红外热波无损检测技术

掌握无损检测技术中的红外线测温技巧红外线测温技巧的无损检测应用无损检测技术是一种非破坏性的检测方法，可以在不破坏被测物体的情况下获取其内部或表面的信息。

红外线测温技巧作为无损检测技术中的一种重要方法，在工业、医疗、军事等领域有着广泛应用。

掌握红外线测温技巧，可以帮助工程师准确、快速地检测物体的温度，识别异常区域，进行故障分析和预防，提高生产效率和安全性。

首先，我们来了解一下红外线测温技术的原理。

每个物体都会在不同的温度下辐射出特定的红外辐射，称为黑体辐射。

红外线测温技术通过感测被测物体辐射出的红外辐射，并将其转化为温度值。

由于红外辐射与物体表面的温度有关，因此可以通过测量红外辐射的强度和频率来准确测量物体的温度。

在掌握红外线测温技巧时，以下几个要点是需要注意的。

第一，要正确选择测温仪器。

红外线测温仪器有各种不同的类型和规格，不同的应用场景和要求需要选择相应的仪器。

例如，需要测量高温物体时，要选择能够承受高温的仪器；需要进行远距离测温时，要选择具备较高测距能力的仪器。

因此，在使用红外线测温技术之前，需要了解被测物体的特性和要求，选择合适的测温仪器。

第二，要控制测温距离和角度。

红外线测温仪器的准确度和精度受到测温距离和角度的影响。

通常来说，测温的距离应尽量保持相对恒定，避免过远或过近造成测温结果不准确。

另外，测温的角度也需要注意，正对物体测温可以得到更准确的结果，如果角度过大或过小，也会导致测温结果的误差。

第三，要考虑表面影响因素。

红外线测温技术在测温过程中，受到被测物体表面光学特性的影响。

例如，被测物体表面的反射、透射和折射等因素都会对测温结果产生影响。

因此，在进行测温时，要注意排除这些影响因素，以准确获得被测物体的温度。

第四，要进行校准和比对。

红外线测温仪器在使用一段时间后，可能会出现测温结果偏差的情况。

因此，定期进行仪器的校准和比对是必要的。

可以将测温仪器放置在已知温度的标准物体上，进行校准，以确保仪器的准确度和可靠性。

红外热波探伤的基本原理红外无损检测是一种利用物体的热属性，通过观测、记录、分析和处理被检对象红外辐射及其变化的差异性来实现对物体表面下结构或缺陷进行检测的方法。

红外无损检测通常根据是否采用热激励分为主动式红外检测和被动式红外检测。

在主动式红外无损检测实验中，需要根据缺陷位置、大小、类型选择不同的热激励方式，在被动式检测中则利用其自身辐射信息来进行检测。

闪光灯激励红外热波检测是主动式红外检测的一种，该方法采用闪光灯阵列对被测物体表面进行脉冲加热，然后使用红外热像仪探测并记录被测物体在闪光灯激励前后的表面温场分布及其变化。

闪光灯发出的光脉冲在被测物体表面形成面热源，在热传导的过程中，被测物体表面的温度随之下降。

通常情况下，物体内部的结构或缺陷会影响其相应表面区域的冷却过程，热像仪探测并记录与之相应的表面温场变化，经过数据分析和处理可获得物体内部信息。

热波成像技术中热波在介质中传播，遵从热传导方程。

假设导热系数为常数，一维理想情况下热传导方程式：如果采用平面脉冲热源，则：式中：α＝k/ρcv，称为材料的热扩散系数，其中k 为热导率；ρ为密度；cv为比热容。

α值越大，通过物体的热扩散越快。

当物体内部结构或缺陷比基体材料导热慢时，该处会阻碍表面的热向下扩散，从而使热在表面积累，温度偏高；相反，当物体内部结构或缺陷比基体材料导热快时，会加快表面热的扩散，使表面温度偏低。

理想情况下假设面积无限大且厚度有限的试件，考虑脉冲的热源作用，无限个脉冲热源达到平衡，仍然满足方程的边界方程：仅考虑表面上温度的变化得：式中：c＝q/ρcv由于热像仪监测这种温场变化的动态过程，结构或缺陷信息出现的时序关系就反映了深度信息。

结构或缺陷信息出现的时间越早，离探测面越近；反之越深。

在热图中，通常用亮表示高温，用暗表示低温。

北京维泰凯信新技术有限公司，专注于红外无损检测技术和设备的研发、应用、推广，致力于提供最优化的红外无损检测整体方案。

红外无损检测是一种非接触式在线监测的高科技技术，它集光电成像、计算机、图像处理等技术于一体，通过接收物体发射的红外线，将其温度分布以图像的方式显示于屏幕，从而使检测者能够准确判断物体表面的温度分布状况。

它能够检测出设备细微的热状态变化，准确反映设备内、外部的发热情况，对发现设备的早期缺陷及隐患非常有效。

一、红外热像仪构成及原理红外无损检测所使用的设备叫红外热像仪，是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统接收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上。

在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换为电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。

二、红外无损检测技术特点红外无损检测技术与其他检测技术相比有以下特点：1）能实现非接触测量，检测距离可近可远2）精度比较高3）空间分辨率较高4）反应快5）检测时操作简单、安全可靠，易于实现自动化和实时观察6）采用周期性加热源加热时，加热频率不同可探测不同深度的缺陷。

当频率高时，有利于探测表面微裂纹；频率低时，可探测较深缺陷，但灵敏度降低7）采用热像仪检测能显示缺陷的大小、形状和缺陷深度三、红外无损检测技术应用现阶段，我国红外无损检测技术已经得到了广泛应用，主要应用于电力工业、钢铁工业、电子工业、石油化工、建筑、航空航天和医疗等领域。

1）电力方面：主要用于检测发电机组装置、输电线接头、绝缘部件等；2）在钢铁工业方面：红外检测技术可用于冶炼到轧钢的各个生产环节，例如热风炉的破损诊断、钢锭温度的测定、高炉残缺口位置的确定等；3）在电子工业方面：实现了印刷板电路的电动检测；4）在石油化工方面：对高温高压状况下的设备进行在线检测，为设备的维修和养护提供支持；5）在建筑方面：主要用于建筑节能监测和建筑物饰面层粘贴质量的检测，在建筑物渗漏和建筑结构混凝土火灾受损、受冻融等检测方面也有研究；6）在航空航天方面：夹层结构件的脱粘缺陷检测，在役飞机的蜂窝积水检测，吸波图层的缺陷检测与厚度测量，热障涂层的缺陷检测等。

红外热像无损检测技术在建筑工程检测中的应用本文简要阐述了红外热像技术原理，在此基础上，探讨了红外热像技术在建筑工程检测中的应用，并对其检测影响因素进行了分析。

标签：红外热像;无损检测;建筑工程检测随着我国建筑工程领域的不断发展，建筑工程质量检测技术也不断进步。

与传统的质量检测技术相较，无损检测技术由于在检测过程中對建筑结构、外观等没有损伤，在建筑工程质量检测中得到了广泛的应用。

红外热像技术是近年来新兴的一种无损检测技术，在建筑节能检测、外墙饰面砖粘结质量检测、混凝土表面缺陷检测等方面具有良好的检测效果，应用前景十分广阔。

本文就红外热像技术在建筑工程质量检测中的应用进行一些探讨，以期能够对该技术在建筑工程领域的推广应用提供一些参考。

1 红外热像技术原理自然界中任何高于绝对温度（-273℃）的物体，都向外连续发射红外线，但不同物体的表面温度和辐射量均不同，红外无损检测就是测量通过物体的热量和热流来鉴定该物体质量的一种方法，红外热像的理论基于热辐射定律和热传导微分方程，材料的导热系数、密度和比热不同，使物体表面的温度和辐射率不同，从而影响红外辐射的数量，并形成各种不同特征的红外热像图。

利用红外热像仪将物体辐射的功率信号转换成电信号后，成像装置的输出信号就可以完全一一对应地模拟扫描物体表面热分布相应的热像图，运这一方法，便能实现对目标进行远距离热状态成像和测温，并对被测物体的状态进行分析判断。

2 红外热像技术在建筑工程检测中的应用2.1建筑节能检测目前，国内外评价建筑节能是否达标，大多采用建筑热工法现场检测。

建筑热工法现场检测中关键的指标是建筑围护结构的传热系数，在一维稳态传热条件下，围护结构的传热系数可以用下式表达：式中：R0为围护结构总热阻，（m2·℃）/w;Rw为围护结构外表面换热阻，（m2·℃）/w。

按照《民用建筑热工设计规范》（GB50176—1993）的规定取值;ti为室内空气温度为，℃;to为室外空气温度，℃;two为围护结构外表面温度，℃;通过红外热像技术即可获得围护结构外表面温度two，再由公式计算确定传热系数K，参照《采暖居住建筑节能检验标准》（JFJ132-2001）即可知该建筑是否达到节能标准。

红外检测的原理红外检测是一种常见的无损检测技术，它利用物体在红外波段的辐射特性来实现对物体的检测和识别。

红外辐射是指物体在温度高于绝对零度时产生的电磁辐射，其波长范围在0.78μm至1000μm之间。

根据物体的温度不同，其辐射的波长和强度也会有所不同，因此可以利用这一特性来进行检测和识别。

红外检测的原理主要包括辐射原理、传感器原理和信号处理原理。

首先，辐射原理是红外检测的基础。

根据普朗克辐射定律和斯特藩-玻尔兹曼定律，物体的辐射能力与其温度成正比，即温度越高，辐射能力越强。

因此，红外检测利用物体在不同温度下的辐射特性来实现对物体的检测和识别。

其次，传感器原理是红外检测的关键。

红外传感器是一种能够感应红外辐射的传感器，它可以将物体发出的红外辐射转化为电信号，从而实现对物体的检测和识别。

红外传感器通常包括红外发射器和红外接收器两部分，红外发射器发射红外光束，而红外接收器则接收物体反射或发出的红外光束，通过测量红外光束的强度和波长来实现对物体的检测和识别。

最后，信号处理原理是红外检测的关键环节。

红外传感器将感应到的红外辐射转化为电信号后，需要经过一系列的信号处理来实现对物体的检测和识别。

信号处理包括信号放大、滤波、模数转换等过程，最终将处理后的信号传递给控制系统进行分析和判断。

总的来说，红外检测的原理是基于物体在红外波段的辐射特性来实现对物体的检测和识别。

通过辐射原理、传感器原理和信号处理原理的相互作用，可以实现对物体的高效、准确的检测和识别。

红外检测技术在工业生产、安防监控、医疗诊断等领域有着广泛的应用前景，对于提高生产效率、保障安全和健康具有重要意义。

２０１４远东无损检测新技术论坛论文精选收稿日期：２０１４－０６－２５作者简介：江海军（１９８８－），男，研发工程师，主要从事红外热波无损检测工作。

激光扫描红外热波成像技术在无损检测中的应用江海军１，陈　力１，张淑仪２（１．南京诺威尔光电系统有限公司，南京　２１００３８；２．南京大学声学研究所，南京　２１００９３）摘　要：对激光扫描热波成像技术与传统的闪光灯激励热波技术进行了比较，介绍了一种基于激光扫描热波成像技术的新型红外无损检测设备，通过试验对所建立的２－Ｄ理论模型进行验证，试验结果表明，当激光扫描速度在一定范围内，样品表面温度场的变化服从一维热传导模式，主要表现为厚样品的温度－时间曲线在双对数坐标中为斜率－０．５的直线，与理论模型的结果相符合。

并对两种特殊涂层的人工样品进行检测，验证了激光扫描红外热波成像设备的有效性。

关键词：激光扫描热波成像；热波；特殊涂层 中图分类号：ＴＧ１１５．２８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－６６５６（２０１４）１２－００２０－０３Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｌａｓｅｒ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ　ｆｏｒ　Ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ　ＴｅｓｔｉｎｇＪＩＡＮＧ　Ｈａｉ－ｊｕｎ１，ＣＨＥＮ　Ｌｉ　１，ＺＨＡＮＧ　Ｓｈｕ－ｙｉ　２（１．Ｎｏｖｅｌｔｅｑ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００３８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００９３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｎｅｗ　ａｃｔｉｖｅ　ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｌａｓｅｒ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｆｌａｓｈ　ｌａｍｐ　ｂａｓｅｄ　ａｐｐｒｏａｃｈ．Ａ　２－Ｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｗａｓ　ｅｘａｍｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｏｍｅ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｏｖｅｒ　ｃｏａｔｉｎｇｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｓｅｒ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ；Ｔｈｅｒｍａｌ　ｗａｖｅ；Ｓｐｅｃｉａｌ　ｃｏａｔｉｎｇ 得益于红外热像仪的快速发展，红外热波成像无损检测技术已经在欧美等先进国家得到广泛应用，特别是在航空航天及国防军工等领域［１］。

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。