紅外檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用

1、紅外檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用紅外基本概念紅外線：白色的太陽(yáng)光被分成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色，位于可見光紅光外側(cè)，人 眼看不見的光線叫紅外線。紅外線是電磁輻射頻譜的一部分，電磁頻譜中包括無線電波、微波、可見光、紫外線、伽馬 射線和X光。紅外線是一種電磁波，它的電磁波譜圖見下：Wavelength jim按波長(zhǎng)紅外波段通常又分成四個(gè)較小的波段：近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外。紅外線波長(zhǎng)通常以微米來表示。紅外頻譜范圍從0.7微米至1000微米。實(shí)踐中，紅外溫度測(cè)量使用的波段范圍為0.7微米至14微米。紅外線遵循可見光所遵循的規(guī)律：直線傳播，反射、折射。任何大于絕對(duì)零度（-2730的物體都會(huì)向外界輻射熱

2、能。紅外測(cè)溫儀就是通過接受物體輻 射的紅外能量而計(jì)算出物體的表面溫度。黑體：一個(gè)吸收所有碰撞它的任何波長(zhǎng)紅外輻射的物體被定義為黑體。黑體輻射：實(shí)際上的黑體就是一個(gè)空腔， 上面開有一個(gè)小孔， 當(dāng)空腔達(dá)到某一溫度并處 于熱平衡時(shí)，從小孔射出的紅外輻射就具有穩(wěn)定的特性，稱為黑體輻射。基本熱傳導(dǎo)理論:傳導(dǎo)模式：?輻射?傳導(dǎo)?對(duì)流傳導(dǎo)：熱量傳導(dǎo)取決于：?傳導(dǎo)率（k）和厚度（L）?溫差 T （從一側(cè)到另一側(cè)）?面積A傳導(dǎo)率值常見材料的k值數(shù)值越大，傳導(dǎo)性越強(qiáng)溫差A(yù)T的變化?T增加，熱傳導(dǎo)也增加?4T降低，熱傳導(dǎo)也降低?無丁，也沒有傳導(dǎo)對(duì)流：對(duì)流傳導(dǎo)的熱能取決于：? h值（對(duì)流系數(shù)）?溫差A(yù)T （從表面到該

3、流量的一點(diǎn)）?面積A對(duì)流系數(shù)（h）取決于：?流速?流量方向?表面狀態(tài)?幾何結(jié)構(gòu)?粘度不能簡(jiǎn)單地用數(shù)量表示傅里葉定律：Q = k/L AT A播仔或里的建技工靖玻璃纖維毛氈.039軟木祥.145濟(jì)5?理凝十1.90鐘閭身45.3047,70221,00393,00牛頓冷卻定律：Q = h * AT A溫差：如傳導(dǎo)情況一樣?T增加，熱傳導(dǎo)也增加?4T降低，熱傳導(dǎo)也降低?沒有 T,也沒有傳導(dǎo)輻射史提芬-波茲曼定律：Q = o * e T 絕對(duì)一個(gè)表面的輻射熱能取決于：? d = S-B 常數(shù)?發(fā)射率（£ ）?溫度（T 一個(gè)熱表面要比一個(gè)涼爽的表面放射更多熱輻射（如果兩個(gè)是同樣材料的話）發(fā)射

4、率：? 一種材料性質(zhì)? 一種“效率系數(shù)”?校正值=0-1.0?黑體=1.0?實(shí)體=<1.0.高發(fā)射率表面 ?油漆（任何顏色），絕緣帶或者強(qiáng)氧化物質(zhì)表面?可靠的、可重復(fù)的溫度測(cè)定 低發(fā)射率表面?低輻射?高熱反射?必須考慮到背景?在0.6發(fā)射率以下輻射溫度難以正確地測(cè)定 發(fā)射率可以根據(jù)以下而變化：?材料?表面?波長(zhǎng)?溫度紅外測(cè)溫原理:完全理解紅外技術(shù)及其原理是準(zhǔn)確測(cè)量溫度的基礎(chǔ)。使用非接觸式紅外儀器測(cè)量溫度時(shí)，從待測(cè)物體發(fā)出的紅外能量通過測(cè)溫儀或熱像儀的 光學(xué)系統(tǒng)，被傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該信號(hào)再顯示為溫度讀數(shù)及（或）熱像。紅外熱像儀：紅外熱像儀能把物體輻射的紅外能量轉(zhuǎn)變成可見圖像一熱像圖。通

5、過熱像圖的可直觀地觀察物體表面或近表面層的熱狀態(tài)。用于紅外測(cè)溫的波長(zhǎng)段在大氣中傳導(dǎo)時(shí)，會(huì)受到各種干擾。水汽、二氧化碳、臭氧等氣體對(duì)紅外線不可忽略可吸收，再加上大氣中懸浮微粒對(duì)紅外線的吸收及散射作用，就形成了紅外輻射在大氣中的衰減。其衰減程度如圖所示。從圖中可清楚地看到有三個(gè)可透射過大氣的紅外波段，它們分別是1-2.5um, 3-5um , 8-13um。這三個(gè)波段被稱為紅外線的“大氣窗口,紅外測(cè)溫系統(tǒng)大都是在這三個(gè)窗口內(nèi)選擇輻射波長(zhǎng)的。有幾種因素決定測(cè)量精度。最重要的因素是：輻射系數(shù)、距離大小比和視場(chǎng)輻射系數(shù)（發(fā)射率）：輻射系數(shù)是衡量物體輻射紅外能量能力的一種度量。輻射的紅外能量與物體的溫度呈

6、指數(shù)比例關(guān)系。輻射系數(shù)值的范圍為 0 （光亮鏡面，全反射鏡）到 1.0 （黑體、完全輻射體）。大多 數(shù)有機(jī)、涂漆或氧化處理表面的輻射系數(shù)值接近 0.95。如果需要測(cè)量實(shí)際溫度值，則按待測(cè) 物體制造材料的輻射系數(shù)設(shè)置。所有物體均反射、透射和輻射能量。其中只有輻射的能量表示物體的溫度。紅外測(cè)溫儀或熱像儀測(cè)量物體表面溫度時(shí)， 會(huì)傳感全部三種能量， 因而所有測(cè)溫儀均必須調(diào)節(jié)修正以只讀出 輻射的能量。測(cè)量誤差通常由反射光源的能量造成。ObjectA" 寸目nftrnSnpd Erwgy1Fmriftd； FTfirjy某些紅外測(cè)溫儀和熱像儀允許更改儀器的輻射系數(shù)。各種材料的輻射系數(shù)可在出版的輻

7、射系數(shù)表中查得。幾種材質(zhì)表面的發(fā)射率鋁0.3鐵0.70石棉0.95鉛0.50瀝青0.95石灰石0.98玄武巖0.7油0.94黃銅0.5油漆0.93磚0.9紙0.95碳0.85塑料0.95陶瓷0.95橡膠0.95混凝土0.95沙土0.90銅0.95皮膚0.98油泥0.94雪0.90冷凍食品0.90鋼0.80熱食品0.93織品0.94玻璃板0.85水0.93冰0.98木0.94某些紅外測(cè)溫儀有固定預(yù)設(shè)的輻射系數(shù)0.95,該輻射系數(shù)適用于大多數(shù)有機(jī)材料和油漆或氧化處理的物體表面。如果使用有固定輻射系數(shù)的測(cè)溫儀或熱像儀測(cè)量物體的表面溫度，可用遮蓋膠帶或啞光黑漆將待測(cè)表面蓋住予以補(bǔ)償。等待膠帶或油漆達(dá)到

8、與待測(cè)材料溫度相同, 測(cè)量其溫度，這才是物體的真實(shí)溫度。距離大小比（光學(xué)分辨率）：紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)收集來自圓形測(cè)量點(diǎn)的紅外能量并將其聚焦到探測(cè)器上。光學(xué)分辨率是指儀器到目標(biāo)的距離與測(cè)量圓點(diǎn)尺寸相比的比率（D: S比）。該比值越大，則儀器的分辨率越好，且可從較遠(yuǎn)距離測(cè)量的目標(biāo)圓點(diǎn)尺寸越小。所有非接觸式紅外測(cè)溫儀和熱像儀都有特定的光學(xué)分辨率，用D: S比及光圖表示，用于說明由儀器鏡頭所見的紅外輻射光路的幾何關(guān)系。光圖是光學(xué)分辨率的圖形表示。某些儀器配備的激光瞄準(zhǔn)裝置只是幫助瞄準(zhǔn)測(cè)量圓點(diǎn)。雙激光尋點(diǎn)環(huán)形激光尋點(diǎn)視場(chǎng)：目標(biāo)一定要大于儀器所測(cè)量圓點(diǎn)的尺寸。目標(biāo)越小，應(yīng)離的越近。 如果精度至關(guān)重要，

9、則要確保目標(biāo)至少是測(cè)量圓點(diǎn)尺寸的兩倍。使用紅外測(cè)溫儀器注意事項(xiàng)：只測(cè)量物體表面溫度。紅外測(cè)溫儀不能測(cè)量?jī)?nèi)部溫度。不要通過玻璃進(jìn)行溫度測(cè)量。玻璃的反射和透射性能非常與眾不同， 因而不能得出精確 的紅外溫度讀數(shù)。建議不要用紅外測(cè)溫儀測(cè)量光亮或拋光金屬表面（不銹鋼、鋁等）。注意環(huán)境條件。蒸汽、灰塵、煙霧等遮住鏡頭，會(huì)坊礙精確測(cè)量。注意環(huán)境溫度。當(dāng)環(huán)境溫度高于目標(biāo)溫度時(shí)，要考慮環(huán)境溫度的影響。 同時(shí)如果測(cè)溫儀遇到10度以上得突變環(huán)境溫差，讓儀器適應(yīng)新的環(huán)境至少20分鐘。非接觸式紅外測(cè)溫儀器典型應(yīng)用:預(yù)測(cè)性及預(yù)防性工業(yè)維修保養(yǎng)：檢查變壓器、配電盤、連接器、開關(guān)裝置、旋轉(zhuǎn)設(shè)備、爐窯等。汽車：診斷缸頭及加熱

10、或冷卻系統(tǒng)。采暖通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)飲食服務(wù)及安全：掃描儲(chǔ)藏、服務(wù)及存放溫度。過程控制及監(jiān)測(cè)： 檢查鋼鐵、玻璃、塑料、水泥、造紙、食品及飲料生產(chǎn)工藝過程溫度。紅外點(diǎn)溫儀應(yīng)用:電氣系統(tǒng)故障檢測(cè)與維護(hù)：由于電流流過可使電氣設(shè)備產(chǎn)生熱量，所以進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為預(yù)測(cè)電氣設(shè)備潛在故障的一種有效方法。主要應(yīng)用 探側(cè)熱點(diǎn) 預(yù)防電弧產(chǎn)生和絕綠損壞 探測(cè)電路接地點(diǎn) 識(shí)別干擾性故障源 確定電能損耗通 保護(hù)電機(jī)檢查變壓器斷結(jié)器在失效前查找熱點(diǎn)叫恪板枳別后路和遙勢(shì)不良探測(cè)過熱的電氣元件在找開我的線圈和接線端子檢避加熱器的進(jìn).出口管發(fā)動(dòng)機(jī)拍承檢查磨拉的后求汽車檢測(cè)與維護(hù)：汽車發(fā)生故障時(shí)通常產(chǎn)生溫度的變化，正確地檢測(cè)和分析這

11、些變化可以節(jié)省大量的檢測(cè)時(shí)間并保證行車安全。主要應(yīng)用,車內(nèi)溫度捶制 冷卻系統(tǒng)檢洌 制動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè) 發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)溫度變正圖形顯示 輪胎位置檢測(cè)監(jiān)控冶金行業(yè)應(yīng)用主要應(yīng)用連鑄熱風(fēng)爐熱軋,冷乳棒線材軋制塑料加工與制造：主要應(yīng)用 吹望薄膜壓制 注鱉薄膜壓制 雙軸定向薄膜壓制 片料壓制 膜層壓制 疊層和壓花處理 熱成型處理過衽板爐紅外熱像儀應(yīng)用:公用設(shè)施變電站公用設(shè)施變電站基座式變壓器植朋內(nèi)M知外部的觸族卜鱉電咕，HCC,配電也枇*許器密廠內(nèi)電鬻玻璃加工與制造:主要應(yīng)用熔爐平板玻璃模具和芯模逋璃纖維汽車玻璃燈泡.泡殼和管材瓶耀容器和特種玻璃安裝在電桿上的變壓器開關(guān)裝置際有宴二世*的鐘美-安氏 H*，.呼和

12、區(qū)坨*湍盾拜寓是不可書的小何沖月變化都可以預(yù) 示潛在的產(chǎn)重同踮一*電客棒檢周內(nèi)部靶加部的連隕馬達(dá)控制中心（MCC）封閉的母線位節(jié)凸片連法以及可監(jiān)足內(nèi)訊連報(bào)或力爆鏡到總罐的 皚書的造構(gòu)出入是罵電的慢喟大的出沒登記也司以斤!示H芭不在i可熔斷器的斷開熔斷器隔離開關(guān)可能和冷冰定用 壽傳吉問麒是普通的配電盤*除去向蓋*拾吉負(fù)我正定的不門譽(yù)r.HlT反京的瑞波他R熔斷器板檢查供嶗姓-保竹依央頭凸片作接和解延勘注韶的建 度注意“冷的“爆廝箱陰電動(dòng)機(jī)軸加*聯(lián)軸謠-電二連搔總體思度黃沖用抑可在機(jī)械設(shè)備檢測(cè)作多不同的諛魯跑號(hào)* 了鰥桃眺機(jī)犍部分-知道該設(shè)科的功能和提 壞娓度地承/聯(lián)軸器冷卻的限定電動(dòng)機(jī)的總體溫度增加過想能引趣事毀紅外廢近坐在近處均勻快速的監(jiān)控皮帶與滑輪防護(hù)鬟可M觀案,在校止之后第翱世強(qiáng)小軸承范為習(xí)廣白總吃用小靶 卡史再城或M史