红外热像仪相关技术介绍,热像仪性能特点

红外热像仪技术在产品质量控制和监测、设备在线故障诊断、安全保护以及节约能源等方面发挥了正在发挥着重要作用。近二十年来，非接触红外热像仪在技术上得到迅速发展，性能不断提高，适用范围也不断扩大，红外热像仪市场占有率逐年增长。比起接触式测温方法，红外热成像仪有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。
选择红外热像仪可分为三个方面：
1环境和工作条件方面，如环境温度、窗口、显示和输出、保护附件等；
2．性能指标方面：如温度范围、光斑尺寸、工作波长、测量精度、响应时间等；
3.其他选择方面，如使用方便、维修和校准性能以及价格等，也对测温仪的选择产生一定的影响。
随着技术和不断发展，红外热像仪*佳设计和新进展为用户提供了各种功能和多用途的仪器，扩大了选择余地。
确定测温范围：
测温范围是热像仪*重要的一个性能指标。每种型号的热像仪都有自己特定的测温范围。因此，用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全，既不要过窄，也不要过宽。根据黑体辐射定律，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，用户只需要购买在自己测量温度内的红外热像仪。
确定目标尺寸：
红外热像仪根据试验方法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，被测目标面积应充满热像仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场，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，如果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。
确定光学分辨率(距离系灵敏):
光学分辨率由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。如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处，而又要测量小的目标，就应选择高光学分辨率的热像仪。光学分辨率越高，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定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*佳波长是近红外，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。由于有些材料在一定波长是透明的，红外能量会穿透这些材料，对这种材料应选择特殊的波长。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；测低区区选用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。厚度超过0.4mm选用8-14μm波长；又如测火焰中的CO2用窄带4.24-4.3μm波长，测火焰中的CO用窄带4.64μm波长，测量火焰中的NO2用4.47μm波长。
确定响应时间：
响应时间表示红外热像仪对被测温度变化的反应速度，定义为到达*后读数的95%能量所需要时间，它与光电探测器、信号处理电路及显示系统的时间常数有关。现在的红外热像仪的反映速度都很快。这要比接触式测温方法快得多。如果目标的运动速度很快或测量快速加热的目标时，要选用快速响应红外热像仪，否则达不到足够的信号响应，会降低测量精度。然而，并不是所有应用都要求快速响应的红外热像仪。对于静止的或目标热过程存在热惯性时，红外热像仪的响应时间就可以放宽要求了。因此，红外热像仪响应时间的选择要和被测目标的情况相适应。
环境条件考虑：
热像仪所处的环境条件对测量结果有很大影响，应加以考虑并适当解决，否则会影响测温精度甚至引起热像仪的损坏。当环境温度过高、存在灰尘、烟雾和蒸汽的条件下，可选用厂商提供的保护套、水冷却、空气冷却系统、空气吹扫器等附件。这些附件可有效地解决环境影响并保护热像仪，实现准确测温。在确定附件时，应尽可能要求标准化服务，以降低安装成本。在密封的或危险的材料应用中(如容器或真空箱)，热像仪通过窗口进行观测。材料必须有足够的强度并能通过所用测温仪的工作波长范围。还要确定操作工是否也需要通过窗口进行观察，因此要选择合适的安装位置和窗口材料，避免相互影响。在低温测量应用中，通常用Ge或Si材料作为窗口，不透可见光，人眼不能通过窗口观察目标。如操作员需要通过窗口目标，应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料，如应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料，如ZnSe或BaF2等作为窗口材料。
操作简单，使用方便：
红外热像仪应该是直观的，操作简单，易于被操作人员使用，其中便携式红外热像仪是一种集测温和显示输出为一体的小型、轻便、由人携带进行测温的仪器，在显示面板上可显示温度和输出各种温度信息，有的可通过遥控或通过计算机软件程序操作。在环境条件恶劣复杂的情况下，可以选择测温头和显示器分开的系统，以便于安装和配置。可选择与现行控制设备相匹配的信号输出形式。红外辐射热像仪的标定：红外热像仪必须经过标定才能使它正确地显示出被测目标的温度。如果所用的测温仪在使用中出现测温超差，则需退回厂家或维修中心重新标定。

红外热像仪
红外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，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。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。
简介
　　红外热像仪*早是因为军事目的而得以开发，近年来迅速向民用工业领域扩展。自二十世纪70年代，欧美一些发达国家先后开始使用红外热像仪在各个领域进行探索。红外热像仪也经过几十年的发展，已经发展成非常轻便的现场测试设备。由于测试往往产生的温度场差异不大和现场环境复杂等因素，好的热像仪必须具备320*240像素、分辨率小于0.1℃、空间分辨率小、具备红外图像和可见光图像合成功能等。由于红外热成像技术能够进行非接触式的、高分辨率的温度成像，能够生成高质量的图像，可提供测量目标的众多信息，弥补了人类肉眼的不足，因此已经在电力系统、土木工程、汽车、冶金、石化、医疗等诸多行业得到广泛应用，未来的发展前景更不可限量。
应用
　　下面对红外热像仪的具体应用情况向您作一个简单介绍：
　　　　怎样选择合适的红外热像仪
　　1.什么样的像素满足您的要求?
　　320*240=76,800?
　　在12米处测量的*小尺寸是1*1cm
　　160*120=19,200?
　　在12米处测量的*小尺寸是2*2cm
　　TH7700红外热像仪低端低分辨率红外热像仪
　　320*240=76800个像素160*120=19,200个像素
　　

2、是否需要定量检测
　　红外热像仪有两种用途：
　　1、热成像
　　2、测温
　　评价红外测温能力叫做MFOV，主要有2种：一种是MFOV为1，另外一种MFOV为3*3。
　　

MFOV为1时，目标完全覆盖了热像仪的像素，像素接受的辐射只来自目标，因此能准确测量目标温度。而MFOV为9时，像素接收的辐射不只来自目标，而且吸收目标旁边的和背后的辐射，就不能测得这么小目标的准确温度。
　　然而这只是测量的极限，根据当前的大部分FPA探测器技术，目标在探测器上*少要有3x3个像素才能确保准确测量，这要求检测时尽量靠近目标或选用望远镜头.如果目标成像小于3x3个像素，则热像仪显示的温度读数是目标的温度值与也成像在这3x3个像素的目标周围物体（环境）温度的平均值。
　　3、高空间分辨率的优势
　　高空间分辨率能够得出准确的温度，低空间分辨率读出的温度只是发热点周围的平均温度。在定量化检测时候，温度的正确与否非常重要！
　　4、稳定性重复性对你是否重要
　　决定红外热像仪的因素主要有3个方面：
　　探测器、光学器件、电气原器件，军事级探测器的主要优势在哪里
　　a、主要有两种探测器。氧化钒晶体和多晶硅。氧化钒晶体探测器的主要优势：
　　b、此探测器主要的优势是测温视域MFOV（MeasurementFieldofView）为1,温度测量是精确到1个像素点。AmorphousSilicon（多晶体硅）传感器，MFOV为9，即每点的温度是基于3×3=9个像素点平均而获得。
　　c、温度稳定性好。
　　d、使用寿命长
　　e、适合于远距离测试
　　5、是否在意报告处理的烦琐？
　　如果红外图像和可见光图像组合显示就减少了大量工作，同时报告自动生成也会大大减少操作时间。
　　6、是否需要延长曝光时间？延长曝光时间——专业照相的必然选择
　　∑2、∑4、∑8、∑16等功能，特别在检测北立面或者阳光照不到的地方很有优势。使用了∑功能，增加了曝光时间，图像更清晰，更容易发现缺陷部位。
　　

7、是否需要强大的售后技术支持
　　a、是否需要现场测试指导培训
　　b、专业的培训：
　　LEVEL1,
　　LEVEL2，
　　LEVEL3认证课程培训。
使用
　　正确使用红外热像仪的方法和技巧
　　1）调整焦距
　　2）选择正确的测温范围
　　3）了解*大测量距离
　　4）仅仅要求生成清晰红外热图像，还是同时要求精确测温
　　5）工作背景单一
　　6）保证测量过程中仪器平稳

红外热成像仪已广泛应用于安全防范系统中，并成为安全监控系统中的明星。

由于具有隐蔽探测功能，不需要可见光，可以使犯罪份子不知其工作地点和存在，进而产生错误判断，导致犯罪行为被发现。

在某些重要单位，例如：重要的行政中心、银行金库、机要室、档案室、军事要地、监狱等，用红外热成像仪24小时监控;

并随时对背景资料进行分析，一旦发现变化，可以及时发出警报;

并可以通过智能设备的处理，对有关情况进行自动处理，并随时将情况上报，取得进一步的处理意见。

1.各种电气装置：

可发现接头松动或接触不佳，不平衡负荷，过载，过热等隐患。

这些隐患可能造成的潜在影响是产生电弧、短路、烧毁、起火。

2.变压器：

可以发现的隐患有接头松动，套管过热，接触不佳（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。

4.电气设备维修检查，屋顶查漏，节能检测，环保检查，安全防盗，森林防火，无损探伤，质量控制，医疗检查等等也很有效益。

在科研领域主要应用包括：

汽车研究发展－射出成型、模温控制、剎车盘、引擎活塞、电子电路设计、烤漆；

电机、电子业－印制电路板热分布设计、产品可靠性测试、电子零组件温度测试、笔记本电脑散热测试、微小零组件测试；

引擎燃烧试验风洞实验；目标物特征分析；复合材料检测；建筑物隔热、受潮检测；热传导研究；

动植物生态研究；模具铸造温度测量；金属熔焊研究；地表/海洋热分布研究等。