境中高压电磁场的干扰,仪器应满足现场带电实测对距离的要求,并应能对表面放射率、大气环境参数、测量距离等进行修正以保证测量结果的真实性。 2、红外热电视应操作简单携带方便,有较好的测温精确度,测量结果的重复性好,不受测量环境中高压电磁场的干扰图像清晰,具有图像锁定、记录、输出和简单的分析功能。 3、红外热像仪应图象清晰、稳定,不受测量环境中高压电磁场的干扰,具有较强的图象分析功能,具有较高的热传感分辨率和图象分辨率,空间分辨率应满足实测距离的要求,具有较高的测量精确度和合适的测温范围。 (二)对被检测设备的要求 1、被检测设备应为带电设备。

红外技术的发展现状与发展趋势

红外技术的发展现状与发展趋势 第一部分红外技术的发展及主要应用领域 红外技术的发展 1800年,英国天文学家F.W.赫歇耳利用水银温度计来研究太阳光的能量分布发现了红外辐射,从那时起,人们就致力于研究各种红外探测器以便更好地研究和探测红外辐射。在红外探测器发展中,以下事件具有重要意义: 上世纪70年代,热成像系统和电荷耦合器件被成功地应用。 上世纪末以焦面阵列(FPA)为代表的红外器件被成功地应用。 红外技术的核心是红外探测器。 红外探测器 单元红外探测器:如InSb(锑化铟)、HgCdTe(碲镉汞)、非本征硅,以及热电等探测器。 线列:以60元、120元、180元和256元等,可以拼接到1024元甚至更多元。 4N系列扫描型焦平面阵列:如211所的研制生产的4x288。 凝视型焦平面阵列(IRFPA): 致冷型256x256、320x240、384x288,更大规模的如640x512,1024×1024和1280×720 元阵列也已有了; 非致冷型160×120、320x240已广泛应用于各个行业中,384x288、640x480也已开始应用。 红外探测器按其特点可分为四代: 第一代(1970s-80s):主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像; 第二代(1990s-2000s):是以4x288为代表的扫描型焦平面; 第三代:凝视型焦平面; 第四代:目前正在发展的以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型为主要特点的系统芯片,具有高性能数字信号处理功能,甚至具备单片多波段探测与识别能力。 目前非制冷焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微辐射热计,根据使用的热敏电阻材料的不同可以分为氧化钒探测器和非晶硅探测器两种。 非制冷焦平面阵列探测器的发展,其性能可以满足部分的军事用途和几乎所有的民用领域,真正实现了小型化、低价格和高可靠性,成为红外探测成像领域中极具前途和市场潜力的发展方向。 氧化钒技术由美国的Honeywell公司在九十年代初研发成功,目前其专利授权BAE、L-3/IR、 FLIR-INDIGO、DRS、以及日本NEC、以色列SCD等几家公司生产。非晶硅技术主要由法国的 CEA/LETI/LIR实验室在九十年代末研发成功,目前主要由法国的SOFRADIR和ULIS公司生产。 目前世界上只有美国、法国、日本、以色列四个国家拥有非制冷焦平面探测器产业化生产的能力,其核心技术仅有美国和法国两个国家掌握,日本和以色列则由美国取得技术许可,在其国内生产和有限制地使用。对我国的出口则设置了更多严格的限制,如大家遇到的帧频限制。

红外技术应用及发展前景

红外技术应用及发展前景

目录 一、摘要 (2) 二、红外技术的起源与发展 (3) 三、红外技术的应用 (4) 1、红外热像仪 (4) 2、红外光谱仪 (4) 3、红外传感器 (5) 四、红外技术的发展前景 (5) 1.红外技术的发展及主要应用领域 (5) 2.红外技术产业的主要领域方向 (6) 五、对红外技术课堂的意见及建议 (7)

摘要 红外技术的英文名称是:Infrared Technique。红外技术的内容包含四个主要部分,红外辐射的性质,红外元件、部件的研制、把各种红外元、部件构成系统的光学、电子学和精密机械、红外技术在军事上和国民经济中的应用。 红外技术发展的先导是红外探测器的发展。60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展,促使出现新的探测器件和新的辐射传输方式,推动红外技术向更先进的方向发展。 红外应用产品种类繁多,应用广泛。红外线自1800年被发现以来,人们对她的研究从来没有停止过,目前已经开发出了众多的应用产品,从医疗、检测、航空到军事等领域,几乎处处都能看到红外的身影。本文选择了红外热像、红外通讯、红外光谱仪、红外传感器等几个比较大的产品领域做介绍。红外技术的发展前景十分的广阔,在军用和民用领域都有着极其广阔的应用。按应用领域可分为:安防领域、消防领域、电力领域、企业制程控制领域、医疗领域、建筑领域、遥感领域等。 最后,提出对这门课程的意见及建议。我认为每节课都应有具体的任务,明确的目的和要求,每节课都给学生留有思考的空间。课堂教学的形式是多样的,教学形式是实现教学目的一种手段,是为课堂教学服务的。 关键字:红外辐射外探测器红外线

利用红外线传感器实现接近感应应用

利用红外线传感器实现接近感应应用 在消费电子产品中,接近感应作为一种探测用户身体或手部存在的方法,越来越为人们所接受。该技术也能够用于动作感应,如检测用户手势。用户手势作为一种输入,可以应用于许多设备,如手机、计算机和其他家用电子产品。 要理解动作感应系统设计的理论基础,需要了解红外线(IR)与可见光的差异,探讨接近和动作感应系统如何在单一LED 下运行,以及动作感应在使用多个LED 进行多接近测量时如何工作。当我们谈及“光”时,通常指的是来自太阳或灯具的可见光,然而,可见光仅占光谱范围中的一小部分。我们把可见光定义为人眼可以识别的所有光线,通常人眼可以识别的光线波长为380-750nm。那么,人眼无法识别的非可见光(如波长为850 nm 光)又如何呢? IR 辐射光的波长为750nm-1000μm,IR 光与可见光有着相同的特性,例如反射率,而且它可以通过特殊灯泡或发光二极管生成。因为人眼无法看到IR 光,所以我们可以用它来完成一些特殊的人机界面任务,例如接近检测,而无需用户与系统进行任何直接接触。 IR 接近传感系统能够检测附近物体的存在,并根据检测结果做出反应。IR 接近检测的应用无处不在。例如,手机可以使用接近传感技术检测通话时手机是否接近面部。当你把手机靠近耳边时,手机将检测到头的存在,从而自动关闭屏幕以节省电能。其他接近感应系统的例子包括皂液器和饮水机,你可以把手放在传感器附近(通常在皂液管或水龙头附近),以“非接触”而又卫生的方式获取皂液或水。在高端汽车上,外部防碰撞系统也使用接近检测,当汽车与其他汽车或者物体太靠近时,接近检测会提醒司机注意。有些车辆还可以使用车内接近感应系统检测乘客的存在,从而调整安全装置(如安全气囊)。接近检测通过专门设计的IR LED 实现。与IR LED 相对应的是光电二极管,它一般用来检测LED 发出的IR 光。当IR LED 和光电二极管同方向放置时,光电二极管将不会检测到任何IR 光,除非有物体在 LED 的前面,将光反射回光电二极管。反射回光电二极管的光强与物体到光电二极管的距离逆向相关。 图 1:一维空间动作检测 单一 LED 和光电二极管相结合可以检测一些动作,例如可以检测物体是否靠近或远离光电二极管,这仅仅是一维空间检测。假设一个系统,其布局,单一LED 系统仅使用LED1 与IR 传感器。图2 是三个手势动作过程中Silicon Labs Si1120 传感器感应IR LED 后的输出值,其中Y 轴是反射的 IR 光强,X 轴是时间。三个手势包括沿图1 X 轴从左到右的滑动,沿Y 轴从底部到顶部的滑动,以及沿Z 轴由远及近,然后由近及远的往复动作。图2 表明,单一LED 系统不能区分这些手势,使用单一 LED,系统只能检测到物体正在接近或远离传感器,而不能判别其方向。 图 2:单一LED 系统性能分析二维空间检测由位于不同位置的两个LED 和单个光电二极管组成。从LED1 得到一个测量值,然后快速从LED2 获得另一个测量值,两个测量值被用于计算二维空间上的物体位置。其中一维空间是接近 LED1(左)或接近LED2(右),而另一维空间是接近或远离光电二极管。图3 是与图2 相同的三个手势,其中白线代表从LED1 中读出的数据,红线代表从LED2 读出的数据。从左到右滑动过程中,白线上升,然后是红线。当手从左到右滑动时,LED1 反射IR 光到传感器,然后是LED2。 图 3:二维空间中手势性能分析三维空间动作检测由三个LED 和单个光电二极管组成。LED3 与LED1、LED2 不在同一直线上,,可以把LED1 和LED2 之间的连线看作X 轴,LED1 和LED3 之间的连线看作Y 轴,从光电二极管和LED 到被测物体之间的连线看作Z 轴。图4 显示了与图2 和图3 相同的测量过程,其中蓝线代表LED3 的测量数据。当手从左向右滑动

电气设备状态检修中红外检测技术的应用研究

电气设备状态检修中红外检测技术的应用研究 摘要:本文首先对红外检测技术的基本原理进行简单介绍,了解红外检测技术 的基本情况,重点研究红外诊断方法和影响诊断准确性的因素及对策,在此基础 上深入研究红外检测技术在电气设备状态检修中的应用,希望通过本文的研究能 够对红外检测技术的原理、应用方法以及影响因素形成全面的认识,同时也为后 期更好的应用红外检测技术对电气设备进行状态检修提供参考。 关键词:电气设备;状态检修;红外检测技术 1引言 在电气设备的使用过程中,合理的状态检测是保障电气设备正常使用的重要 手段。红外检测技术就是对电气设备进行状态检测的重要方法,能够实现在不接触、远距离情况下的状态检测,检测过程安全快速,结果相对可靠。但是在红外 诊断费方法的使用过程中也存在诸多因素对其准确性造成影响。因此在现阶段加 强对于电气设备状态检修中红外检测技术的应用研究具有重要的现实意义,能够 更加全面的掌握关于红外检测技术的原理方法,针对影响诊断准确性的因素进行 有效的控制,从而更好的发挥红外检测技术在电气设备状态检修中的作用,更好 的保障电气设备的正常运行。 2红外检测技术的基本原理 在电气设备使用过程中,往往会出现各种不同类型的故障,虽然发展形式比 较复杂,但是基本都会以设备热状态的异常为主要表现形式。红外检测技术最根 本的原理就是对电气设备的辐射信号进行探测,得到相应的热像特征图谱,然后 利用分析软件对得到的图谱进行专业的分析,通过与设备正常运行时的图谱进行 对比分析,判断设备的运行状态,进而分析可能存在故障的位置及其类型。 不同的物体之间存在宏观或者微观的热量传递,主要有传导、辐射和对流三 种形式,往往是三种形式同时进行。当电气设备出现故障时,也会出现不同类型 的发热以及热量传递,比如接触电阻发热、介质发热、涡流发热等。设备故障引 起的发热还会对设备的内部介质性能以及外部的表面性能造成破坏,甚至会影响 到整体的热平衡,而热量也会以各种形式传递到表面,使得表面的温度发生明显 的变化。利用红外检测技术能够检测到表面红外辐射信息的情况,进而得到设备 在不同状况、不同故障下的温度情况,结合设备结构等就能分析判断电气设备具 体的故障类型以及严重程度。 3红外诊断方法和影响诊断准确性的因素及对策 3.1红外诊断方法 红外检测诊断会遇到复杂的故障状况,针对不同的情况需要选择合适的方法 进行分析。目前常用的红外诊断方法主要包括以下几种:设备表面温度分析法是 对设备的表面发热情况进行分析,测得表面温度后结合设备温度及温升极限的相 关标准分析具体的故障,这种方法适用于电流致热和电磁效应造成的设备故障; 横纵向比较法是对同组、同相以及相同类型的设备之间的温度进行对比,对比的 数据包括某些部位的温升、温度值等,具体数值的选择要参照设备发热的具体情况;一些电压致热※的电气设备,其温度升高变化比较小,利用上述方法分析效 果不明显,可以利用热像图进行分析,对比设备在正常状态和故障状态下的热像 图的差异来分析设备的故障,需要注意的是在使用热像图分析法进行红外检测时 要使三相设备同时充满成像视场,这样能够有效避免其他因素的干扰,提升检测 准确性;除此之外还有相对温差判断法、历史数据分析判断法和连续分析判断法。

红外成像技术的发展及应用

红外成像技术的发展及应用 热成像仪是从对红外线敏感的光敏元件上发展而来,但是光敏元件只能判断有没有红外线,无法呈现出图像。在第二次世界大战中交战各国对热成像仪的军事用途表现出了兴趣,对其进行了零星的研究和小规模应用,1943年美国就与RNO合作生产了一款代号M12的机型,其功能和外观已经能看出热成像仪的雏形,这应该算是最找的一款热成像仪,算是热成像仪的鼻祖。 1952年,一款非常重要的材料研-锑化铟被开发出来,这种新的半导体材料促进了红外线热成像仪的进一步发展。不久之后,德州仪器和RNO公司联合开发出了具有实用价值的前视红外线(Forward looking infrared)热成像仪。这一系统采用的是单原件感光,利用机械装置控制镜片转动,将光线反射到感光元件上。 随着碲镉汞材料制造工艺的成熟,在军事领域大规模采用热成像仪成为了可能。60年代之后出现了由60或更多的感光元件组成的线性整列,美国的RNO公司将热成像仪的应用拓展至民用领域发展。然而由于最初采用的是非制冷感光元件,制冷部件加上机械扫描机构使得整个系统非常庞大。 等到CCD技术成熟之后,焦平面阵列式热成像仪取代了机械扫描式热成像仪。至80年代半导体制冷技术取代了液氮、压缩机制冷之后开始出现了便携、手持的热成像仪。90年代之后,RNO公司又开发

出了基于非晶硅的非制冷红外焦平面阵列,进一步降低了热成像仪的生产成本。 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2~1000微米的部分称为热红外线。 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)是自然界中存在最为广泛的辐射,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。 全球红外热像仪市场发展具有广阔的前景并呈现良好的发展趋势。红外热像仪是一种用来探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、电信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像

红外遥感技术及其应用

热红外遥感技术及其应用 红外遥感是指传感器工作波段限于红外波段范围之内的遥感。探测波段一般在0.76——1000微米之间,是应用红外遥感器探测远距离外的植被等地物所反射或辐射红外特性差异的信息,以确定地面物体性质、状态和变化规律的遥感技术。因为红外遥感在电磁波谱红外谱段进行,主要感受地面物体反射或自身辐射的红外线,有时可不受黑夜限制。又由于红外线波长较长,大气中穿透力强,红外摄影时不受烟雾影响,透过很厚的大气层仍能拍摄到地面清晰的像片。用于红外遥感的传感器有黑白红外摄影、彩色红外摄影、红外扫描仪和红外辐射计。 红外遥感技术(thermal infrared remote sensing)利用电磁波谱中8~14μm热红外波段本身和在大气中传输的物理特性的遥感技术统称。所有的物质,只要其温度超过绝对零度,就会不断发射红外能量。常温的地表物体发射的红外能量主要在大于3μm的中远红外区,是热辐射。它不仅与物质的表面状态有关,而且是物质内部组成和温度的函数。在大气传输过程中,它能通过3-5μm和 8-14μm两个窗口。热红外遥感就是利用星载或机载传感器收集、记录地物的这种热红外信息,并利用这种热红外信息来识别地物和反演地表参数如温度、湿度和热惯量等。 红外遥感探测的应用 随着科学技术的进步,光谱信息成像化,雷达成像多极化,光学探测多向化,地学分析智能化,环境研究动态化以及资源研究定量化,大大提高了遥感技术的实时性和运行性,使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展,例如在水质监测、裸土湿度、遥感考古、赤潮遥感监等等,这些技术的发展极大地促进了生产生活的进步,。下面将简略介绍这几项技术。 1 遥感技术在水质监测中的应用 1.1 水体遥感监测原理利用遥感技术进行水环境质量监测的主要机理是被污染水体具有独特的有别于清洁水体的光谱特征,这些光谱特征体现在其对特定波长的光的吸收或反射,而且这些光谱特征能够为遥感器所捕获并在遥感图像中体

国内红外热像仪市场现状和前景

全球红外热像仪市场发展前景与趋势 红外热像仪是一种用来探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、电信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的高科技产品。 红外热像仪具有很高的军事应用价值和民用价值。在军事上,红外热像仪可应用于军事夜视侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域;在民用方面,红外热像仪可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程监控、自动测试、减灾防灾等诸多方面。 一、红外热像仪行业发展概况 红外热像仪行业是一个发展前景非常广阔的新兴高科技产业,红外热像仪广泛应用于军民两个领域。在现代战争条件下,红外热像仪已在卫星、导弹、飞机等军事武器上获得了广泛的应用;同时,随着非制冷红外热成像技术的发展,尤其是随着产业化过程中生产成本的大幅度降低,红外热像仪已在电力、消防、工业、医疗、安防等国民经济的各个部门得到了非常广泛的应用。近几年来,红外热像仪行业的发展呈现出以下特点: (1)国际红外热像仪行业正迎来一个快速发展期 红外热像仪行业的发展始于美国,最开始应用于军事领域,随着非制冷红外技术的发展,红外热像仪行业在民用领域得到了广泛的应用,而且正展现出更为广阔的市场需求。根据美国Maxtech International2005年发布的红外市场报告,2004年全球民用红外热像仪及系统产量约为5万台;而2006年,仅FILR公司就取得了汽车行业中的宝马公司为其新款7 系列轿车配备红外热像仪的订单,并获得了美国政府35万台的出口许可申请。随着红外热像仪在消防、电力、建筑等行业应用的推广,国际民用红外热像仪行业将迎来市场需求的快速增长期。 2006年,全球民用红外热像仪的销售额为16.3亿美元,同比增长17.35%,呈现出较快的增长态势,红外热像仪销售额的快速增长主要来源于新应用领域的不断扩大。 (2)中国红外热像仪行业的发展空间巨大 随着中国经济、社会的快速发展,中国红外热像仪行业具有巨大的发展空间。 ①军队现代化建设需要大量的红外热像仪 在发达国家,红外热像仪已配置在陆军、空军、海军等各个军种中,海湾战争中平均每个美国士兵配备1.7具红外热像仪。与发达国家相比,目前我国军队中红外热像仪应用的相对较少,按照我国政府发布的《2006年中国的国防》白皮书,我国军队的人员数量为230万人,如果未来我军10%的部队装备红外热像仪,则我国军用红外热像仪市场容量就可达到23万套,以每套10万元(目前大部份军用红外热像仪实际售价远超过10万元)来计算,其市场远景需求量可达230亿元。 ②从长期来看,民用领域的潜在市场需求很大 红外热像仪广泛应用于消防、电力、建筑、安防等民用领域,我国红外热像仪在这些行业的应用还处于起步阶段,发展空间巨大。 消防领域是世界上发达国家红外热像仪最大的民用市场,由于红外成像的透烟雾及测温特性,因此,红外热像仪可应用于消防的火场救生和检测设备。据统计,目前全球有大约500万消防人员,如果每辆消防车辆配备一台热像仪,市场总量将达到200,000台。我国消

红外光谱分析技术及其应用

红外光谱分析技术及其应用(作者: _________ 单位:___________ 邮编: ___________ ) 作者:范雪芳徐淼侯晓涛王帅李洪宇张丽华 【摘要】红外光谱(IR)分析技术是一门发展迅猛的高新技术,与传统分析技术相比,红外光谱分析技术具有分析速度快,样品用量少,无破坏无污染等特点。红外光谱测定的是物质中分子的吸收光谱,不同的物质会有其特征指纹的特性,利用红外指纹图谱技术对中成药进行质量鉴定与分析,借助计算机和模式识别等技术,以综合的、宏观的、非线性的分析理念和质量控制模式来评价中药的真伪优劣 【关键词】红外光谱;红外指纹图谱技术 【Abstract ] Infrared spectrum (IR) is a fast developing newly tech no logy. Comparedwith traditi onal an alysis tech no logy, IR possesses characters of fast analysis, little sample, no breach and no pollution. IR measures the absorption spectrum of molecule, and different substances have different fingerprint patter ns. Thus, IR tech no logy can be applied to detect and an alyze the quality of traditi onal Chin ese drug. Using the computer, pattern recognition and so on, we can estimate if

近红外光谱分析的应用及前景

摘要现代近红外光谱(NIR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术, 越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析“巨人”,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。近红外光谱是一种快速、无损、可实现多组分同时测定的分析技术。本文简要介绍了近红外光谱的发展、测量原理、技术特点,并对近年来近红外光谱技术在各个领域的应用及前景进行了总结。随着近红外光谱技术的不断成熟,除了应用范围将不断拓宽之外,相信对于目前较为空白的应用机理的研究也将越来越深人、细致及严谨。 关键词近红外光谱分析技术原理应用发展前景 1 前言 电磁波按波长递增的分为(图例)近红外光谱是指波长在780~2526nm范围内的电磁波,是人们最早发现的非可见光区域。近红外光谱技术(NIR)是近年来发展较为迅速的一种高新分析测试技术,是光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测量技术的有机结合。但是由于近红外光谱区吸收峰的特征性差,灵敏度低,受当时的技术水平限制,近红外光谱技术“沉睡” 了近一个半世纪。20世纪80年代,随着计算机技术、仪器硬件的迅速发展,以及化学计量学方法在解决光谱信息提取和消除背景干扰方面取得的良好效果,近红外光谱技术飞速发展,成为近十年来发展最为迅速的高新分析技术之一,在众多领域都有广泛应用,其分析应用领域也不断拓宽。越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析的“巨人”[1]. 今天我们主要讲近红外光谱的原理,应用,优缺点和发展前景。 2 近红外光谱分析基本原理及应用近红外光谱仪的基本工作原理: 波长在700nm – 2,500nm (4,000–14,300cm-1) 的光谱为近红外光谱。它是一种既快速(十到二十秒钟) 又简便(不需作样品前处理) 的测试手段, 这种方法的特点是对样品作一步式 组份(需测的浓度大于0.01%) 分析而不需破坏样品。如果产品颜色是质量指标之一、您可选400nm-1,100nm 的图谱数据作鉴定。近红外光谱仪适用于对含有C-H, N-H, O-H 和 S-H 化学键的化合物作组份分析。在700 – 2,500 nm 的近红外波长范围内, 含有上述化合键的物质(药品、烟草、食品、农作物、聚合物、石油化工产品等) 会产生吸收。一些物质除在1,450 nm 到2,050 nm 之间产生第一谐波外,往往还会分别在1,050 nm - 1,700nm 和700 nm - 1,050 nm 谱带内产生第二及第三谐波。这些谐波的组合构成了被测物质在近红外光谱带内的特征吸收谱图-指纹图。相同的近红外谱图(样品的指纹图) 一定是从相同的物质得到。这也是应用近红外光谱仪作质量管理的主导基础原理。有机物在近红外光谱带内的吸收强度比在中红外(如FT-IR) 的吸收强度弱10 到1,000 倍。由于这特殊的弱吸收优点, 近红外射线能很容易地穿透未经研片与稀释等需作预处理的非透明样品,实现透射吸收;而另一部分反射光谱也可很容易地被检测。但是如何利用近红外图谱来对原材料或产品进行质量监控呢? 答案是利用统计学理论建立被测样品的数据库或校正曲线,而统计学

红外成像技术在军事上的应用

红外成像技术的发展及应用 阅读人数:13人页数:7页yangfamingsg 红外成像技术的发展及应用 热成像仪是从对红外线敏感的光敏元件上发展而来,但是光敏元件只能判断有没有红外线,无法呈现出图像。在第二次世界大战中交战各国对热成像仪的军事用途表现出了兴趣,对其进行了零星的研究和小规模应用,1943年美国就与RNO合作生产了一款代号M12的机型,其功能和外观已经能看出热成像仪的雏形,这应该算是最找的一款热成像仪,算是热成像仪的鼻祖。 1952年,一款非常重要的材料研-锑化铟被开发出来,这种新的半导体材料促进了红外线热成像仪的进一步发展。不久之后,德州仪器和RNO公司联合开发出了具有实用价值的前视红外线(Forward looking infrared)热成像仪。这一系统采用的是单原件感光,利用机械装置控制镜片转动,将光线反射到感光元件上。 随着碲镉汞材料制造工艺的成熟,在军事领域大规模采用热成像仪成为了可能。60年代之后出现了由60或更多的感光元件组成的线性整列,美国的RNO公司将热成像仪的应用拓展至民用领域发展。然而由于最初采用的是非制冷感光元件,制冷部件加上机械扫描机构使得整个系统非常庞大。 等到CCD技术成熟之后,焦平面阵列式热成像仪取代了机械扫描式热成像仪。至80年代半导体制冷技术取代了液氮、压缩机制冷之后开始出现了便携、手持的热成像仪。90年代之后,RNO公司又开发 1/7 出了基于非晶硅的非制冷红外焦平面阵列,进一步降低了热成像仪的生产成本。 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2~1000微米的部分称为热红外线。 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)是自然界中存在最为广泛的辐射,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。 全球红外热像仪市场发展具有广阔的前景并呈现良好的发展趋势。红外热像仪是一种用来探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、电信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像 2/7 的高科技产品。红外热像仪具有很高的军事应用价值和民用价值。 在军事上,红外热像仪可应用于军事夜视侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域;在民用方面,红外热像仪可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程监控、自动测试、减灾防灾等诸多方面。红外热像仪行业是一个发展前景非常广阔的新兴高科技产业,红外热像仪广泛应用于军民两个领域。在现代战争条件下,红外热像仪已在卫星、导弹、飞机等军事武器上获得了广泛的应用;同时,随着

红外与微光技术

红外与微光技术 1.红外技术的简介 红外技术是研究红外辐射的产生、传播、转化、测量及其应用的技术科学。通常人们将其划分为近、点击此处添加图片说明中、远红外三部分。近红外指波长为0.75~3.0微米;中红外指波长为3.0~20微米;远红外则指波长为20~1000微米。在光谱学中,波段的划分方法尚不统一,也有人将0.75~3.0微米、3.0~40微米和40~1000微米作为近红外、中红外和远红外波段。另外,由于大气对红外辐射的吸收,只留下三个重要的"窗口"区,即1~3微米、3~5微米和8~13微米可让红外辐射通过,因而在军事应用上,又分别将这三个波段称为近红外、中红外和远红外。 红外应用产品种类繁多,应用广泛。红外线自1800年被发现以来,人们对她的研究从来没有停止过,目前已经开发出了众多的应用产品,从医疗、检测、航空到军事等领域,几乎处处都能看到红外的身影。本文选择了红外热像、红外通讯、红外光谱仪、红外传感器等几个比较大的产品领域做介绍。红外技术的发展前景十分的广阔,在军用和民用领域都有着极其广阔的应用。按应用领域可分为:安防领域、消防领域、电力领域、企业制程控制领域、医疗领域、建筑领域、遥感领域等。 2.红外技术的基本原理 红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波,具有与无线电波及可见光一样的本质,波长在770纳米至1毫米之间,在光谱上位于红色光外侧。红外线可分为:近红外线(700~2000nm)、中红外线(3000~5000nm)、远红外线(8000~14000nm)。所有高于绝对零度(-273.15℃)的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。 红外线穿透云雾能力比可见光强,利用红外线可以观测低空水蒸气含量进行天气预报;晴天可利用红外线观测大气CO⒉含量,估计温室效应,亦可观测大气污染的情况。

国内电力红外诊断技术应用实例

国内电力红外诊断技术应用实例 红外诊断技术在我国电力系统中的应用已取得显著实效,1997年华北电力集团公司制订了《电气设备红外检测诊断制度及方法》,电力行业标准《带电设备红外诊断技术应用导则》也将问世,整个电力系统从科研试验到发电、输电和供电部门,都采用了低、中、高各档次的红外检测手段,进行了大量成功的现场检测及诊断,为我国电力生产的安全经济发挥了独特的作用。 我国各个地区和部门先后应用红外测温仪、红外热电视和红外热像仪,检出大量故障、缺陷, 本节列举红外诊断技术应用一百例,以作借鉴。 红外测温仪应用20例如下,所列应用实例分布在58个发电厂和变电站,检测诊断出故障、缺 陷共180处。 ·110kV变压器出口穿墙套管接头过热的准确诊断 某110kV变压器出口穿墙套管A与B两相温度正常为27℃,而C相温度高达170℃,对此隐患及时消除,确保了变压器的安全运行。低压接触器过热诊断某变压器冷却用低压接触器过热达91℃,经及时处理,避免了变压器可能发生故障而引起系统解体的严重后果。 ·母线隔离开关过热诊断 河北省某列车电站在某天用红外测温仪查出母线隔离开关过热达200℃以上,紧急消缺,避免 了一次随时可能突发和恶性停电事故。 ·少油断路器异常发热诊断 北京某热电厂一台少油断路器异常发热,经多次处理主触头均未奏效,经用红外测温仪进行人工扫描式检测,准确定位热故障在辅助触头,从而顺利排除事故隐患。 ·隔离开关刀闸嘴高温过热诊断 华北电网某电厂380V厂用电设备采用红外测温仪普测,环境温度14℃,检出个#0变压器的隔离开关A相刀闸嘴温度高达209℃,B相和C相分别为102℃和97℃,而同回路的 另一台隔离开关的相应部位温度仅为43、51℃和42℃,在相同负荷下、相同型号的设备,而发热相差甚远,采用同类型比较法说明前述设备三相均有缺陷,只是其A相更严重。目测可见,该过热刀闸嘴已呈黑色,人站在绝缘垫上已无法用手触摸,当即决定停电处理,保证了机组的安全运行。 ·发电机电刷过热诊断 华北某电厂用红外测温仪监测发电机电刷架及引线温度,发现其中一个电刷为102℃,其它仅为45~51 ℃。经调整电刷弹簧压力,清扫滑环,经跳运行后复测,各电刷温度已均匀为45℃左右。 ·电动机轴承过热诊断华北某热电厂用红外测温仪监测电动机轴承。某台送风机电动机的轴承曾发生过严重损坏事故。在国庆节期间,红外检出该轴承温度高出正常值10K,采取跟踪监测,结果未见其温度有突变现象,但呈有规律的变化,故决定连续监测,坚持运行到国庆节之后停机检查,解体 后发现轴承法兰有磨损,但损坏并不严重。

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