红外热像仪原理及应用
红外热成像技术的原理和应用
红外热成像技术的原理和应用一、概述随着现代科技的快速发展，越来越多的新型技术得以应用到生产和生活中。
其中，红外热成像技术（infrared thermal imaging technology）是一种重要的热力学检测工具，其可以通过红外线热辐射捕捉物体表面温度分布信息，实现对物体内部温度分布的无损检测和图像显示。
二、原理红外线是电磁波谱中波长大于0.75μm小于1000μm的中红外光线，其在材料中的传播是基于物体热能的辐射传输方式，其中物体表面温度越高，其辐射出来的红外线能量越大。
红外热成像技术利用热红外波段的红外线辐射进行测量，检测物体表面温度变化，然后将检测结果反映到热成像仪中，输出一张反映物体表面温度分布的热成像图。
三、分类根据热成像仪的工作方式和应用领域不同，红外热成像技术可以分为以下几种类型。
1. 主动式红外热成像技术主动式红外热成像技术是通过激励器来产生红外线辐射以供检测的技术。
常见的主动式红外热成像技术有激光探测器、偏置探测器和光纤传感器等。
2. 被动式红外热成像技术被动式红外热成像技术是依靠被检测物体的红外线辐射来进行测量的技术。
常见的被动式红外热成像技术有基于微波红外成像仪、红外线放射成像仪和红外线热像仪等。
3. 红外热成像技术的应用领域红外热成像技术具有大范围、非接触、高精度等优点，因此被广泛应用于以下领域。
（1）工业制造中的检测应用在工业制造中，红外热成像技术可以用于检测工艺中产生的温度变化来了解设备运行是否正常，及时预防它产生异常状况。
比如，利用红外热成像技术对汽车轮胎进行检测，可以检测到轮胎胎面与路面接触部位是否存在磨损、裂缝、脱胎等异常情况。
（2）建筑工程中的应用红外热成像技术可以用于建筑工程中的能耗分析和建筑物检测。
通过测量建筑物表面温度分布，可以判断建筑物的保温效果，有助于建筑物节能和减排。
除此之外，将红外热成像技术应用于建筑缺陷探测，也可以提高建筑物的安全性和可靠性。
热成像摄像机的工作原理
热成像摄像机的工作原理热成像摄像机，又称红外热像仪，是一种能够捕捉和显示物体红外辐射的设备。
它通过感应和记录物体的红外辐射热量，将其转化为可见的图像，从而实现对热量分布的观测和分析。
热成像摄像机的工作原理十分复杂，本文将详细介绍其工作原理及其应用。
一、红外辐射与热成像1. 红外辐射红外辐射是指处于可见光的紫外辐射和微波辐射之间的电磁波辐射，其波长范围大约为0.75至1000微米。
与可见光相比，红外辐射在大气中传输能力更强，不受光线干扰，能够穿透烟尘、雾霾和一些非金属材料。
2. 热辐射物体在温度高于绝对零度时都会发射热辐射，即红外辐射。
热辐射的强度和波长分布与物体的温度密切相关，因此可以通过检测物体的红外辐射来测量其表面温度。
二、1. 红外传感器热成像摄像机包含一个称为红外传感器的关键部件。
红外传感器由一系列微小的测温点组成，每个测温点都可以测量被观测物体上对应的区域的温度。
红外传感器的数量和管理密度决定了热成像摄像机的分辨率。
2. 红外辐射感应当热成像摄像机对准一物体时，被观测物体会发射红外辐射，部分红外辐射会进入热成像摄像机的镜头。
镜头具有红外透过性，在红外光谱范围内允许红外辐射通过。
3. 红外辐射转换进入镜头的红外辐射经过透镜等光学元件的聚焦和转换，会被聚集到红外传感器上的测温点上。
红外传感器通过测量红外辐射的强度并将其转换为电信号，进一步处理。
4. 红外图像生成热成像摄像机将红外传感器测得的电信号转换为数字信号，并根据信号的大小和颜色编码生成一张红外图像。
图像中的每个像素点代表了一个测温点的温度，颜色的变化则用来显示不同温度区域的热分布。
5. 图像显示热成像摄像机将生成的红外图像通过内置的显示屏或输出接口进行显示。
用户可以直接观察并分析得到的红外图像，了解物体的热量分布情况。
三、热成像摄像机的应用1. 电力行业热成像摄像机在电力行业中广泛应用，用于检测电力设备的温度异常。
通过对电力设备进行红外图像扫描，可以及时发现异常热点，预防火灾和设备故障。
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。
红外线热像仪原理和作用
下面是红外线热像仪的几个主要的探测系统组成介绍： 1、红外线热像仪成像系统 热像仪的成像系统是设备当中最重要的一个系统，多用于目标的追踪、监控，可以帮助 我们实现高效的实时追踪，可以应用在国防军事领域，属于高精密检测的设备。该设备的成 像系统对设备的功能要求是图像越清晰越好，发现目标的距离越远越好，这样才可以提高设 备的成像能力。 2、红外线热像仪成像检测系统 红外线热像仪使用的比较广泛的用途就是工业检测，对设备进行预知性检测或研究，提 高设备的使用价值，帮助设备更好的进行生产。通过成像检测系统观察热分布的图像，建立 设备的资料库、方便我们更好的进行实验。设备的监测系统能够对设备的要求是图像尽量清 晰，保持设备测量精度。 3、红外线热像仪的成像监控系统 该设备的监控系统可以用于安装于电气或机械设备内部，帮助监视设备的温度和目标物 体的具体位置，提高了对于关键区域设备的安全监控。
2.变压器：可以发现的隐患有接头松动，套管过热，接触不良（抽头变换器），过载， 三相负载不平衡，冷却管堵塞不畅。其影响为产生电弧、短路、烧毁、起火。
3.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。
70 年来，RNO 一直专门致力于热像技术的开发，RNO 热像仪工厂分别设在美国、英国、 日本和中国。RNO 夜视仪则将工厂设立在俄罗斯。
红外热像仪的原理和应用
红外热像仪的原理和应用1. 红外热像仪的原理红外热像仪是一种能够将对象的红外辐射转化为可视化图像的设备。
它利用红外辐射能够通过物体的特性，通过红外探测器将这些辐射转化为电信号，再通过电子元件将电信号转化为可视化图像。
红外热像仪的原理主要包括以下几个方面：1.1 热辐射：物体在温度高于绝对零度时，会发出热辐射。
热辐射的强度和频率分布与物体的温度有关。
1.2 探测器：红外热像仪的探测器通常采用半导体材料，如铟锗（InSb）、铟镉锌（InGaAs）等。
这些材料具有对红外波长辐射的敏感性。
1.3 光学系统：红外热像仪的光学系统主要包括透镜、滤光片和光学轴等。
透镜用于聚集红外辐射，滤光片则可以屏蔽非红外波段的辐射，并通过光学轴将红外辐射传输到探测器上。
1.4 信号处理：红外热像仪的信号处理主要包括信号放大、滤波、数字化和图像处理等。
通过这些信号处理，可以将红外辐射转化为可视化的图像。
2. 红外热像仪的应用红外热像仪的应用广泛，涵盖了许多领域。
以下是红外热像仪常见的应用场景：2.1 工业检测红外热像仪在工业领域中被广泛应用于机械设备的故障检测和预防维护。
通过检测机器设备表面的温度分布，可以快速识别出异常热点，从而及时预警并采取相应的维修措施，避免机器设备的停机造成的损失。
2.2 建筑热损失检测红外热像仪可以检测建筑物的热损失情况，帮助用户识别出建筑物中的热能漏失，从而进行相应的绝热处理，提高建筑物的能源效率。
2.3 消防安全红外热像仪可用于火灾的早期探测，能够快速发现火源和烟雾，并生成可视化的热像图，帮助消防人员定位和扑灭火源，提高灭火效率和安全性。
2.4 医学诊断红外热像仪在医学领域中被用于进行体温测量、血液灌注的观察等。
通过观察人体或动物的红外辐射，可以快速检测出体温的异常变化以及血液供应的情况，提供诊断参考。
2.5 安全监控红外热像仪在安全监控领域中常用于夜视和隐蔽监控等。
它可以将物体的红外辐射转化为可视化图像，提供夜间监控的能力，并通过隐蔽的方式进行监控，更好地保护安全。
FLIR红外热像仪原理及应用
FLIR红外热像仪原理及应用FLIR（Forward-Looking InfraRed）红外热像仪是一种检测和显示目标热量分布的仪器。
其原理基于物体发射红外辐射的特性，通过捕捉和处理红外辐射图像，可以获取目标物体的温度信息，从而达到提供可见的热像的目的。
接下来，我会详细介绍FLIR红外热像仪的工作原理以及常见的应用。
红外热像仪通过感应红外辐射和转换为电信号的方式来获取目标物体的温度信息。
其工作原理如下：1.捕捉红外辐射：红外辐射是由物体的热量引起的电磁波辐射，其波长长于可见光，人眼无法感知。
FLIR红外热像仪使用感光元件（如能够感应红外波段的光敏材料）来接收并捕捉红外辐射。
2.转换成电信号：红外辐射被感光元件捕获后，会产生电信号。
这些电信号会被转换成能够被数字处理系统分析和显示的形式。
3. 创建热像：FLIR红外热像仪内部的数字处理系统将电信号转换成热像。
通常，热像以假彩色（false-color）或黑白图像的形式显示。
图像中的不同颜色或灰度对应不同的温度值，从而可观察目标物体的温度分布情况。
1.建筑结构检测：FLIR红外热像仪可以用于检测建筑物中的热桥、漏水、能量损失等问题。
通过观察建筑物表面的温度分布图像，可以发现隐蔽在墙壁、地板和屋顶等结构中的问题，提供及时的修复措施。
2.电力设备维护：电力设备过热是电力系统故障和事故的重要先兆。
FLIR红外热像仪可以用于定期监测电力设备的温度，及时发现潜在的故障迹象，避免设备过热引发的事故，并优化设备的维护计划。
3.消防救援：FLIR红外热像仪是消防员工具中的重要装备之一、在火灾现场，通过红外热像仪可以快速探测到火焰及其热辐射的分布，提供给消防员有关火势的即时信息，有助于救援行动的决策。
4.安防监控：FLIR红外热像仪可以用于建立安全监控系统，通过监测目标物体的热量变化来识别潜在的威胁。
例如，在夜间或恶劣天气条件下，红外热像仪可以侦测到人体发出的热辐射，为安防系统提供额外的监控手段。
红外热像仪培训教材-红外热像仪原理
开机与关机
开机
按下电源键，等待仪器自检完毕，即可开始使用。
关机
按下关机键，仪器开始关机程序，等待关机完毕即可。
校准与标定
校准
在每次使用前或使用一定时间后，需要对红外热像仪进行校准，以确保测量结果的准确性。
标定
对红外热像仪进行标定，以消除仪器本身的误差，提高测量精度。
图像采集与处理
图像采集
根据需要选择合适的模式和参数，进行 图像采集。
温度分辨率
总结词
温度分辨率是红外热像仪能够分辨的 最小温差。
详细描述
温度分辨率决定了热像仪对细微温度 变化的敏感程度。分辨率越高，热像 仪能够检测到的温度变化越小，测量 精度也越高。
空间分辨率
总结词
空间分辨率决定了红外热像仪能够分辨的最小目标尺寸。
详细描述
空间分辨率越高，热像仪能够识别和定位的目标越小。这对 于需要精确测量小尺寸目标的场景尤为重要，如检测电子设 备的热故障点等。
要求
具有高透过率和低畸变， 能够将目标辐射的能量高 效地传输到探测器上。
探测器
作用
将汇聚的红外能量转换为 电信号。
类型
主要有热电堆、热电偶、 光子探测器等。
要求
具有高灵敏度、低噪声和 快速响应等特点，能够将 微弱的红外能量转换为可 测量的电信号。
信号处理系统
作用
对探测器输出的电信号进行处理 ，包括放大、滤波、模数转换等 。
VS
图像处理
对采集到的图像进行预处理、分析和处理 ，提取所需的信仪的镜头和外壳，保持仪器的清洁和整 洁。
要点二
存储
将红外热像仪存放在干燥、通风的地方，避免阳光直射和 高温环境。
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红外热像仪工作原理
红外热像仪工作原理
红外热像仪（Infrared thermal imager）是一种可以将物体的红
外辐射能量转化为可见图像的设备。
它通过感知物体发出和传输的红外线辐射，然后将红外辐射转化为热图，进而生成可见的热像。
红外热像仪的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 接收红外辐射：红外热像仪通过一个红外探测器接收来自物体的红外辐射波段，一般范围在3~14μm之间。
2. 辐射传输：物体发出的红外辐射会经过传输介质（例如空气）传输到红外热像仪的镜头。
3. 透镜聚焦：红外热像仪的镜头会聚焦红外辐射在红外探测器上。
透镜的设计可以使得光束汇聚于探测器上的一个点，以提高检测的精度。
4. 信号转换：红外探测器将接收到的红外辐射转换为电信号。
红外辐射的能量会导致探测器中的导电材料发生温度变化，产生电阻变化，进而转化为电信号。
5. 信号处理：红外热像仪将接收到的电信号进行放大、滤波和数字化处理，以提高信号的质量和可视化效果。
6. 热图生成：通过对接收到的信号进行处理和分析，红外热像仪能够将红外辐射转化为可见的热图。
热图上的不同颜色代表着不同温度的物体，可以直观地显示出物体的热分布情况。
总的来说，红外热像仪工作的基本原理就是利用红外辐射和温度之间的关系，通过专用的探测器接收和转换红外辐射，并将其转化为可见的热图，从而实现对物体的热分布和温度变化的检测和观测。
这种技术在军事、医疗、安防、建筑和工业等领域有着广泛的应用。
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催化交流器的温度是非常高的， 所以这里经常会造成管道过热
熔炉内部破损源于加热器内部背覆的瓷砖或相似耐火材料在长 期高温环境下老化而引起的
管路监测
管路泄露
泄漏的安全阀 (压力安全阀)
阀门锁死
建筑检测
16,0癈 15
10 8,6癈
空气渗漏
绝缘不
办公楼隔热玻璃
建筑(潮问题)
• 渗漏导致建筑物进水
• 管道设施故障 • 水气凝结 • 霉菌检测
• 预防 意外停机
• 提高 生产效率
红外热像仪能做什么？
因为几乎所有设备在发生故障前都会产生发热现象。红外 成像技术能够在设备发生故障之前，快速、准确、安全的 发现故障。红外热像仪可以避免因此造成的生产停工、产 量下降、能源损耗、火灾甚至灾难性故障所带来的高昂代 价。 预测性维护 研发 品质管理
节能检测
检查熔断器、熔断器夹头、线耳连接以 及熔断器座的连接
熔断器面板
这类变压器安装于混凝土底座上，电缆 从地下穿过。 查找内部和外部连接中存在的问题。
地面安装式变压器
随着设备温度的升高，会由于过热而导致故障发生。
输送皮带磨损
82.9癋
82
80
78
76 75.7癋
皮带上的过热带源自金属支架擦挂皮带产生的摩擦热， 皮带有2米宽 ， 而其置换成本是上万元。如果没有及时留意并采取行动， 皮带最 终会被支架切坏，而不得不更换。
红外热像仪原理及应用
什么是红外热像技术
● 简单地说：
- 热像仪是一台可以测温的红外相机
● 原理和用途：
- 通过检测物体发射和反射过来的红外光强度，算出物体表面 每一点的温度，以不同的颜色显示不同的温度。
●
可以用于检测物体整个面的温度！
• 红外热像仪是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换 为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温 度值进行计算的一种检测设备。
检查工程结构
３楼洗衣机的水泄漏完全隐藏在墙体 中，我们通过红外成像仪发现它.
食品
冷冻的鸡肉
食品制作过程中控制温度
警用安防
树丛里的嫌疑犯
地毯上的脚印
造纸
生产
湿度不同
科研/测试
飞机机翼
冰箱保鲜
医疗行业
热像检查显示出异常温差，这可能表示 左侧乳房患有乳腺癌
温差测量可帮助兽医检测动物关节、肌 腱和肌肉组织中的早期发炎变化情况。
Sub station transformer bushing
480 伏断路器（75C）
蓄能电池过热
石化、冶金
发现热点能够减少钢水从熔炉或钢包中泄露的可能
石灰炉沉积
鼓风炉空气加热分布不均的问题
高炉瓦斯管道沉积
蒸汽管道绝缘问题
利用IR 对蒸汽或热水管道检测可以发现绝缘问题及管道内部的沉积，同时 对天然气管道， 高炉瓦斯管道， 煤焦气管道的内部沉积也可以有效检测.
• 主芯片温度过高，加装散热器的情况下温度仍达96.4℃ ，显然不合要求
预防性维护
电器维护
机械维护
电气系统预防性维护-外部故障
电力系统运行中，载流导体会因为电流效应产生电阻损 耗，而在电能输送的整个回路上存在数量繁多的连接件、接 头或触头。在理想情况下，输电回路中的各种连接件、接头 或触头接触电阻低于相连导体部分的电阻，那么，连接部位 的损耗发热不会高于相邻载流导体的发热，然而一旦某些连 接件、接头或触头因连接不良，造成接触电阻增大，该部位 就会有更多的电阻损耗和更高的温升，从而造成局部过热。 此类通常属外部故障。 外部故障的特点是：局部温度升高，易用红外热像仪发现 ，如不能及时处理，情况恶化快，易形成事故， 造成损失。外部故障占故障比例大。
建筑(渗漏检测)
• 安装不正确或没有隔离层
• 由于密封损坏而造成的 热量损失 • 管道泄漏 • 门、窗关闭不严 • HVAC 安装问题
建筑(电气安装)
• 连接松脱或不正确，增大 了电路中的电阻 • 绝缘故障 • 接线错误 • 组件不符合技术规范 • 系统过载 • HVAC 系统故障
建筑应用
泄漏
有需要将温度可视化的其他工位…
红外热像仪应用
•电力 •制造业 •预防性维护 •石化、冶金 •建筑检测 •食品 • 警用安防 • 造纸 • 科研/测试 • 医疗
电力
制造业
芯片和电路板
电器产品
正在测试中的电脑芯片， IR 设备 可以迅速查找到故障所在
有故障点的微电阻
有过热点的PCB 板
• IC温度过高，到111.7℃，IC及其附件寿命将会大大减 少
红外热像仪与红外测温仪有何不同？
红外测温仪：仅能够捕获单点温度值
红外热像仪：可以将整个目标的温度特性形成一个二维的图像。
简单拍照，整体分析
简单的一个照 片就可以把被 测物的温度分 布直观显示出 来
让你看见平时看不见的
• 机械设备
• 电力线路 红外热像仪 • 加工单元
让你看见 平时看不见的
• 保障 工厂安全
86.5癋 85
AR01: 95.7癋
80
AR02: 91.6癋
75
SP01: 73.2癋
71.1癋
过热的传动带轴承
53.1癈
50
工厂电站设备
• 电站设备
– – – – – 配电站 主电房 发电房 UPS 系统 应急车
REF: 45.4癈
45
SP01: 51.6癈
40
37.0癈
配电站变压器进线套管
电气系统预防性维护-内部故障
所谓高电压电器设备的内部故障，主要是指封闭在固体 绝缘以及设备壳体内部的电气回路故障和绝缘介质劣化引起 的各种故障。由于这类故障出现在电气设备的内部，因此反 映的设备外表的温升很小，通常只有几K。检测这种故障对 检测设备的灵敏度要求较高。 内部故障的特点是：故障比例小，温升小，危害大，对 红外检测设备要求高。