红外热像技术基础知识介绍
《红外热像检测基本知识》课件
物体接收的入射辐射
➢ 吸收—物体获得并保存来自外界的辐射 ➢ 反射—物体弹回来自外界的辐射 ➢ 透射—来自外界的辐射经过物体穿透出去
入射辐射对物体的作用
谢谢!
冰块红外热像图
红外线传播
➢ 红外线在大气中穿透比较好的波段，称为大气窗口
➢ 短波窗口 1--5μm之间
➢ 长波窗口 8--14μm之间
可见光 短波窗口
长波窗口
目录
一、红外线的定义和特性 二、物体的热辐射 三、红外发射率的概念 四、红外发射率简单测试方法
热辐射的传导
➢ 辐射是从物质内部发射出来的能量
红外热像检测基本知识 ———红外检测技术
目标
一、了解红外线基本概念 二、了解红外发射率概念 三、熟悉红外发射率简单测试方法
目录
一、红外线的定义和特性 二、物体的热辐射 三、红外发射率的概念 四、红外发射率简单测试方法
什么是红外线？
波长范围 （0.75µm1000µm）
红外线特性
➢ 高于绝对零度（-273.16℃）的物体都会发出红外线
目录
一、红外线的定义和特性 二、物体的热辐射 三、红外发射率的概念 四、红外发射率简单测试方法
红外发射率简单测试方法
1、设置黑胶带的发射率（0.95） 2、测量胶带温度（用点温或区域平均温），记下所测温度 3、再将点或区域移动到样品上，改变发射率，直到温度与 刚才所记的温度相同，记下此时发射率既是
物体发出的红外辐射
➢ 自身的红外辐射是各个方向的
红外辐射对物体的作用
实际物体的红外辐射
红外热成像仪的介绍及工作原理
1.红外热成像技术红外成像技术作为一门新技术，在电力设备运行状态检测中有着无比的优越性。
红外成像是以设备的热状态分布为依据对设备运行状态良好与否进行诊断，它具有不停运、不接触、远距离、快速、直观地对设备的热状态进行成像。
由于设备的热像图是设备运行状态下热状态及其温度分布的真实描写，而电力设备在运行状态下的热分布正常与否是判断设备状态良好与否的一个重要特征。
因此采用红外成像技术可以通过对设备热像图的分析来诊断设备的状态及其隐患缺陷。
2.什么是红外热像图一般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。
3.红外热像仪的原理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，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
红外热像仪的非接触式测温方式，能够在不影响轧辊工作的同时测量其实时温度，并随时采取降温措施。
红外热像仪的原理4.红外热成像的特点自然界所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都会发出红外线，红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。
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微米的红外线却是透明的。
因此，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。
我们利用这两个窗口，可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到前方的情况。
5.在线式红外热像仪采用红外热成像技术，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，我们称为红外热像仪。
红外热像仪学习总结讲解
红外热像仪学习讲解红外热像仪（Infrared Thermography Camera），简称IRT，是一种能够通过红外辐射对物体进行测温的仪器。
它能够将红外辐射转化为可见光图像，从而实现对物体温度分布的观测和分析。
红外热像仪的应用非常广泛，在建筑、电力、医疗等领域发挥着重要作用。
本文将对红外热像仪的原理、应用以及使用方法进行讲解，并根据个人学习经验相关注意事项。
红外热像仪原理红外热像仪利用物体产生的红外辐射来测量物体的表面温度，从而形成热图像。
其核心原理是基于物体的热辐射特性，在物体的温度不同区域，会产生不同的红外辐射强度。
红外热像仪通过感应物体发出的红外辐射，并将其转换成可见光图像，通过颜色的变化直观地反映物体的温度分布。
红外热像仪使用了红外焦平面阵列（Infrared Focal Plane Array）作为传感器，在接收红外辐射的同时，能够实现对不同波长红外辐射的感应，并将其转化为电信号进行处理。
最终，将处理后的信号转换成可见光图像，供用户观察和分析。
红外热像仪的应用1. 建筑领域在建筑领域，红外热像仪被广泛应用于建筑热工学的研究和冷热损失的检测。
通过对建筑表面温度的测量，可以快速发现隐蔽的热漏点和热桥等问题，从而提高建筑的能源利用效率。
2. 电力行业在电力行业，红外热像仪可以用于电力设备的检测和维护。
通过对电力设备的红外热图像进行分析，可以及时发现设备的过热、短路等问题，从而预防事故的发生，提高电力设备的运行安全性。
3. 医疗领域在医疗领域，红外热像仪可用于体温控制、疾病筛查和诊断等方面。
通过对人体表面温度的测量，可以快速筛查出潜在的感染疾病，并加以进一步诊断和治疗。
4. 工业制造红外热像仪在工业制造中的应用十分广泛。
它可以用于发现设备的异常热点，及时采取措施防止设备损坏或生产事故的发生。
此外，红外热像仪还可以用于产品质量的控制，通过检测产品的热信号，发现可能存在的质量问题，从而提高产品的质量和可靠性。
红外热成像技术的基础知识
红外热成像技术的基础知识一、红外热成像技术的定义红外热像技术是一门获取和分析来自非接触热成像装置的热信息的科学技术。
就像照相技术意味着“可见光写入”一样，热成像技术意味着“热量写入”。
热成像技术生成的图片被称作“温度记录图”或“热图”。
二、红外热像图和可见光图比较红外热图像可见光图像三、红外热成像测量的优势1.非接触遥感检测，红外热像仪不同于红外测温仪，不用接触被测物，可以安全直观的找到发热点。
2.一张二维画面可以体现被测范围所有点的温度情况，具有直观性。
还可以比较处于同一区域的物体的温度，查看两点间的温差等。
3.实时快速扫描静止或者移动目标，可以实时传输到电脑进行分析监控。
四、红外线的发现1800年英国的天文学家Mr.William Herschel 用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。
他发现，当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。
反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。
红外线普遍存于自然界中，任何温度高于绝对零度（-273.16℃）的物体都会发出红外线，比如冰块。
五、电磁波谱我们通常把波长大于红色光线波长0.75µm ，小于1000µm的这一段电磁波称作“红外线”，也常称作“红外辐射” 。
红外线按照波长不同可以分为：近红外0.75 – 3 µm；中红外3 – 6 µm；远红外6 – 15 µm；极远红外15 – 1000 µm。
六、红外辐射的大气穿透红外线在大气中穿透比较好的波段，通常称为“大气窗口”。
红外热成像检测技术，就是利用了所谓的“大气窗口”。
短波窗口在1--5μm之间，而长波窗口则是在8--14μm之间。
一般红外线热像仪使用的波段为:短波(3µm -- 5µm); 长波( 8µm --14µm) 。
红外热成像基础知识
我们已经看到不同物体有不同的辐射性能。虽然理想的黑体辐射源实际很少存在，但 物体的辐射特性通常还是相对于黑体（一个完全辐射体）来描述的。黑体的辐射能量表示 为 Wbb，同温度的“普通”物体的辐射能表示为 Wobj，用两者的比值描述物体的辐射系数 。 Wobj = W bb 它介于 0—1 之间。物体的辐射性能越好，其 越高。一个物体对所有的波长都有同一 的辐射系数 ，则称该物体为灰体。 因而，对灰体来说，Stefan-Bolzmann’s law 形式如下： W = T4 W/m2 这说明灰体辐射的总能量相对于黑体辐射的总能量以辐射系数 为比例而减小。对比下图 两曲线：
_____________________________________________________________________ -18611194295//861052459970 V1.0
本资料为 FLIR 公司红外热成像基础知识培训资料，如果转载请注明“转载资料来源于 flir 公司”
32º
3
3
2
22º
21º
2
手的温度约为 32ºC ，桌面温度为 21ºC。如果我们对桌面近距离观察，可以发现一些 来自手上的反射。这些反射看上去要比桌子的其他部位的温度略为高些。当然，热像仪不 仅接受目标的直接辐射，还接受别的目标在被热像仪记录之前反射的辐射。 因为热像仪离目标有一定的距离，目标辐射到达热像仪前要通过空气，所以目标辐射 会受到一定程度的影响。 最后辐射到达热像仪。热像仪有物镜，它使热辐射聚焦到热辐射感受器上。此感受器 称为红外探测器。
_____________________________________________________________________ -18611194295//861052459970 V1.0
无损检测技术中的红外热像技术
无损检测技术中的红外热像技术随着现代工业的发展，各种机械设备和工艺管道的设备不断增多，同时也面临着各种可能的故障和损坏。
在实际生产中，如何及时找到并解决这些问题，保障设备安全、降低生产成本，成为了企业的重要课题。
而红外热像技术作为现代无损检测技术中一种重要手段，已经在工业领域得到广泛应用，并取得了不错的效果。
本文将简单介绍无损检测技术中的红外热像技术及其应用。
一、红外热像技术基本原理红外热像技术基于物体温度与其表面电磁辐射的关系，利用专用的红外热像仪器探测被测物体表面的热辐射，并将其转换为图像。
这些图像中显示的热分布，可以给我们提供有关物体表面温度、温度变化以及温度分布的信息，帮助我们识别问题和异常，并及时采取措施加以修复 or 维修。
二、无损检测技术中的红外热像技术应用1. 电力设备维护电力设备是目前红外热像技术应用较为广泛的领域之一。
电力行业中，各类设备运行时间长，容易受到外部环境和周围设备的干扰而产生故障。
采用红外热像技术对于此类设备进行检查，则可以更加准确、及时地发现电气元器件或接线等部件的异常情况，有效避免了突然故障，降低了安全风险。
2. 建筑结构检测红外热像技术也广泛应用于建筑行业的结构检测中。
它可以检测出隐蔽的、无法直接观察的问题，如墙壁水分渗透、屋顶绝缘材料损坏、建筑物恶劣的气候条件下的变形、渗水或修缮等问题。
利用红外热像技术，可以更快、更有效地检查建筑结构异常，且使用简便、操作简单，受到了行业的广泛认可。
3. 机械监测机械行业的各种设备需要长期运行，但在实际运作过程中也面临故障的风险。
红外热像技术可以通过观察设备工作时产生的热辐射，检测机械设备中可能出现的缺陷或异常。
在检测中，工作人员无需接触机械设备，就能够从安全的距离观察到设备问题，从而缩短了维修时间、节约了检测成本。
4. 石油、化工监测作为重要能源行业，石油、化工行业的设备要求更为安全、稳定。
但是，由于化工物质对于设备的腐蚀和损伤可能会出现隐蔽或隐藏的问题，导致设备故障。
一、红外热像技术原理
红外热成像技术在采矿设备维护中的应用红外热成像技术在采矿设备维护中的应用发热常常是设备损坏或功能故障的早期征兆，这使它成为在预测性维护 (PDM) 计划中所监视的一个关键性能参数。
进行红外热像预测性维护的技术人员定期对关键设备的温度进行检查，从而可以随时间跟踪设备的运行状况，并快速发现异常读数以便进一步检查。
通过监视设备性能并在需要时安排维护，可降低因设备故障而发生的非计划性停产的可能性，减少维护费用和设备维修的成本，延长设备资产的寿命，并最大限度地提高维护效果和生产能力。
一、红外热像技术原理1800年英国的天文学家William Herschel 用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。
他发现，当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。
反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。
自然界任何物体，只要温度高于绝对零度(-273.15 C ˚)，就会以电磁辐射的形式在非常宽的波长范围内发射能量，产生电磁波(辐射能)。
红外线在大气中穿透比较好的波段，通常称为 “大气窗口”。
红外热成像检测技术，就是利用了所谓的“大气窗口”。
短波窗口在1~5μm 之间，而长波窗口则是在8~14μm 之间。
近红外近红外 中红外中红外中红外 远红外远红外远红外透射率 波长普朗克定律从普朗克定律可以得知，物体的温度越高，其辐射得峰值能量就越偏向短波方向，故红外热像仪，特别是用以建筑检测得红外热像仪，其工作波段通常在8-14μm 的长波波段，建筑用红外检测的温度范围一般在-20-100℃范围内。
红外热像仪是一种新型的光电探测设备，可将被测目标表面的热信息瞬间可视化，快速定位故障，并且在专业的分析软件的帮助下，可进行分析，完成建筑节能、安全检测和电气预防性维护工作。
热像仪由两个基本部分组成：光学器件和探测器。
红外热成像原理
红外热成像原理
红外热成像是一种通过检测物体表面的红外辐射并将其转化为可见图像的技术。
其原理基于物体的温度差异，利用红外相机将红外辐射转换为热图或热视频。
红外辐射是物体在其表面通常以热线或热辐射的形式发出的电磁辐射，其波长范围为0.7至1000微米。
红外热成像的原理可归结为以下几个过程：
1. 接收辐射：在红外相机中，由红外透镜和红外感应器组成的红外探测器用于捕捉物体表面的红外辐射。
2. 辐射转换：红外感应器接收到的红外辐射信号被转化为电信号，并经过放大和处理。
3. 温度计算：经过处理的电信号被转换为温度信息，即将每个像素点的电信号转化为相应的温度值。
这一过程需要参考红外相机的热灵敏度、补偿、定标等参数。
4. 热图生成：得到的温度信息通过图像处理算法被转化为对应的热图或热视频。
图像上的不同颜色表示不同的温度区域，常见的色带有彩虹、铁红、黑白等。
红外热成像的应用十分广泛，主要用于以下领域：
1. 建筑和能源管理：可以检测墙壁、屋顶和窗户等建筑物表面的能量损失程度，并帮助改善能源效率。
2. 工业制造和设备维护：可用于检测设备或机器中的异常热点，及时排除故障和预防火灾等安全问题。
3. 医学和医疗：可用于检测人体表面的温度差异，帮助医生诊断疾病或检测体温异常。
4. 搜索与救援：可用于在夜间或恶劣条件下搜索人员或寻找潜在的救援目标。
红外热成像技术的快速发展使得其在各个领域的应用越来越广泛，为我们提供了一个非常有效的无接触式温度检测和观测的工具。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
诱发企业安全事故的因素有众多，其Array中电气安全事故是当今企业的一个带有普
遍性的安全隐患，对用电系统的检查是每
一个企业安全风险评估必不可少的一项内
容。
通常我们使用红外热像技术进行检测，
能有效地对电气设备进行预防性维护及评
估。
一、什么是红外热像技术？
红外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，因此人的肉眼无法看见。
德国天文学家Sir William Herschel，Herschel让太阳光穿过一个棱镜并在各种颜色处放置温度计，利用灵敏的水银温度计测量每种颜色的温度，结果发现了红外辐射。
Herschel发现，当越过红色光线进入他称为“暗红热”区域时，温度便会升高。
红外热成像技术是被动接收物体发出的红外辐射，其原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度(-273℃)的物体，均会发出不同波长的电磁辐射，物体的温度越高，分子或原子的热运动越剧烈，则其中的红外辐射越强。
黑颜色或表面颜色较深的物体，辐射系数大，辐射较强；亮颜色或表面颜色较浅的物体，辐射系数小，辐射较弱。
红外辐射的波长在0.7μm~1mm之间，所以人眼看不到红外辐射。
通过探测物体发出的红外辐射，热成像仪产生一个实时的图像，从而提供一种景物的热
图像。
并将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。
热成像仪非常灵敏，能探测
到小于0.1℃的温差。
二、红外热像技术的特点：
非接触式测温
红外热像传感器无需与物体表面进行接触，即可远距离测温和成像。
热分布图像
通过将物体表面的温度值进行调色，红外热像技术可以直观地观察物体表面
热分布图像。
区域测温
红外热像测试的是物体表面整个面的温度值，可以同时测试上万个点甚至数十万个点的温度值。
三、什么是红外热像仪？
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。
通过查看热图像，可以观察到被测目标的整体温度分布状况，研究目标的发热情况，从而进行下一步工作的判断。
人类一直都能够检测到红外辐射。
人体皮肤内的神经末梢能够对低达±0.009°C (0.005°F) 的温差作出反应。
例如，尽管人类可以凭借动物的热感知能力在黑暗中发现温血猎物，
但仍可能需要使用更佳的热检测工具。
由于人类在检测热能方面存在物理结构的限制，因此开发了对热能非常敏感的机械和电子设备。
这些设备是在众多应用中检查热能的标准工具，红外热像仪就是其中之一。
四、红外热像仪的技术发展
虽然红外热辐射在1800年就被发现，但直至二十世纪六十年代，热像技术才被用于非军事应用领域，并开始出现了民用的第一代热像仪——作为精密的仪器逐渐被各行业所应用。
1988年AGEMA公司研制出便携式电池驱动型ThermoVision 400系列，从此热像仪开始进入快速发展时期，并很快就被广泛应用于电力、设备维护等巡检和电路研发、材料研发等科研方面。
21世纪初期，随着热像科技的发展，第二代热像仪开始往传感器方向发展。
因其适合长期在线监测和组网监控，可以对重点设备与高危区域的24小时实时监测，并其他设备进行联动，组成监控系统实现大规模组网。
随后逐渐被运用于变电站监控、防火、安防以及辅助驾驶等方面。
2010年后，热像技术开始与移动互联网结合。
利用手机的便捷操控性、快速增长的处理能力和移动联网功能，热像仪开始与手机结合。
第三代热像仪，使操作更简单、功能更强大。
而且手机热像仪方便快速的云存储和数据分享，使热像仪从孤立的仪器和传感器，发展成为大数据的热像采集终端，大幅扩充了热像的应用空间。
随着热像科技的普及，2017年在美国CES上发布的云热像成为第四代热像仪的代表——热像技术开始了智能化和互联网化深度融合发展之路。
五、结语
云热像是一种基于互联网服务的智能热像监控摄像头，无需复杂的网络设置或者热像专业知识，智能化的云热像会自动识别火灾风险和安防入侵风险。
这将使热像技术更加大众化，通过热像技术的深入应用，将逐步提升社会安全及工作效率，开启热像新时代。
关于FOTRIC
FOTRIC致力于通过全球协作的创新技术研发，提高居民生活安全
和工作效率，实现了将热像技术从工具型向智能型的发展，开启
123456789人的热像世界，成为云热像领域中的全球前列厂家。
FOTRIC已经拥有了从手持到在线的全热像产品线，覆盖生物、材
料、电子、新能源、电力、设备、机械、铁路、汽车等应用领域。
主要客户包括清华大学、北京大学、复旦大学、中国平安财险、
国家电网、上汽集团等。