紅外熱像儀原理及用途
目標(biāo)的熱圖像和目標(biāo)的可見光圖像不同,它不是人眼所能看到的可見光圖像,而是表面溫度分布圖像。紅外熱成像使人眼不能直接看到表面溫度分布,變成可以看到的代表目標(biāo)表面溫度分布的熱圖像。所有溫度在絕對零度(-273℃)以上的物體,都會不停地發(fā)出熱紅外線。紅外線(或熱輻射)是自然界中存在最為廣泛的輻射,它還具有兩個重要的特性:
(1)物體的熱輻射能量的大小,直接和物體表面的溫度相關(guān)。熱輻射的這個特點使人們可以利用它來對物體進(jìn)行無需接觸的溫度測量和熱狀態(tài)分析,從而為工業(yè)生產(chǎn),節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境等方面提供了一個重要的檢測手段和診斷工具。
(2)大氣、煙云等吸收可見光和近紅外線,但是對3~5微米和8~14微米的熱紅外線卻是透明的。因此,這兩個波段被稱為熱紅外線的“大氣窗口” 。利用這兩個窗口,使人們在完全無光的夜晚,或是在煙云密布的戰(zhàn)場,清晰地觀察到前方的情況。由于這個特點,熱紅外成像技術(shù)在軍事上提供了先進(jìn)的夜視裝備,并為飛機(jī)、艦艇和坦克裝上了全天候前視系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮了非常重要的作用。
紅外熱像儀應(yīng)用的范圍隨著人們對其認(rèn)識的加深而愈來愈廣泛:用紅外熱像儀可以十分快捷,探測電氣設(shè)備的不良接觸,以及過熱的機(jī)械部件,以免引起嚴(yán)重短路和火災(zāi)。對于所有可以直接看見的設(shè)備,紅外熱成像產(chǎn)品都能夠確定所有連接點的熱隱患。對于那些由于屏蔽而無法直接看到的部分,則可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面的部件上的情況,來發(fā)現(xiàn)其熱隱患,這種情況對傳統(tǒng)的方法來說,除了解體檢查和清潔接頭外,是沒有其它的辦法。斷路器、導(dǎo)體、母線及其它部件的運行測試,紅外熱成像產(chǎn)品是無法取代的。然而紅外熱成像產(chǎn)品可以很容易地探測到回路過載或三相負(fù)載的不平衡。
在紅外熱像預(yù)知維護(hù)領(lǐng)域,采用紅外熱像儀對所有電氣設(shè)備、配電系統(tǒng),包括高壓接觸器、熔斷器盤、主電源斷路器盤、接觸器、以及所有的配電線、電動機(jī)、變壓器等等,進(jìn)行紅外熱成像檢查,以保證所有運行的電氣設(shè)備不存在潛伏性的熱隱患,有效防止火災(zāi)、停機(jī)等事故發(fā)生。下面是需要進(jìn)行紅外熱成像產(chǎn)品檢查的部分設(shè)施:
1. 各種電氣裝置:可發(fā)現(xiàn)接頭松動或接觸不良,不平衡負(fù)荷,過載,過熱等隱患。這些隱患可能造成的潛在影響是產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。
2. 變壓器:可以發(fā)現(xiàn)的隱患有接頭松動,套管過熱,接觸不良(抽頭變換器),過載,三相負(fù)載不平衡,冷卻管堵塞不暢。其影響為產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。
3. 電動機(jī)、發(fā)電機(jī):可以發(fā)現(xiàn)的隱患是軸承溫度過高,不平衡負(fù)載,繞組短路或開路,碳刷、滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)熱,過載過熱,冷卻管路堵塞。其影響為有問題的軸承可以引起鐵芯或繞組線圈的損壞;有毛病的碳刷可以損壞滑環(huán)和集流環(huán),進(jìn)而損壞繞組線圈。還可能引起驅(qū)動目標(biāo)的損壞。
4. 電氣設(shè)備維修檢查,屋頂查漏,節(jié)能檢測,環(huán)保檢查,安全防盜,森林防火,無損探傷,質(zhì)量控制,醫(yī)療檢查等等也很有效益。
在科研領(lǐng)域主要應(yīng)用包括:汽車研究發(fā)展-射出成型、模溫控制、剎車盤、引擎活塞、電子電路設(shè)計、烤漆;電機(jī)、電子業(yè)-印制電路板熱分布設(shè)計、產(chǎn)品可靠性測試、電子零組件溫度測試、筆記本電腦散熱測試、微小零組件測試;引擎燃燒試驗風(fēng)洞實驗;目標(biāo)物特征分析;復(fù)合材料檢測; 建筑物隔熱、受潮檢測;熱傳導(dǎo)研究; 動植物生態(tài)研究;模具鑄造溫度測量;金屬熔焊研究;地表/海洋熱分布研究等。
紅外熱成像儀已廣泛應(yīng)用于安全防范系統(tǒng)中,并成為安全監(jiān)控系統(tǒng)中的明星。由于具有隱蔽探測功能,不需要可見光,可以使犯罪份子不知其工作地點和存在,進(jìn)而產(chǎn)生錯誤判斷,導(dǎo)致犯罪行為被發(fā)現(xiàn)。在某些重要單位,例如:重要的行政中心、銀行金庫、機(jī)要室、檔案室、軍事要地、監(jiān)獄等,用紅外熱成像儀24小時監(jiān)控,并隨時對背景資料進(jìn)行分析,一旦發(fā)現(xiàn)變化,可以及時發(fā)出警報,并可以通過智能設(shè)備的處理,對有關(guān)情況進(jìn)行自動處理,并隨時將情況上報,取得進(jìn)一步的處理意見。(end)
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