红外热像仪学习总结讲解
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红外热成像测温仪技术总结1 红外成像测温仪红外热像仪探测器分为:非制冷640×480探测器和非制冷320×240探测器,能够提供清晰的红外图像。
1.1主要技术指标及功能特点1.1.1技术指标表1 红外成像测温仪技术指标1.1.2功能特点a)温度自动校正;b)拍照,SD卡存储(32GB)。
c)激光定位;d)显示器显示中心点温度测量值、全屏最高温度测量值、温度报警阈值、电池电量、色柱;e)实时追踪最高温点,具备过热现象自动判别,超出设置告警温度值即可发出蜂鸣器报警;f)报警温度阈值可调节(以1℃为单位);g)低电量报警(小于5%);1.2系统组成及工作原理测温型红外热像仪由成像部分、显示部分、按键控制部分三部分组成。
系统原理框图如图2所示。
图2 测温型红外热像仪原理框图测温型红外热像仪工作原理:外界景物的红外辐射经光学系统聚焦到红外焦平面探测器的光敏面上,探测器里的红外光电转换阵列完成将光信号转换成电信号,经A/D采样,将图像信息转换成数字信息。
这些数字信息经过图像非均匀性校正、坏点替换、图像滤波等算法处理后,在FPGA的时序控制下将图像显示到显示器上。
拍照,图像数据直接从处理器写入SD卡。
1.3分系统设计1.3.1红外成像部分(1)红外探测器测温型红外热像仪选用进口凝视红外焦平面非制冷非晶硅探测器。
目前,国内红外焦平面探测器的发展与国外差距还很大,相比而言,国外技术更成熟。
本系统采用的探测器为国外著名红外探测器厂商最新产品,购货渠道畅通,能够批量进口,易于购买,不仅能够支持该项目的顺利研制,还能够实现批量装备,是高性能要求的军事装备应用首选探测器。
测温型红外热像仪选用探测器主要技术指标如下:类型:微测辐射热计;探测器材料:非晶硅;探测元(像素)数目:320×240、640×480;像元尺寸:17μm;响应波段:8~14μm;a)红外光学设计红外光学部分采用了透射式光学系统,满足轻量化要求的同时通过光学被动补偿方式,使系统能够在-40℃~+80℃温度范围内良好成像。
热成像仪原理及应用知识热成像仪(Thermal Imager)是一种通过接收物体的红外辐射,将其转化为可视化的热像的设备。
它利用了物体的温度与其发出的红外光谱之间的关系,从而实现了非接触式的温度测量和热图像显示。
热成像仪的工作原理基于热辐射的物理现象。
所有物体都会发射热辐射,其频率与物体的温度成正比。
根据斯特藩—玻尔兹曼定律,物体的热辐射功率与物体的绝对温度的四次方成正比。
热成像仪通过使用红外探测器来接收物体发出的红外光谱,然后将其转换为电信号。
这些信号经过处理后,最终转化为可视化的热图像。
热成像仪的关键部件是红外探测器。
常见的红外探测器有热电偶、热电阻、热电堆、热电对、半导体探测器等。
其中,半导体探测器是最常用的一种。
半导体探测器通常由半导体材料制成,这些材料会因吸收红外辐射而增加温度。
通过测量电阻、电容、电压等参数的变化,可以确定物体的温度,并转换为对应的灰度显示在热像上。
热成像仪的应用非常广泛。
在军事领域,热成像仪可以用于夜视、目标探测、边界监控等任务。
在工业领域,热成像仪可以用于故障检测、质量控制、温度测量等。
在建筑领域,热成像仪可以用于检测建筑物的热失真、能源浪费等问题。
在医疗领域,热成像仪可以用于测量体温、诊断疾病等。
此外,热成像仪还可以用于火灾救援、野外勘察、气象预测等。
热成像仪的使用有许多优势。
首先,热成像仪可以实现非接触式的温度测量,避免了传统接触式测温方法中可能的风险和不方便性。
其次,热成像仪具有快速测量的优势,可以在短时间内获取大量信息。
此外,热成像仪可以在低光照条件下工作,并且不受环境光的干扰。
最重要的是,热成像仪可以直观地显示物体的温度分布,帮助用户分析和理解热力学过程。
总结来说,热成像仪通过接收物体的红外辐射,将其转化为可视化的热像,实现了非接触式的温度测量和热图像显示。
其工作原理基于热辐射的物理现象,利用红外探测器将物体的红外光谱转换为电信号,并经过处理最终显示在热像上。
热像仪常用知识热像仪,这个听起来有些专业和神秘的设备,其实在我们的生活中有着越来越广泛的应用。
从工业检测到医疗诊断,从消防救援到建筑节能,热像仪都发挥着重要的作用。
那么,究竟什么是热像仪?它是如何工作的?又有哪些常见的类型和应用场景呢?接下来,就让我们一起揭开热像仪的神秘面纱,了解一些关于它的常用知识。
一、热像仪的工作原理热像仪的工作原理基于物理学中的热辐射定律。
我们都知道,任何物体只要其温度高于绝对零度(-27315℃),就会不断地向外辐射红外线。
而热像仪就是通过接收和测量物体所辐射的红外线能量,并将其转化为可见的热图像。
热像仪内部的核心部件是红外探测器,它能够感知不同强度的红外线辐射。
探测器将接收到的红外线信号转换为电信号,然后经过一系列的处理和计算,最终在显示屏上呈现出物体表面的温度分布图像。
不同的温度在图像中会以不同的颜色表示,通常高温区域显示为红色、橙色等暖色调,低温区域显示为蓝色、绿色等冷色调。
二、热像仪的类型根据不同的应用需求和技术特点,热像仪可以分为多种类型。
1、手持式热像仪手持式热像仪是最常见的一种类型,它体积小巧、携带方便,适用于各种现场检测和巡检工作。
例如,电气工程师可以使用手持式热像仪检查电气设备的发热情况,及时发现潜在的故障隐患;建筑工人可以用它检测建筑物的隔热性能,查找可能存在的热损失区域。
2、在线式热像仪在线式热像仪通常安装在固定的位置,用于对特定区域或设备进行连续监测。
比如,在工业生产线上,在线式热像仪可以实时监控生产设备的运行温度,一旦温度异常,系统会自动发出警报,以便及时采取措施,避免生产事故的发生。
3、车载式热像仪车载式热像仪主要安装在车辆上,用于在行驶过程中对周围环境进行监测。
它在消防救援、安防巡逻等领域有着广泛的应用。
例如,在火灾现场,消防车辆上的热像仪可以帮助消防员在烟雾弥漫的环境中快速找到被困人员和火源。
三、热像仪的应用场景1、工业领域在工业生产中,热像仪可以用于检测机械设备的运行状态,如电机、轴承、变压器等的发热情况,提前发现故障,减少停机时间和维修成本。
目录目录 (2)第1章概要 (4)1.1目的 (4)1.2范围 (4)第2章简介 (5)2.1红外线 (5)2.2辐射率 (7)2.3黑体 (8)2.4红外热成像 (8)2.4.1概念 (8)2.4.2分类 (9)第3章测试目标 (14)3.1外观 (14)3.2噪声等效温差(NETD) (14)3.3准确度 (14)3.4连续稳定工作时间 (14)3.5环境影响评价 (15)3.6测温一致性 (15)3.7图像质量评价 (15)3.8最小可分辨温差 (16)3.9最小可探测温差 (16)第4章术语 (17)4.1工业检测型红外热像仪(industrial inspecting thermal imager) (17)4.2视频信号的信噪比(S/N) (video signal to noise ratio) (17)4.3噪声等效温差(NETD) (noise equivalent temperature difference) (17)4.4空间分辨力(spatial resolution) (17)4.5红外像元数(infrared array size) (17)4.6测温范围(measuring range) (17)4.7特征测温范围(character measuring range) (17)4.8连续稳定工作时间(consistent measurement duration) (17)4.9环境温度影响(effect of ambient temperature) (17)4.10测温一致性(measurement uniformity) (17)4.11采样帧速率(frame sampling rate) (17)4.12视频输出格式(video output format) (17)4.13视场(field of view) (17)4.14工作波段(working wavelength range) (17)第1章概要1.1目的随着公司的转型及发展方向的改变,目前主要产品为两大类:机器人、红外热成像。
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。
一、实训背景随着社会经济的快速发展,电力行业对电力系统的稳定性和安全性要求越来越高。
红外测温技术作为一种非接触式的温度检测方法,在电力系统运行维护中发挥着重要作用。
为了提高电力行业工作人员对红外测温技术的掌握和应用能力,我们参加了红外测温模拟实训。
本次实训旨在通过模拟实训,使学员掌握红外测温的基本原理、操作方法和应用技巧,提高电力系统运行维护的效率和安全性。
二、实训内容1. 红外测温基本原理实训首先介绍了红外测温的基本原理。
红外测温是利用物体发射的红外辐射能量与温度之间的关系,通过检测物体表面的红外辐射能量,实现对物体表面温度的测量。
实训中,我们学习了红外测温的原理、测温范围、精度等基本概念。
2. 红外测温设备操作实训重点讲解了红外测温设备的操作方法。
包括红外测温仪的使用、红外热像仪的调试与操作、红外测温仪的数据采集与分析等。
在实训过程中,我们亲自动手操作,熟悉了各种红外测温设备的操作流程。
3. 红外测温应用技巧实训中,我们学习了红外测温在电力系统中的应用技巧。
包括红外测温在变电站、输电线路、配电设备等领域的应用,以及红外测温在设备故障诊断、隐患排查等方面的作用。
4. 案例分析实训还安排了红外测温案例分析环节,通过分析实际案例,使学员深入了解红外测温技术在电力系统中的应用价值。
案例包括变电站设备温度异常、输电线路故障诊断、配电设备隐患排查等。
三、实训成果1. 理论知识掌握通过本次实训,我们对红外测温的基本原理、操作方法和应用技巧有了全面了解,为今后在实际工作中应用红外测温技术打下了坚实基础。
2. 实践操作能力提升实训过程中,我们亲自动手操作红外测温设备,提高了实际操作能力。
在实训老师的指导下,我们学会了如何正确使用红外测温设备,并能够根据实际情况进行参数设置和数据分析。
3. 团队协作能力增强本次实训采取小组合作形式,学员在实训过程中相互学习、交流,提高了团队协作能力。
在解决实际问题时,我们学会了如何分工合作,共同完成实训任务。
红外热像仪的使用方法和技巧及工作原理红外热像仪的使用方法和技巧通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量变化为可见的热图像。
热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
一、红外热像仪的使用注意事项:1、确定测温范围:测温范围是热像仪比较紧要的一个性能指标。
每种型号的热像仪都有本身特定的测温范围。
因此,用户的被测温度范围确定要考虑精准、全面,既不要过窄,也不要过宽。
依据黑体辐射定律,在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化,因此,用户只需要购买在本身测量温度内的红外热像仪。
2、确定目标尺寸:红外热像仪依据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。
对于单色测温仪,在进行测温时,被测目标面积应充分热像仪视场。
建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。
假如目标尺寸小于视场,背景辐射能量就会进入热像仪的视声符支干扰测温读数,造成误差。
相反,假如目标大于热像仪的视场,热像仪就不会受到测量区域外面的背景影响。
3、确定光学辨别率(距离系灵敏):光学辨别率由D与S之比确定,是热像仪到目标之间的距离D 与测量光斑直径S之比。
假如测温仪由于环境条件限制必需安装在阔别目标之处,而又要测量小的目标,就应选择高光学辨别率的热像仪。
光学辨别率越高,即增大D:S比值,热像仪的成本也越高。
确定波长范围:目标材料的发射率和表面特性决议热像仪的光谱响应或波长。
对于高反射率合金材料,有低的或变化的发射率。
在高温区,测量金属材料的较好波长是近红外,可选用0.18—1.0μm波长。
其他温区可选用1.6μm、2.2μm和3.9μm波长。
由于有些材料在确定波长是透亮的,红外能量会穿透这些材料,对这种材料应选择特别的波长。
如测量玻璃内部温度选用 1.0μm、2.2μm和3.9μm(被测玻璃要很厚,否则会透过)波长;测量玻璃内部温度选用5.0μm波长;测低温区选用8—14μm波长为宜;再如测量聚乙烯塑料薄膜选用3.43μm波长,聚酯类选用4.3μm或7.9μm波长。
红外热成像仪四会教学
1、参数设定:红外热像仪测量前,需要对参数进行设置。
发射率的设定最为关键,对测量拍摄的结果影响最大。
保证精度最重要的就是正确选择被测物体的发射率,它对测温结果的精度影响最大。
除此之外,还有温、湿度及距离等设置项。
2、寻找焦点:一般先用红外热像仪对所有应测部位进行全面扫描,找出异常发热部位,然后对温度异常部位和检测,进行精确测温。
将异常点温度与历史运行温度做相应比对,确实温度变化较大则拍摄图谱记录进一步去分析。
3、分析异常:对温度异常点应从不同的方向进行检测,找到最热点并选取最佳角度进行拍摄。
红外热像仪拍摄时,最好在一张图谱内既有想要拍摄的异常点,又包含正常点。
这样就为判断提供一些参照和依据。
4、数据记录:针对不同的检测对象选择不同的环境温度参照体,并记录环境参照温度。
拍摄时,应至少拍摄两张图谱,一张包含同类两相或者三相设备,以便进行同类对比;另一张针对发热相在保证安全的前提下近距离拍摄,以求得真实的温度值。
除此之外,红外热像仪还应合理选择拍摄距离,尽量让设备充满整个画面。
同时,应拍摄相应的可见光照片。
对于红外热像仪,除了记录图谱还需记录了数据,为后期的分析提供依据。
红外热成像仪的操作指南和图像处理技巧红外热成像仪是一种应用红外热学原理来检测和测量物体表面温度的设备。
它通过接收并记录物体发出的红外辐射,将其转化为热像图,帮助我们观察物体的热分布、发现异常温度区域,并在各种应用领域发挥重要作用。
在使用红外热成像仪之前,掌握一些操作指南和图像处理技巧是必要的。
一、操作指南1. 设备预热:红外热成像仪在使用之前需要预热一段时间,以使其达到稳定工作状态。
通常,预热时间为10到20分钟,具体时间会有所不同,请根据设备规格进行设定。
2. 距离和角度:在使用红外热成像仪时,应保持一定的距离和角度,以获得清晰的图像。
一般来说,最佳观测距离为物体高度的3到5倍,最佳角度为与物体垂直推荐。
3. 背景校正:红外热成像仪测量的是物体的表面温度,而背景温度会对结果带来干扰。
在测量之前,应进行背景校正,即将红外热成像仪对准一个均匀温度的表面(如白墙),按下校正按钮进行背景校正。
4. 测量前准备:在进行测量之前,应尽量将被测物体的表面清洁,以减少外界的影响。
同时,需要了解被测物体的特性,选择合适的测量模式(如点测、线测、剖面测等)。
5. 动态测量:在某些情况下,需对物体进行动态测量,即物体在运动状态下的温度变化。
此时,应选择高帧率模式,以捕捉到物体运动过程中温度的变化。
6. 图像保存和导出:在操作红外热成像仪时,及时保存图像十分重要。
一方面,可以记录测量结果,另一方面也能方便后续的图像处理。
红外热成像仪通常提供图像导出功能,可以将图像导出到电脑进行后续处理。
二、图像处理技巧1. 色彩调整:红外热成像仪所得到的热像图可能会因为环境和设备的不同而产生一定的色彩偏差。
在图像处理时,可以通过调整色彩平衡和色彩映射,将图像呈现出更加真实和清晰的色彩。
2. 温度范围设定:在处理图像时,可以设定一个温度范围,并将温度范围外的区域显示为黑色或白色,以突出显示感兴趣的温度区域,同时排除其他温度影响。
3. 温度差异增强:通过增强不同温度区域之间的对比度,可以更容易地观察到温度差异。
红外热像仪演示实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过红外热像仪的使用演示,探究红外热像仪的原理及应用,并学习如何正确操作红外热像仪进行温度检测。
二、实验器材- 红外热像仪- 标定板- 温度计- 计算机三、实验原理红外热像仪利用物体发射的红外辐射热量进行测温,然后将辐射热量转换为图像,通过色彩来表示物体的温度分布。
红外热像仪可以通过捕捉物体表面的辐射热量,生成热图,以可视化的形式展示物体的温度分布情况,从而为我们提供了非接触、全方位的温度信息。
四、实验步骤1. 将红外热像仪与计算机连接,并打开相应的软件程序。
2. 将标定板放置在实验区域内,距离红外热像仪适当距离。
3. 等待红外热像仪稳定后,使用红外热像仪对标定板进行扫描。
4. 观察计算机屏幕上显示的热图,并根据颜色变化来判断不同区域的温度差异。
5. 利用温度计测量标定板上的某一位置的实际温度。
6. 将红外热像仪测量到的温度与实际温度进行对比,计算误差。
7. 尝试对不同材料、不同距离的物体进行测温,并记录实物温度及红外热像仪测量的温度。
五、实验结果分析经过实验,我们发现红外热像仪可以准确地显示物体的温度分布情况,并且有较高的测温精度。
在与温度计的对比中,我们发现红外热像仪的测量误差较小,能够满足大部分应用的需求。
此外,我们还注意到红外热像仪可以对不同材料的物体进行测温,例如人体、电器、建筑物等。
不同物体的温度分布图也有所不同,这样可以用来检测故障、找出密封缺陷、排除热源等应用。
六、实验总结通过本次实验,我们对红外热像仪的原理和应用有了较为深入的了解。
红外热像仪作为一种非接触式的温度检测设备,在工业、医疗、环境监测等领域有着广泛的应用,可以为我们提供更多的温度信息。
然而,红外热像仪也存在着一定的局限性,例如不同物体的材料、表面涂层等会影响红外辐射的吸收和反射,从而对测温精度产生一定影响。
此外,红外热像仪的使用需要一定的技术和经验,否则可能会出现不准确的测温结果。
红外热像仪的学习总结制冷及低温工程经历了几周对本课程的学习,发现自学到了很多东西,现将本课程最基本的知识整理如下:1. 红外线的发现与分布1672年人们发现太阳光(白光)是由各种颜色的光复合而成,同时,牛顿作出了单色光在性质上比白色光更简单的著名结论。
使用分光棱镜就把太阳光(白光)分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光。
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发现了红外线。
他在研究各种色光的热量时,有意地把暗室的唯一的窗户用暗板堵住,并在板上开了一个矩型孔,孔内装了一个分光棱镜。
当太阳光通过棱镜时,便被分解为彩色光带,并用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。
为了与环境温度进行比较,赫胥尔用在彩色光带附近放几支作为比较用的温度计来测定周围环境温度。
试验中,他偶然发现一个奇怪的现象:放在光带红光外的一支温度计,比室内其它温度的批示数值高。
经过反复试验表明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,这种看不见热线位于红色外侧,叫做红外线。
红外线是一种电磁波,具有与无线电波及可见光一样的本质,红外线的发展是人类对自然认识的一次飞跃,对研究、利用和发展红外技术领域开辟了一条全新的广阔道路。
红外线的波长在0.76--100μm之间,按波长的范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类,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。
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。
温度在绝对零度以上的物体,都会因自身的分子运动而辐射出红外线。
通过红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号,成像装置的输出的就可以完全一一对应地模拟扫描物体表面温度的空间分布,经电子系统处理后传至显示屏上,得到与物体表面热分布相应的热像图。
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进行分析判断。
热像仪为非接触式测量,这是它的优点。
如果为接触式测量,一个大的缺点就是破坏了原来的温度场。
2. 红外热像仪的原理红外热像仪由红外探测器、光学成像物镜和处理电路组成。
早期的热像仪由于焦平面技术的限制,一般是线阵或×4、×6阵列的,需要光机扫描系统,目前基本为凝视型焦平面所代替,省略了光机扫描系统。
利用物镜将目标的红外辐射能量分布图形成像到红外焦平面上,由焦平面将红外能量转换为电信号,经放大处理、转换为标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。
这种热像图与物体表面的分布场相对应实;际上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱,与可见光相比缺少层次和立体感,因此,在实际动作过程中为更有效地判断被测目标的红外热场,常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能,如图像亮度、对比度的控制,实际校正,伪色彩,描绘等高线和直方进行运算、打印等。
3. 红外热像仪的主要参数(1) 工作波段:工作波段是指红外热像仪中所选择的红外探测器的响应波长区域,一般是3~5μm(短波,医疗)或8~14μm(长波,工业)。
如美国FLIR 的非制冷产品和制冷型QWIP系列都工作在长波8~12μm,制冷型产品MCT系列工作在中波3~5μm。
(2) 探测器类型:探测器类型是指使用的一种红外器件。
如采用单元或多元(×2、×4等)、面阵等。
可分为非制冷和制冷型2大类型。
非制冷主要有热释电、多晶硅(α-Si,以法国sfradir为代表)、氧化钒(VOx,以美国FLIR为代表)等材料,目前,热释电热像仪基本被淘汰;制冷型主要有碲镉汞(PbCdTe,简称MCT)、量子阱(QWIP)、锑化铟(InSb,该产品对中国禁运)等。
(3) 视频制式:我国标准电视制式,PAL制式,美国标准电视制式是NTSC 制式。
目前先进的热像仪同时还提供数字视频,有8位、10位及14位的。
(4) 显示方式:指屏幕显示是黑白显示还是伪彩显示。
(5) 温度测定范围:指测定温度的最低限与最高限的温度值的范围。
(6) 最大工作时间:红外热像仪允许连续的工作时间。
4. 红外热像仪的分类红外热像仪一般分光机扫描成像系统和凝视型成像系统.。
光机扫描成像系统采用单元或多元(元数有8、10、16、23、48、55、60、120、180甚至更多) 光电导或光伏红外探测器,用单元探测器时速度慢,主要是帧幅响应的时间不够快,多元阵列探测器可做成高速实时热像仪。
非扫描成像的热像仪,如今几年推出的阵列式凝视成像的焦平面热像仪,在性能上大大优于光机扫描式热像仪,已基本取代光机扫描式热像仪。
其关键技术是探测器由单片集成电路组成被测目标的整个视野都聚集在上面,并且图象更加清晰,使用更加方便,仪器非常小巧轻便,同时具有自动调焦图像冻结、连续放大,点温、线温、等温和语音注释图像等功能。
目前,热像仪主要是高端的制冷型热像仪(碲镉汞MCT、量子阱QWIP)、低端的非制冷热像仪(氧化钒、多晶硅热像仪)。
美国的Honeywell公司在九十年代初研发成功非制冷型氧化钒热像仪,目前其专利授权FLIR-INDIGO、BAE、L-3/IR、DRS、以及日本NEC、以色列SCD 等几家公司生产。
法国的CEA/LETI/LIR实验室在九十年代末研发成功非制冷型多晶硅热像仪,目前主要由法国的SOFRADIR和ULIS公司生产,也是中国市场的供应商。
在非制冷热像仪领域,也主要是美国FLIR的氧化钒技术和法国SOFRADIR的多晶硅技术的竞争。
5、红外热像仪的应用热像仪作为一种红外成像仪器,不但在军事应用中占有很重要的地位在民用方面也具有很强的生命力。
热像仪在军事和民用方面都有广泛的应用。
随着热成像技术的成熟,各种低成本适于民用的热像仪的问世,它在国民经济各部门发挥着越来越大的作用。
在工业生产中,许多设备常处于高温、高压和高速运行状态,应用红外热像仪对这些设备进行检测和监控,既能保证设备的安全运转,又能发现异常情况以便及时排除隐患。
同时,利用热像仪还可进行工业产品质量控制和管理。
例如,在钢铁工业中的高炉和转炉所用耐火材料的烧蚀磨损情况,可用热像仪进行观测及时采取措施检修防止事故发生。
又如,在石化工业中,热像仪可监视生产设备和管道的运行情况,随时提供有关沉淀形成、流动阻塞、漏热温度隔热材料变质等数据。
再如,在电力工业中,发电机组、高压输电和配电线路等可用热像仪沿线扫查,找出故障隐患,及时排除以利于杜绝事故的发生。
在电子工业中,也可用热像仪检查半导体器件、集成电路和印刷电路板等的质量情况,发现其他方法难以找到的故障。
此外,红外热像仪在医疗、治安、消防、考古、交通、农业和地质等许多领域均有重要的应用。
如建筑物漏热查寻、森林探火、火源寻找、海上救护、矿石断裂判别、导弹发动机检查,公安侦查以及各种材料及制品质无损检查等。
6.红外热成像系统的主要技术指标1). f/数f/数是光学系统相对孔径的倒数。
设光学系统的相对孔径为A=D/f(D为通光孔径,f为焦距),1/A=f/D,则数f/D 是表示系统的焦距f为通光孔径的多少倍。
例如,f/3 表示光学系统的焦距为通光孔径的三倍。
f/数代表的是红外系统接收红外热能量的能力。
f/数越低,接收热能量越高,但镜头口径就越大。
2). 视场视场是光学系统视场角的简称。
它表示能够在光学系统像平面视场光阑内成像的空间范围,当目标位于以光轴为轴线,顶角为视场角的圆锥内的(任一点在一定距离内)时候被光学系统发现,即成像于光学系统像平面的视场光阑内。
即使物体能在热像仪中成像的空间的最大张角叫做视场。
3). 光谱响应红外探测器对各个波长的入射辐射的响应称为光谱响应。
一般的光电探测器均为选择性的探测器。
4). 空间分辨率应用热像仪观测时,热像仪对目标空间形状的分辨能力。
本行业中通常以mrad(毫弧度)的大小来表示。
mrad的值越小,表明其分辨率越高。
弧度值乘以半径约等于弦长,即目标的直径。
如 1.3 mrad的分辨率意味着可以在100m的距离上分辨出1.3×10-3 ×100=0.13m=13厘米的物体。
5).温度分辨率温度分辨率:可以简单定义为仪器或使观察者能从背景中精确的分辨出目标辐射的最小温差△T。
一般的△T<0.1℃。
一般的温度分辨率为环境为30℃时探测器的最小可变温差,而不是整机的分辨率。
6).最小可分辨温差分辨灵敏度和系统空间分辨率的参数,而且是以与观察者本身有关的主观评价参数,它的定义为:在使用标准的周期性测试卡(即高宽比为7:1的4带条图情况下),观察人员可以分辨的最小目标、背景温差。
上述观察过程中,观察时间、系统增益、信号电平值等可以不受限制的调整在最佳状态。
7).探测识别和辨认距离探测、识别和辨认距离;这些是使用者很关心的性能指标。
为每个使用者自身素质和仪器给出的图像质量的差异以及严格定义的困难(探测性能是一个多种因素的复合函数)这里只给出大致形象的定义;探测距离是能将目标与背景及一些引起注意的目标清晰分别开来的最大临界;识别距离是将探测的目标能大致分出种类的距离,如是车辆还是舰船;辨认距离是在分别出种类的基础上的细分。
读书感想:(1)红外线的发现,任何物体都无时无刻(温度在绝对温度之上)不在向外发射出红外线。
红外线是一种人眼看不到的热线,但却在1800年,被英国物理学家F. W. 赫胥尔研究可见光时意外的发现了。
这让我明白了,生活之中充满了科学色彩,我们做学问,搞科研要严谨,细心,这样我们才有可能发现生活中科学的魅力所在。
我们都知道:红外线的发展是人类对自然认识的一次飞跃,对研究、利用和发展红外技术领域开辟了一条全新的广阔道路。
这一次飞跃在现在看来好像是很简单,但是对于当时,一片黑暗的情况下研究出红外线应该是多么的困难,很佩服以前那些在黑暗中探索出光明道路的科学家们,我们要好好学习科学知识。
(2)其实有了红外线的发明,红外热像仪的原理就很好理解了:红外探测器(探测物体表面辐射的红外线)、光学成像物镜(目标的红外辐射能量分布图形成像到红外焦平面上,由焦平面将红外能量转换为电信号)和处理电路(处理电路处理后显示到显示屏上)。
任何一个仪器,使用之前一定要搞明白它的原理,如果原理都不知道就去使用就会措手不及。
(3)我想把红外热像仪的主要参数和技术指标一起来总结。
主要参数是对某一个热像仪说的,而技术指标是对总体来说的。
一个热像仪有其主要参数,比如说:我买的这台热像仪工作波段是3~5μm,主要用于医疗,这是参数,你买的热像仪工作波段是8~14μm,主要用于工业。