红外热成像

红外热成像

任何有温度的物体都会发出红外线，热像仪就是接收物体发出的红外线，通过有颜色的图片来显示被测量物表面的温度分布，根据温度的微小差异来找出温度的异常点，从而起到与维护的作用。一般也称作红外热像仪。

一. 红外热成像原理

波长为2.0~1000μm的部分称为热红外线。我们周围的物体只有当它们的温度高达1000℃以上时，才能够发出可见光。相比之下，我们周围所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都会不停地发出热红外线。所以，热红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。热辐射除存在的普遍性之外，还有另外两个重要的特性。

1．大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5μm和8~14μm的热红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，可以使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点，热红外成像技术军事上提供了先进的夜视装备并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在海湾战争中发挥了非常重要的作用。

2．物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触温度测量和热状态分析，从而为工业生产，节约能源，保护环境等等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。

现代的热成像装置工作在中红外区域（波长3~5μm）或远红外区域（波长8~12μm）。通过探测物体发出的红外辐射，热成像仪产生一个实时的图像，从而提供一种景物的热图像。并将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。热成像仪非常灵敏，能探测到小于0.1℃的温差。

工作时，热成像仪利用光学器件将场景中的物体发出的红外能量聚焦在红外探测器上，然后来自与每个探测器元件的红外数据转换成标准的视频格式，可以在标准的视频监视器上显示出来，或记录在录像带上。由于热成像系统探测的是热而不是光，所以可全天候使用；又因为它完全是被动式的装置，没有光辐射或射频能量，所以不会暴露使用者的位置。

红外探测器分为两类：光子探测器和热探测器。光子探测器在吸收红外能量后，直接产生电效应；热探测器在吸收红外能量后，产生温度变化，从而产生电效应。温度变化引起的电效应与材料特性有关。

光子探测器非常灵敏，其灵敏度依赖于本身温度。要保持高灵敏度，就必须将光子探测器冷却至较低的温度。通常采用的冷却剂为斯太林（Stirling）或液氮。

热探测器一般没有光子探测器那么高的灵敏度但在室温下也有足够好的性能，因此不需要低温冷却。

二. 红外与热成像什么关系

红外热像仪是通过非接触探测红外热量，并将其转换生成热图像和温度值，进而显示在显示器上，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。照相机成像得到照片，电视摄像机成像得到电视图像，都是可见光成像。自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像称为热图。

目标的热图像和目标的可见光图像不同，它不是人眼所能看到的目标可见光图像，而是目标表面温度分布图像，换一句话说，红外热成像使人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

三. 浅谈红外热成像仪

简单地讲：红外热像仪就是利用某些特殊的材料对红外光辐射能产生某些物理量的变化的特性，然后把这种变量转化成电信号，经过调制后再转变成图象并测温。这些特殊的材料多为：碲镉汞、锑化铟、铂化硅、氧化钒、硅掺杂（或多晶硅）等等。市场上所谓的“制冷”和“非制冷”之分，实际上是指有无制冷器而言。

红外热像仪本身并不发射红外，它只是被动地吸收而已。这有两重含义：第一，这种特征加上自然界任何物体都对外辐射红外信号的特点，使之成为军事价值极高的设备；第二，考虑到红外线在空气中衰减的幅度，作为高灵敏度探测器材料的要求是何等的高！尤其是要考虑红外热像仪本身也有红外辐射的干扰时。因此，从红外热像仪诞生那天开始，对它的技术保密级别及它的价格都非常的高。这里，我们还姑且不谈红外探测器的生产工艺的难度和成品率。

我们知道：自然界一切温度在绝对零度-273.15°C以上的物体，由于自身的分子热运动都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，其光谱范围比较广。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。而现阶段的红外热像仪都只能对其中某一小段光谱范围的红外光产生反应。比如：3～5μm 或8～14μm，也就是所谓的“大气窗口”——大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5μm 和8~14μm的热红外线却受影响较小。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。同时，物体向外发射的辐射强度取决于目标物体的温度和物体表面材料的辐射特性。同一种物质在不同的状况下（表面光洁度、环境温度、氧化程度等等），向外辐射红外能量的能力都不同，这种能力与假象中的黑体的比值就是该物质在该温度下的发射率。（黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1。）应该指出，自然界中并不存在真正的黑体。

也就是说，红外热像仪能否观察到物体，取决于该红外热像仪的温度分辨率和空间分辨率以及被测物体表面的红外辐射强度和面积，我们甚至可以大略地理解为：温度分辨率即是最小可辨温差的能力，空间分辨率是显示这种温差的能力。现阶段温度分辨率是以NETD实验条件下，环境温度为30℃时探测器的最小可辨温差，而不是热像仪整机的温度分辨率。因为探测器本身的背景噪音如果为0.06℃时，后续处理所带来的背景噪音叠加后肯定要高于0.06℃，至于能达到多少，那就要看各个厂家后续电子线路版块的设计和处理能力了。这里值得说明的是：温度分辨率和测温精度是两回事。前者是最小可辨温差的能力；后者是重复测量的平均温差。刚接触红外热像仪的朋友通常会混淆这两个概念。空间分辨率不能等同于视场角，视场角是指镜头而言，空间分辨率实际是指红外热像仪整机的分辨能力，它与探测器、电路、镜头有关，是个综合指数，以mrad为单位，1.0mrad即千分之一弧度。

这里，还要介绍一下像素数。通常我们看到国内外的红外生产厂家在其产品技术参数上标明：320×240、160×120、120×120甚至是382×288、640×480，这一般是指探测器聚焦平面阵列数，可以理解为：单元探测器的数量，那当然是越多越好了。

这里要补充一点：现在国外有些厂家因受某些技术或条约的约束，还不能向中国出口高分辨率及高像素的红外热像仪或探测器，但出于资本的本能又希望进入中国市场，于是，采取了插值算法以提高显示像素数，同时又不违反所谓的条约。与此应注意“帧频”指标，即扫描速度。现在市面上出现了一些帧频为9HZ的进口红外热像仪，在某些行业的红外热像仪应用上，我国是有限制规定的。

顺便插一段：所谓的“短波”红外和“长波”红外通常就是指探测波谱范围为3～5μm和8～14μm的红外热像仪。两者各有千秋。比如说：探测波谱范围为3～5μm短波红外热像仪通常为制冷型红外热像仪，材料一般为：碲镉汞、锑化铟、铂化硅等，多用于军事及测高温领域。分辨率一般较高。但由于制冷元件的成本高，导致价格贵。也正是制冷元件的故障率较高及制冷效果的衰退，导致其在工业领域使用范围的日见萎缩。而且，这些制冷仪器从开机到能够使用，通常要等10分钟左右——制冷器正常工作后，这在现场工作中是很不方便的。更不用谈制冷型红外热像仪相对比较重了；非制冷红外热像仪的材料一般为：氧化钒、硅掺杂（或多晶硅），多为8～14μm的红外热像仪。开机即用，成本较低，轻便小巧，维护方便，其探测器的稳定性及分辨能力相对较差（由于科技的发展，其分辨率也越来越高了）。被广泛应用于电力、化工、消防等领域。

这里，还有一个有趣的故事：当初非制冷红外热像仪刚出现在市场时，为了和早期制冷型红外热像仪竞争，有些人士曾屡屡提到阳光干扰问题。有一种说法是：短波红外热像仪（3～5μm）易受阳光干扰，而长波红外热像仪（8～14μm）不受阳光干扰；因此，长波红外可以在白天工作，而短波红外热像仪不行。的确，阳光是有干扰，但是，阳光照射物体表面发生发射或衍射时，其光谱范围跨越了3～5μm的同时也跨越了8μm的范围，也就是说：阳光对两者皆有干扰，轻重不同而已。谁也不敢说：拿长波红外热像仪白天检测就能避免因阳光干扰而产生的误判断！否则，我国相关检测规程中也不会建议：在使用红外热像仪进行检测时，尽量在“日出之前、日落之后”或阴天。其实，这种干扰还包含另外两个因素：第一，阳光照射会使被检测设备本身升温，该温升与设备故障部位的温升有可能叠加，造成漏检或误判断；第二，阳光照射对使用液晶屏作为显像器的红外来说，对人的肉眼是有很大的干扰的。红外热像仪除了能显示物体表面的热状态分布图之外，还有一个特点：非接触测温。这个功能，在当年的“非典”中应用是非常广泛的。但是，笔者认为：红外在“非典”中的应用，对普及红外热像仪相关知识有一定的作用；可在某些地方的应用方式上却是有待商榷的。我们知道：人体是个恒温体，传统测温所采取的部位是：腋窝、口腔、直肠。其中，直肠的温度最高也最接近人体内部温度。体表呢？——要知道红外热像仪只能测量表面的热辐射（体表的不同位置温度也不一定相同，但多在26度到31度左右），而人又分男女、老少，每个人在体表热辐射上都有差异，同时，同一个人在24小时内的体表温度也是有差异的。你怎么能排除人受环境的影响？（比如说人多而空间小、有空调、刚喝过热水吃过饭、刚运动过、心情紧张等等）由于人有这些特性，即使你用相对温差法或热谱图法也无法准确判断。

红外热像仪能测温实际上是通过黑体恒温（可调）炉对红外热像仪先定标它的温度曲线，定标的点越多，测温相对越准。也就是说：没有哪一家（无论是国外的还是国内的红外厂家），也无论你是高档的红外热像仪还是低端红外热像仪，都不可能无限止地标定无数个点，那样是不现实也不经济的——这一点对于人工成本高的国外产品来说，也是个不好的消息。即：谁的测温都不可能准确。这种标定是和每个探测器本身的特性相关，所以，每台红外热像仪，只要你测温，这道工序是不可避免的。最麻烦的是：红外探测器在工作或放置一段时间后，其材料的老化也是不可避免的——不管你是氧化矾还是硅掺杂（或多晶硅）或者别的什么材料，材料的特性发生改变，测温曲线就得重新标定，否则测温就不可能准确！虽然说非制冷焦平面号称免维护机型，可以工作5万或8万小时，但这与测温准确性无关，是指成像而已。何况，空气中的水分，CO，CO2、灰尘对，红外线的衰减作用，谁也无法去量化——它是流动的、非线性的且各区域在不同时间内是变化的。于是，关于“环境参数自动校正”“大气穿透率自动校正:”等参数就出现在我们面前了。那估计是各个厂家自己的经验参数吧！

相关人士在谈及该问题时，开玩笑说：“红外热像仪测温是绝对不准的，发现相对温差的能力是一流的。”当然，这只是和接触式测温相比而言。应该说红外热像仪测温虽然有误差，但还是比较准确的。

另外，我们国家有些行业已制订的检测规则中规定：用红外热像仪检测带电、高温的设备的方法是：1，热谱图法2，相对温差法。

从核心技术的角度来说，国内工业红外热像仪行业根本没有什么可以自豪的地方。因为非制冷焦平面探测器制造技术完全国外厂家手中，我们面临的是长期的技术封锁。

四. 红外热成像仪发展历史

热成像仪是从对红外线敏感的光敏元件上发展而来，但是光敏元件只能判断有没有红外线，无法呈现出图像。在第二次世界大战中交战各国对热成像仪的军事用途表现出了兴趣，对其进行了零星的研究和小规模应用,1943年美国就与RNO合作生产了一款代号M12的机型，其功能和外观已经能看出热成像仪的雏形，这应该算是最找的一款热成像仪，算是热成像仪的鼻祖。

1952年，一款非常重要的材料研-锑化铟被开发出来，这种新的半导体材料促进了红外线热成像仪的进一步发展。不久之后，德州仪器和RNO公司联合开发出了具有实用价值的前视红外线（Forward looking infrared）热成像仪。这一系统采用的是单原件感光，利用机械装置控制镜片转动，将光线反射到感光元件上。

随着碲镉汞材料制造工艺的成熟，在军事领域大规模采用热成像仪成为了可能。60年代之后出现了由60或更多的感光元件组成的线性整列，美国的RNO公司将热成像仪的应用拓展至民用领域发展。然而由于最初采用的是非制冷感光元件，制冷部件加上机械扫描机构使得整个系统非常庞大。

等到CCD技术成熟之后，焦平面阵列式热成像仪取代了机械扫描式热成像仪。至80年代半导体制冷技术取代了液氮、压缩机制冷之后开始出现了便携、手持的热成像仪。90年代之后,RNO公司又开发出了基于非晶硅的非制冷红外焦平面阵列，进一步降低了热成像仪的生产成本。

可以看出热像仪的发展是一个相对漫长的过程，在这期间，RNO和德州仪器公司对热像仪的发展做出了巨大贡献，其实还有一个非常重要的贡献者就是美国军方，据不完全统计，在进40年，美国军方由于一直给RNO合作，其在热成像仪的投入，累计超过了几十亿美元。

五. 红外热成像仪的原理和分类

红外热成像仪有光子探测和热探测两种不同的原理。前者主要是利用光子在半导体材料上产生的电效应进行成像，敏感度高，但探测器本身的温度会对其产生影响，因而需要降温。后者将光线引发的热量转换为电信号，敏感度不如前者同时无需制冷。

除此之外，还根据热成像仪的工作波段、所使用的感光材料进行分类。常见热成像仪工作在3到5微米或8到12微米，常用感光材料则有硫化铅、硒化铅、碲化铟、碲锡铅、碲镉汞、掺杂锗和掺杂硅等。

根据感光元件数量和运动方式，则有机械扫描、凝视成像型等。

六. 红外热成像仪的用途

热成像仪的用途非常广泛，特别是在军事上，利用热成像仪可以在夜间发现散发热量的坦克发动机、士兵。在工业上，可以利用热像仪快速探测出加工件的温度，从而掌握必须的信息。由于电动机、晶体管等电子器件发生故障时往往伴随着温度的异常升高，利用热成像仪也可以快速诊断故障。在流行性感冒、肺炎等

疾病流行时，可以利用热成像仪快速判断是否有发热现象。由于癌细胞的温度较高，也可用其判断诊断乳腺癌等疾病。边防部门也可用其判断交通工具中是否有偷渡客。

七．故障诊断

高压电气设备运行状态检测与内、外中心故障诊断：

各类导电接头、线夹、接线桩头氧化腐蚀以及连接不良缺陷；

各类高压开关内中心触头接触不良缺陷；

隔离刀闸刀口与触片以及转动帽与球头结合不良缺陷；

各类CT一次内中心及外中心连接不良缺陷、本体及油绝缘不良缺陷以及内中心铁芯、线圈异常不良过热陷；

各类PT绝缘不良缺陷、缺油以及内中心铁芯、线圈异常不良过热缺陷；

各类电容器过热、耦合电容器油绝缘不良和缺油（低油位）缺陷；

各类避雷器内中心受潮缺陷、内中心元件老化或非线性特性异变缺陷；

各类绝缘瓷瓶表面污秽缺陷，零值绝缘子检测，劣化瓷瓶检测；

发电机运行状态检测、电刷与集电环接触状态检测、内中心过热检测；

电力变压器箱体异常过热，涡流过热，高、低压套管上、下两端连接不良以及充油套管缺油（低油位）缺陷；

各类电动机轴瓦接触不良以及本体内、外中心异常过热。

八. 全球三大热成像仪品牌

1.美国RNO

RNO公司于1940年成立于美国芝加哥，是全球历史最为悠久的热像仪生产企业，在二战中，RNO热像仪曾广泛应用美国军方。经过70年的发展，RNO下设了美国RNO热像仪公司，美俄合资RNO夜视仪公司。RNO是全球最为专业的热像仪公司，其下属的RNO夜视仪，在3,4代高端夜视仪领域拥有极大的知名度。

70年来，RNO一直专门致力于热像技术的开发，RNO热像仪工厂分别设在美国、英国、日本和中国。RNO夜视仪则将工厂设立在俄罗斯。

目前RNO 在全球拥有近5000名雇员，其授权分销商及服务分公司遍布全球100多个国家。

美国RNO一直是全球热像仪技术的领导者。引领全球热像技术的发展。

RNO以生产中高端热像仪为主，2011年，美国RNO以高达50%的市场份额位居全球热像仪首位，其传奇产品IR160以高达30%的市场份额连续5年位居全球热像仪销售宝座。这款售价不到5000美元的产品，以高达60HZ的帧频,多个移动点移动区高温自动捕捉，3个移动区域，可见光拍摄等功能，让其成为最具性价比产品，成为热像仪的一代神话。

2. 美国FLIR

FLIR Systems Inc, (NASDAQ: FLIR) 作为创新成像系统制造领域的领军企业，其产品范围涉及热像仪、航空摄像机和机械检测系统等。FLIR产品已在全球60余个国家内的工商业及政府领域中发挥了重要作用。

50多年来，FLIR公司一直致力于为科研、工业、执法机关及军工领域提供热像仪和夜视仪设备，堪称商用热像仪领域中无可辩驳的领导者。FLIR 产品系列应用极为广泛，涵盖预防性维护、状态监控，无损测试、研发、医疗科学、温度测量、热测试、执法机关、监视、安保及生产过程控制等各个领域，能够为入门级或专家级用户提供最为全面的支持。

FLIR在低端热像仪产品及具优势，其售价不到2000美金的I3，I5，虽然仅仅是入门级机型，但是深受不发达地区的低端客户青睐。2011年，FLIR凭借其I3的销量，以20%的市场份额，依然维持做其全球销量亚军的称号。

3. 美国FLUKE

福禄克电子仪器仪表公司于1948年成立，是丹纳赫（Danaher）集团的全资子公司。福禄克是一个跨国公司，总部设在美国华盛顿州的埃弗里德市，工厂分别设在美国、英国，荷兰和中国，其销售和服务分公司遍布欧洲、北美、南美、亚洲和澳大利亚。目前福禄克公司的授权分销商已遍布世界100多个国家，雇员约2400人。

多年来，福禄克电子仪器仪表公司创造和发展了一个特定的技术市场——为各个工业领域提供用于测试和检测故障的优质电子仪器仪表产品，并把该市场提升到重要地位。每新建的一个工厂、办公区、或设施，都可成为福禄克产品的潜在用户。从工业控制系统的安装调试到过程仪表的校验维护，从实验室精密测量到计算机网络的故障诊断，福禄克的产品帮助各行各业的业务高效运转并不断发展。无论是技术人员、工程师、科研、教学人员还是计算机网络维护人员，都通过使用福禄克的仪器仪表产品扩展了个人能力，并出色地完成了工作。正是他们，给予了福禄克最大的信任和最好的口碑，使得福禄克品牌在便携、坚固、安全、易用、和严谨的质量标准方面得到高度的美誉，成为所涉及的领域中的领导者。

作为美国第三大热像仪品牌，FLUKE 在2011年以将近15%的市场份额，位居季军。

五. 2012年热成像仪年度风云产品

2013年3月，美国热成像仪技术周刊，评选了2012年度热成像仪风云产品。全球第一大热成像仪品牌RNO 新款IR160荣登榜首：

RNO IR160作为一款入门级160*120的热成像仪，其获奖原因：

高端热像仪的功能首次在5000美金一下的热成像仪中得到实现。

1. 首款具有可见光拍摄的入门级热成像仪。

2. 首款具有多个移动区域的入门级热成像仪。

3. 首款50/60HZ 帧频的入门级热成像仪。

正是因为这样的突破。让其成为2012年年度风云产品。

红外热成像摄像机原理分析以及应用

红外热成像摄像机原理分析以及应用 随着技术的进步，监控系统已经在各个领域得到了广泛的应用。目前的视频监控系统主要采用可见光摄像机和人工监视、录像相结合的方式进行日常的安全防护，但由于可见光摄像机在恶劣天气或照度较低的条件下，很难滤除干扰得到有用的视频图像，因此使得整个安防系统在夜间或恶劣天气条件下的防范能力大打折扣。 同时，由于现在的视频监控系统仍然依托于人工监视，安保人员需要对监控画面进行24小时不间断的监视、人为对视频图像进行分析报警，否则系统就起不到实时报警的功能，而更多的只是事发后取证的作用。从整体上来说，目前的视频监控系统还处于在半天时、半天候和半自动状态。 在伊拉克战争中，美军平均每个士兵拥有1.7台红外热像仪产品 一项统计数据表明，世界上47%的暴力犯罪案件发生在晚6点到早6点之间。原因很简单，在夜幕的笼罩下，犯罪分子容易隐蔽，犯罪场面也不容易被看见——黑暗掩盖了犯罪行为。即使安装了一般的视频监控系统，也有可能让犯罪分子逃之夭夭。因此，如何提高在“夜黑风高”的案件高发时间段的自动报警防范能力，成为安防系统当成亟待解决的难题之一。 在这种情况下，红外热成像技术以其作用距离远、穿透能力强、能识别隐蔽目标等优势被引入安防领域，成为监控领域的一份子。 热成像摄像机的监控原理 在自然界中一切温度高于绝对零度(-273.16摄氏度)的物体都不断地辐射着红外线，这种现象称为热辐射。红外线是一种人眼不可见的光波，无论白天黑夜，物体都会辐射红外线，但红外线不论强弱，人们都看不到。 热成像摄像机(又叫热像仪)就是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的红外辐射信号，经过红外光学系统红外探测器的光敏源上利用电子扫描电路对被测物的红外热像进行扫描转换成电信号，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图像。利用这种原理制成的仪器为热成像摄像机。它通过探测微小的温度差别，将温度差异转换成实时的视频图像，显示在监视器上。与其他需要少量光线产生影像的夜视系统不同，其完全不需要任何光，这使它成为人们在全黑环境、黑暗的夜晚监控的完美工具。

红外热像检测技术综述

作业一红外热像检测技术综述 院（系）名称机械工程及自动化学院科目现代无损检测技术 学生姓名X X 学号XXXXXXXX 2016 年1X 月1X 日

红外热像检测技术综述 XXXX XXXX 目录 1 红外热像检测技术的原理介绍 (1) 2 红外热像检测技术的应用 (2) 2.1材料的内部制造缺陷的红外热像检测 (2) 2.3结构内部损伤及材料强度的检测 (3) 2.4在建筑节能检测中的应用 (3) 2.5建筑外外墙面饰面层粘贴质的检测 (4) 2.6在建筑物渗漏检测中的应用[13] (4) 3 红外热像检测技术国内外发展现状 (5) 3.1红外热像检测技术国外发展现状 (5) 3.2红外热像检测技术国内发展现状 (7) 4 参考文献 (10) I

1 红外热像检测技术的原理介绍 红外热成像检测技术采用主动式控制加热激发被检物内部缺陷，通过快速热图像采集和基于热波理论图像处理技术实现缺陷检测。它通过光学机械扫描系统，将物体发出的红外线辐射汇聚在红外探测器上，形成红外热图像，由此来分辨被测物体的表面温度。该技术具有检测速度快、非接触、范围广、精度高、易于实现自动化和实时观测等诸多优点，适合于裂缝、分层、积水、冲击损伤等问题的诊断。 红外线和可见光及无线电波一样是一种电磁波，红外线的波长比可见光长，比无线波短，为0.78~1000m μ，可分为近红外、中红外和远红外。任何物体只要不是绝对零度，都会因为分子的东{转和振动而发出“辐射能量”，红外辐射是其中一种。如果把物体看成是黑体，吸收所有的人射能量，则根据斯蒂芬—玻尔兹曼定律，在全波长范围内积分可得到黑体的总辐射度为: ()40 ,M M T d T λλσ∞==? (1.1) 式中:()()152121,exp 1c M T c W m m T λλμλ---??????=-???? ?????? ??? 为黑体的光谱辐射度;1c ，2c 为辐射常数，8241 3.741810c W m m μ-=???，42=1.438810c m K μ??，σ为斯蒂芬—玻尔兹曼常数，8245.6710W m K σ---=???，实际的大部分人工或天然材料都是灰体而不是黑体材料，与黑体不同，灰体材料的发射率1ε≠，灰体表面能反射一部分入射的长波()>3m λμ辐射，因此灰体表面的辐射由自身发射的和环境反射的两部分组成，用红外探测器可直接测量灰体发射和反射的总和ap M ，但无法确定各自的份额。通常假设物体表面为黑体，将ap M 称为表观辐 射度，为便于理解，一般将其转换为人们较熟悉的温度单位，称为表观温度ap T ，即: ()()()()04,,ap t l ap ap M M T M T d T λελλρλλλσ=+=? (1.2) 上述的表观温度ap T ，即为红外探测器测量所得温度。在无损检测中测量距离一般较近，可以忽瞬大气的影响，故被测物体的表面发射率。的取值是否准确是影响测量精度的关键因素。

红外热成像技术应用与发展

红外热成像摄象机在智能视频监控中的应用与发展 一、引言 1672年，牛顿使用分光棱镜把太阳光（白光）分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光，证实了太阳光（白光）是由各种颜色的光复合而成。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，偶然发现放在光带红光外的一支温度计，比其他色光温度的指示数值高。经过反复试验，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”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。这种红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78～1000μm的电磁波。其中波长为0.78 ～1.5μm 的部分称为近红外，波长为1.5 ～10μm的部分称为中红外，波长为10～1000μm的部分称为远红外线。而波长为2.0 ～1000μm的部分，也称为热红外线。 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。这种红外线辐射是，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。 在自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。同一目标的热图像和可见光图像不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布的图像。或者可以说，它是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，而是变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。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，并可进行智能分析判断。 众所周知，海湾战争已成为展示高科技武器使用先进技术的平台。在这些新科技中，红外热成像技术就是其中最为闪亮的高科技技术之一。红外热成像技术(Infrared thermal imaging technology)是利用各种探测器来接收物体发出的红外辐射，再进行光电信息处理，最后以数字、信号、图像等方式显示出来，并加以利用的探知、观察和研究各种物体的一门综合性技术。它涉及光学系统设计、器件物理、材料制备、微机械加工、信号处理与显示、封装与组装等一系列专门技术。该技术除主要应用在黑夜或浓厚幕云雾中探测对方的目标，探测伪装

红外热像无损检测图像处理研究现状与进展

红外热像无损检测图像处理研究现状与进展 来源：《红外技术》 引言 红外热像（infrared thermography）是目前运用非常广泛的一种快速高效的无损检测技术，通过外部施加的热或冷激励使被测物体内的异性结构以表面温度场变化的差异形式表现出来，从而达到缺陷部位的定性和定量分析。其成像原理是利用红外探测仪将接受到的被测物体的红外辐射映射成灰度值，再转化为可视温度分布图（红外热像图）。最早在二战末期应用于军事侦察领域，因其本身具有快速高效、无需停运、无需取样、可进行无污染、非接触、大面积检测、以及其直观成像等优点，而被作为复合材料的无损检测技术应用于工业领域，如航空航天、机械、油气、建筑等领域。 1 、红外热像技术的发展现状 自20世纪以来，红外热像技术得到快速发展。20世纪90年代，美国无损检测协会和材料试验协会针对红外热成像技术指定了相应标准，并在无损检测手册红外与热检测分册中描述了基于红外热像的无损检测技术在各个领域的运用。目前美国、俄罗斯、法国、德国、加拿大、澳大利亚等国已将红外热像技术广泛运用于航空航天复合材料构件内部缺陷及胶接质量的检测、蒙皮铆接质量检测等。近年来，红外热像技术与智能手机、无人机等设备充分结合，并在各个领域广泛使用，如美国的Fluke和FLIR、德国Testo、国内武汉高德、浙江大立等企业。 国内的红外热像检测技术比欧美、俄罗斯等发达国家起步较晚，但经过十几年的发展，目前也取得较为显著的成果。中国特种设备研究院和武汉工程大学将红外热像技术运用于压力设备缺陷检验，取得了一系列显著的成果。西南交通大学、昆明物理研究所、北京航空材料研究院、北京理工大学、西北工业大学等将红外热像技术运用于航空航天夹层结构件的缺陷检测，取得了有效进展。在石油化工领域，各位学者将红外热像技术用于高温高压容器和管道的缺陷、保温层破损、以及内部液体流动情况的检测，也取得了许多成果。 2 、红外图像预处理 红外技术应用的核心工作在于图像的处理及利用，不仅在无损检测领域，在军事监测、人脸识别等领域的应用更加重要。红外图像的处理主要分为图像预处理和图像识别，预处理是开展后续工作的基础，其主要分为图像的非均匀性校正和图像增强两个方面。 2.1 图像的非均匀性校正

红外热像技术基础知识介绍

诱发企业安全事故的因素有众多，其Array中电气安全事故是当今企业的一个带有普 遍性的安全隐患，对用电系统的检查是每 一个企业安全风险评估必不可少的一项内 容。通常我们使用红外热像技术进行检测， 能有效地对电气设备进行预防性维护及评 估。 一、什么是红外热像技术？ 红外辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，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，因此人的肉眼无法看见。 德国天文学家Sir William Herschel，Herschel让太阳光穿过一个棱镜并在各种颜色处放置温度计，利用灵敏的水银温度计测量每种颜色的温度，结果发现了红外辐射。Herschel发现，当越过红色光线进入他称为“暗红热”区域时，温度便会升高。 红外热成像技术是被动接收物体发出的红外辐射，其原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度(-273℃)的物体，均会发出不同波长的电磁辐射，物体的温度越高，分子或原子的热运动越剧烈，则其中的红外辐射越强。黑颜色或表面颜色较深的物体，辐射系数大，辐射较强；亮颜色或表面颜色较浅的物体，辐射系数小，辐射较弱。红外辐射的波长在0.7μm~1mm之间，所以人眼看不到红外辐射。 通过探测物体发出的红外辐射，热成像仪产生一个实时的图像，从而提供一种景物的热 图像。并将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。热成像仪非常灵敏，能探测

到小于0.1℃的温差。 二、红外热像技术的特点： 非接触式测温 红外热像传感器无需与物体表面进行接触，即可远距离测温和成像。 热分布图像 通过将物体表面的温度值进行调色，红外热像技术可以直观地观察物体表面 热分布图像。 区域测温 红外热像测试的是物体表面整个面的温度值，可以同时测试上万个点甚至数十万个点的温度值。 三、什么是红外热像仪？ 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。通过查看热图像，可以观察到被测目标的整体温度分布状况，研究目标的发热情况，从而进行下一步工作的判断。 人类一直都能够检测到红外辐射。人体皮肤内的神经末梢能够对低达±0.009°C (0.005°F) 的温差作出反应。例如，尽管人类可以凭借动物的热感知能力在黑暗中发现温血猎物，

红外热成像智能视觉监控系统方案

红外热成像智能视觉监控系统 “红外热成像智能视觉监控系统”是我司采用国国际先进厂商监控设备并进行二次开发的“智能监控管理系统”。包括“红外热成像防火图像监控系统”、“嵌入式智能视觉分析安保系统”及“防感应雷系统”三部分。 该系统具有热成像防火检测、防盗入侵检测、非法停车检测、遗弃物检测、物品搬移检测、自动PTZ跟踪、徘徊检测等功能模块，可以很好为场区周界防提供各种监控管理需求。而且产品具有自学习自适应能力，即使是在各种极端恶劣的环境和照明条件下也可以保持极高的性能——在保持99.9%超高检测率的同时，只有极低的误报率（少于1个/天）。 防火检测： 通过红外热成像防火图像监控系统，工作人员在监控中心可对监控点周边半径1公里至5公里或更大的区域（设置动态轮循状态）进行24小时实时动态系统监控，能在第一时间侦察到地表火情或烟雾，并及时触发联动报警。帮助尽早发现灾情或隐患，及时处理可能突发的火灾及其他异常事件，并且为灾情发生时现场指挥提供依据。防盗检测： 基于嵌入式智能视觉分析技术的监控跟踪系统，具有入侵检测和自动PTZ跟踪功能模块。支持无人值守、自动检测、报警触发录像、短信自动外发报警等功能。

车辆监控： 支持车容车貌监控、场区路线、远程实时WEB监控、监控录像、视频存储、回放查询等功能。满足中心或其他相关单位对车辆运输的监控管理。 防雷系统： 考虑到野外环境下系统运行的稳定性，防止外界强电压、大电流浪涌串入系统，损坏系统的设备，造成系统不能正常运行，我们将从视频信号、RS485控制信号、网络信号、电源四个方面做好防雷保护措施，以保证系统较好的抗干扰性。 系统拓扑图： 技术说明详解： ◆前端热成像仪技术详述 1）红外成像原理 自然界中一切温度高于绝对零度（－273．16摄氏度）的物体都

复合材料的红外热成像无损检测技术

复合材料的红外热成像无损检测技术报告 院系：航空航天工程学部 班级：04030501 姓名：扈永健（2010040305005） 黄学廉（2010040305006）

目录 一、红外线的发现和分类 (3) 二、不同波段的红外线成像原理和特点 (4) 三、红外热波无损检测技术 (8) 四、展望 (11) 五、参考文献 (12)

摘要：科学技术的不断发展和制造工艺要求的不断提高,要求无损检测技术更加可靠、经济、准确、快速并且使用方便,此时传统的无损检测技术表现出其局限性,无法满足更高水平的要求。红外热成像技术作为非接触探测方式逐渐应用到无损检测领域,并以其快速、准确、安全的特点逐渐被人们认识并应用到多个领域。本文对目前红外热像仪的应用做了简单总结,重点是其在红外无损检测领域中的应用,并对红外热成像无损检测技术的基本原理和检测方法做了简要介绍 关键词：红外热成像技术及成像原理，无损检测， 红外热成像无损检测技术是一门新兴的科学.由于它具有无损、非接触、快速实时、远距离等优点，所以发展非常迅速.尤其是在高速运动、高温、高电压等场合下，该技术更具有常规无损检测技术所无法相比的优点.目前该技术己在石油化工、电力工业、机械制造、航天航空及冶金等领域中获得广泛应用. 一．红外线的发现和分类 1800年，英国物理学家赫歇尔研究单色光的温度时发现：位于红光外，用来对比的温度计的温度要比色光中温度计的温度高，于是称发现一种看不见的“热线”，称为红外线。红外线位于电磁波谱中的可见光谱段的红端以外，介于可见光与微波之间，波长为0.76～1000μm，不能引起人眼的视觉。在实际应用中，常将其分为三个波

红外热像仪原理、主要参数和应用

红外热像仪原理、主要参数和应用 红外热像仪原理、主要参数和应用 1. 红外线发现与分布 1672年人们发现太阳光(白光)是由各种颜色的光复合而成的。当时，牛顿做出了单色光在性质上比白光跟简单的著名结论。我们用分光棱镜可把太阳光(白光)分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等单色光。1800年英国物理学家赫胥尔从热的观点来研究各色光时，发现了红外线。 红外线的发现标志着人类对自然的又一个飞跃。随着对红外线的的不断探索与研究，已形成红外技术这个专门学科领域。 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。 2. 红外热像仪的原理 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(目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)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上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构(焦平面热像仪无此机构)对被测物体的红外热像仪进行扫描，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。 简而言之，红外热像仪是通过非接触探测红外热量，并将其转换生成热图像和温度值，进而显示在显示器上，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。 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或8~12μm。 (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(元数8、10、16、23、48、55、60、120、180、等)，采用硫化铝(PBS)、硒化铅(PnSe)、碲化铟(InSb)、碲镉汞(PbCdTe)、碲锡(PbSnTe)、锗掺杂(Ge：X)和硅掺杂(SI：X)等。 (3) 扫描制式：一般为我国标准电视制式，PAL制式。

影响红外热成像法检测结果的几个因素

影响红外热成像检测结果的几个因素： 1 红外热成像设备的性能； 1.1 距离：由于判别饰面层的脱粘空鼓状况，至少需要识别5mm 的大小范 围，所以要根据仪器的具体指标来计算仪器的最大检测距离。而不能 理解在规范中的10~50m 范围内就行。 1.2 视角镜头的视角越小，在相同距离下，在红外热像仪中的显示越大， 物体的细节越清晰；换一种方式来说，如果显示大小相同，那么镜头 度数越小，检测距离就可以越大、 1.3 精度：红外热像仪图像的温度分辨率要求较高，测温的精度及准确度 并非十分的重要。满足在建筑领域应用时，温度分辨率小于0.1。c 的要 求。因为分析图片时，温度分辨率越高，分析的图片越精细； 2 被检测外墙的这种干扰因素； 2.1 构造不同：不同的构造会出现不同类型的干扰，在红外图片分析中， 剔除干扰，找到真正的异常区是非常重要的。构造干扰，往往呈现出 一种规则的图像，比如梁、柱呈现出规则的低温； 2.2 外墙面是否干净，是否平整，又没有色差；外墙的污渍以及色差呈现 出来的干扰是不规则的，这要根据肉眼观察、数码相片、以及复查时 加以确认； 2.3 施工干扰：施工中的脚手眼、外架的附墙等。这类干扰，一般在图片 中分布的较为规则。这需要检测者有现场施工的经验，发现此类问题 时检测人员可以询问委托方核实。必要时委托方出具业主、监理和施 工单位三方签字的书面证明； 2.4 环境干扰：检测中太阳照射在建筑物上投射的阴影，以及周边建筑物 的辐射干扰。此类干扰要求检测人员要在检测前，对各种环境干扰要 有一个大致的判断，这样在图片分析时，才能剔除此类干扰。 2.5 实例 红外照片 初看红外图片，可以发现规则的方形高温区，现场查看结构图，发现高温区 为填充墙，低温区为剪力墙，所以正常，此异常为构造不同造成的异常； 再细看红外图片，可看见在左边的最高的两层填充墙上出现了方形的高温区。当时判断，如果是空鼓不可能如此规则，到现场进行复测发现，在上述部位施工单位涂刷了一层胶质防水材料。 3 检测时的气候条件； 3.1 温度：红外辐射在被探测器接收之前，必然要经过大气、成像系统等 介质，造成红外损失。根据史蒂夫——波尔兹曼定律，黑体的全辐射 率和黑体热力学温度的四次方成正比。所以温度越高，物体发射的红 外线就越强。因而在一定范围内，高温跟有利于红外检测； 3.2 日照：检测墙面的最佳时间段的选取，目的是为了突出外墙饰面层脱 粘空鼓部位与正常部位的温差，一般是选择立面受日照量最大的时刻； 3.3 湿度：当大气湿度大于85％的情况下，由于水气密度增加，水汽对红 外辐射吸收的增大缘故，大气对目标物体辐射的衰减急剧加大，因此，在雾天、雨天，不适宜进行红外检测； 6F 6F

红外热成像仪检测人体温度

疫情的爆发，鉴于其特征之一即发热咳嗽这一典型症状，当下在公共区域的疫情监控与防治环节，非接触式人员测温筛查成为关键的防疫手段。相较于传统的接触式体温筛检设备，非接触式设备可以依托红外线强度对目标体进行在线温度监测，实现了有效快速的筛检人群，大幅提升了筛选效率。在本次疫情防控当中，基于红外热成像技术的测温筛查设备红外热像仪装备需求旺盛。 红外热成像仪怎么实现人体测温？ 正常人体的温度分布有一定的稳定性和特征性，机体各部位温度不同，形成了不同的热场，当人体某处发生疾病或功能改变时，该处血流量会相应发生变化，导致人体局部温度改变，表现为温度偏高或偏低，通常人体体表的比较高的温度一般处于鼻根部周围及眼窝、口腔内部等部位，该部位的血管较多且表皮较薄，可以很好地反映被测人体的温度状态，故红外热像仪检测人脸部的位置为宜。 根据这一原理，通过热成像系统采集人体红外辐射，并转换为数字信号，形成伪色彩热图，利用专用分析软件，经专业医师对热图分析，判断出人体病灶的部位、疾病的性质和病变的程度，为临床诊断提供了可靠依据。

为什么要用红外热成像仪做体温初筛呢？ 1.提示炎症：鼻炎、副鼻窦炎、口腔炎症、咽喉炎、甲状腺炎、肺炎、胆囊炎、阑尾炎、胃肠炎、前列腺炎、附件炎等全身各部位的炎症。 2.肿瘤的早期预警：鼻咽癌、甲状腺癌、肺癌、乳腺癌、肝癌、胃癌、肠癌、皮肤癌等癌症的预警作用。 3.周围神经疾病的提示：面瘫、面肌痉挛、偏头痛、三叉神经痛的提示。皮肤疾病的提示与研究，烧伤与冻伤面积与深度的测定，植皮疗效的观察。 4.血管疾病的提示：人的肢体温度主要由血液循环状态所决定，当存在血管病变时，血循环发生障碍，皮温降低。如闭塞性脉管炎、动脉栓塞、动脉瘤等，通常表现为病变部位温度异常，用红外热像仪可清楚显示出病变部位及范围。用红外热成像技术，不但能显示出病变的存在，而且能看出各趾病变的程度和范围，通过早期诊断和及时治疗，可避免肢体发生严重损害，如溃疡和坏死。 红外热像仪，契合疫情防控对高效安全测温的要求，最近备受各方关注。

红外热成像测温系统

今年测体温是一件很重要的事情，为了简化人们的工作，热成像测温系统应运而生。不仅可以实现24小时不间断检测，还能在人的体温超过37.3时提醒工作人员，下面就来给大家详细介绍一下。 红外测温系统可实现24小时不间断监测，最多可同时动态捕捉20人进行测温，提高了体温检测的效率；红外测温系统监测范围广、准确率高、灵敏度高，实时显示过往人员体温，检测到体温超过37.3℃的人员及时报警，待二轮确认后采取后续措施；该系统可存储15天内的体温检测数据，实现了测温与人员可追溯。 热成像体温筛查解决方案结合生物识别技术、热成像测温技术、视频智能分析等技术手段，利用红外非接触式体温检测，实现快速体温筛查，助力疫情监控及响应机制的可靠执行。通过将黑体设置在热成像视野范围内，利用黑体的特性开展测温标定，进行测量温度实时校正，将视频画面和个人体温对应显示，大幅度提高人体测温的测温精度，测温误差到±0.3℃。一切物体只要其温度高于绝

对零度（-273 ℃)都能辐射电磁波。热成像技术主要采集热红外波段（8μm -14μm ）的光，来探测物体发出的热辐射。 热成像体温筛查是指通过热像仪（非接触式）初步对人体表面温度进行检测，找出温度异常的个体，发现温度异常的目标之后，再进行专业的体温测量的方案。在学校、医院、机场、车站、海关、工厂、社区等各类出入口及人流量集中的公共场所，可以实现对人员出入进行快速体温筛查。 热成像人体测温的方案具有如下优势： 1、免接触：利用红外非接触式体温检测，降低交叉感染风险、节省成本投入。 2、测温准：在30℃~45℃测量范围内，检测精度可达±0.3℃（加黑体） 3、效率高：可在较远距离、大面积实现快速多人同时体温检测筛查、实现自动预警机制，做到早发现、早隔离、早治疗，有效控制传染源。 4、适应强：可适用于“临时改建、扩建及新建”的医院出入口、门诊通道、临时通道等多种场景，能够快速搭建，立即投入使用，高效便捷。 5、可追溯：结合视频智能分析平台，方案支持历史数据回溯、数据分析等功能，为追溯疑似患者、亲密接触人员提供了视频数据支持，让未确诊的密切接触者及时隔离，为减少病毒传播扩散、遏制疫情蔓延提供了有力保障。 成都慧翼科技是一家专业销售监控系统、热成像系统、智慧课堂系统等产品的公司，有需要的朋友可以了解一下。

红外热成像检测技术的应用与展望

红外热成像检测技术的应用与展望 无损检测，是指在不会对材料或元件的有效性或可靠性造成损害的前提下，对其内部的异性结构(缺陷或损伤)进行探测、定位、识别及测量的一种实用性技术。红外热成像技术是在红外探测器、微电子和计算机技术的基础上发展起来的，属于综合性高新技术，该技术正朝着快速扫描、非致冷、焦平面阵列式接收、计算机图像处理的方向发展，利用便携式笔记本电脑控制的系统正日趋完善。 红外热成像无损检测技术(又称红外热波无损检测技术)，是一门跨学科的技术，它的研究和应用，对提高航空航天器，多种军、民用工业设备的安全可靠性具有重要意义。 1.红外热成像检测技术的原理 红外热成像无损检测技术的基本原理是利用被检物的不连续性缺陷对热传导性能的影响，使得物体表面温度不一致，即物体表面的局部区域产生温度梯度，导致物体表面红外 辐射能力发生差异。借助红外热像仪探测被检物的辐射分布，通过形成的热像图序列就可 推断出内部缺陷情况。 从理论上分析可知，材料或构件因内部缺陷将导致局部力学性能的强度改变，由于材 料内部结构的不连续性，这种缺陷将引起材料或构件的热传导不连续，致使材料或构件的 温度梯度不同，因而显现出的红外热图像也有所不同。通过研究被检测材料的内部缺陷及 结构力学性能，找出其热传导特性与红外热图像之间的关系和机理，根据显示图像的温度 梯度就可以确定缺陷的位置和范围，由温度梯度随时间变化的速率可以确定缺陷的深度。 采用红外热成像技术进行检测的特点是不受材料的几何结构及材质的限制，可以实现

非接触、大面积的检测。 2.红外热成像检测技术的分类 根据探测方式不同，红外热成像检测技术可划分为透射式和反射式，其中反射式更便于使用；根据引起温差的方式不同，可划分为主动式和被动式。 主动式红外热成像检测技术可以对物体表面进行快速、准确的检测，并具有直观、非接触、单次检测面积大等特点。根据主动式激励源不同，主要划分脉冲红外热成像检测技术、锁相红外热成像检测技术和超声红外热成像检测技术等。 2.1脉冲红外热成像检测技术 脉冲红外热成像技术是一种集光、机、电为一体的非接触式无损检测方法，也是目前研究最多和最成熟的方法之一。工作原理如图1所示:以高能脉冲闪光灯作为激励热源，热流在被测构件内部传导过程中，若构件内部存在缺陷或损伤，则使得物体内部热分布将存在不连续性结构，从而导致其缺陷或损伤处的表面温度与无缺陷或损伤处有明显不同。 图1冲红外热成像检测技术的工作原理 脉冲红外热成像检测方式虽然简单实用，但是也存在着一些缺点：适于检测平板类构件，对于复杂结构构件检测存在困难；对热源的均匀性要求非常高；检测构件厚度有限，当检测厚度较高的构件时，难以显示缺陷结果。 2.2锁相红外热成像检测技术

电气安全-红外热成像检测报告

埃梯梯科能电子埃梯梯科能电子（（深圳深圳））有限公司 ITT Cannon Electronics(SZ) Ltd. 红外热像检测报告 Infrared Thermography Report 苏州壹维保工业服务有限公司 1WB Industrial Service （Suzhou ）Co.,Ltd. 检测检测日期日期日期：：2010年07月07日 Inspection Date: 2010-07-07

报 告 概 述 / Summary Report 客户名称客户名称：： Customer 埃梯梯科能电子（深圳）有限公司 ITT Cannon Electronics(SZ) Ltd. 检测时间检测时间：： Inspection Date 2010年07月07日/ 07/07/2010 检测单位检测单位：： Inspection Company 苏州壹维保工业服务有限公司 1WB Industrial Service （Suzhou ）Co.,Ltd. 测试对象测试对象：： Inspection Objects 电气系统/ Electrical system 检测参考标准检测参考标准：： The analyses for this infrared survey is based on the following standard: DLT664-2008《带电设备红外诊断技术应用导则》 DLT664-2008《Technical guide for infrared diagnosis of alive equipment 》 GB763-90《交流高压电器在长期工作时的发热》 GB763-90《Heating of A.C. high-voltage apparatus under long runs 》 使用仪器主要有/Used instruments in the survey ： 红外热成像仪(Thermal camera) 数码相机（Camera ） 温度仪（Thermometer ） 湿度仪（Hygrometer ） 检测工程师/Engineers: 宁德胜/ Rhett. ning 审核人/ Reviewers ： 检测概述/ Summary Inspection: 本次检测共耗时一个工作日，共发现问题9个：其中“高”等级问题5个，“中”等级问题4个。拍摄红外热像图和可见光图像69张，出具检测服务报告22份。/The inspection consumed one day, getting 69 pieces of infrared images and visible photos, 22 pages of report is used. 此次检测主要发现以下问题In this Infra-Red survey detected critical abnormalities ： 设备位置 Equipment Location 设备编号 Device ID 问题描述 Problem Discription 页码 Page 1#配电柜 接触器内部缺陷 10 2DP 电容漏液、电缆发热 11 变电所 3DP 电容漏液 13 主楼一楼注塑电柜（1） 接头松动或氧化 17 电缆温升较高 19 电镀旧线电柜 电缆接触不良或老化 20 橡胶一楼XL1/1-3电柜 接头松动 22 车间 橡胶一楼XL1/1-2电柜 接头松动 24 新宿舍 新宿舍电柜 电缆温升较高 25 备注/Remarks: 问题等级：1、高：表示须立即维修 2、中：表示可按计划维修 3、低：表示正常 Problem Priority ：1.High: dangerous hot spot ,maintenance immediately 2.MiD: hot spot, planned maintenance 3.Low: object is Normal

红外热像仪技术分析报告

红外热像仪技术分析报告

XXXXXX技术分析报告 XXXXXX股份有限公司 2012年5月

目次 1 初始上电时热像仪输出视频时序 (1) 2 外同步信号设计方案及试验验证 (1) 3 红外热像仪调光算法及抗热窗算法 (6) 3.1 红外热像仪调光算法 (6) 3.1.1 背景概述 (6) 3.1.2 常用图像增强算法比较 (7) 3.1.3 本系统调光算法 (12) 3.1.4 选择本方案的原因 (16) 3.2 红外热像仪抗热窗算法 (18) 3.2.1 热窗效应产生的原因 (18) 3.2.2 红外热像仪抗热窗算法原理 (19) 3.2.3 抗热窗算法实验结果 (20) 4 14位图像在不调光情况下是否满足导引头使用要求 (21) 4.1 背景 (21) 4.2 实验验证 (24)

XXXXXX技术分析报告 1 初始上电时热像仪输出视频时序 红外热像仪系统总共输出三路视频信号，分别为14位数字图像信号、8位数字图像信号和模拟视频信号，其中14位数字图像主要经过数据采集、非均匀性校正、死点替换处理后送出14位数字信号；8位数字图像在14位数字图像的基础上，再经过DSP处理之后的8位数字信号；模拟视频为经DSP处理后的数字信号转为模块信号。 关于14位数字口、8位数字口、模拟视频三路信号时序关系，相对于积分时间的时序如下图： 注1：14位数字口：经过数据采集、非均匀性校正、死点替换等处理后，需要将数据缓存一帧，再根据客户要求时序送出，故第一个有效数据从 14位接口送出相对积分时间下降沿共延迟约12.4mS； 注2：8位数字口：经过数据采集、非均匀性校正、死点替换等处理后，直接将数据送给DSP，经DSP处理后再按要求时序送出，共延迟约40mS； 注3：模拟视频信号： DSP处理后的数据首先保证8位数字接口时序送出，为满足本地视频显示时序要求，需再缓存一帧数据后按PAL制式时序 输出给ADV7123芯片，共延迟约56mS。 2 外同步信号设计方案及试验验证 在系统始用过程中，由于需要红外热像仪输出的14位数字图像、

红外热成像基本原理概论

红外热成像仪基本原理与发展前景概论 光电1201 王知权 120150111 前言 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（目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统）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上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构（焦平面热像仪无此机构）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成电信号，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。 原理 红外线是一种电磁波，具有与无线电波和可见光一样的本质。红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃。利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像，并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术，这种电子装置称为红外热像仪。 这种热像图与物体表面的热分布场相对应；实质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，与可见光图像相比，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分布场，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，实标校正，伪色彩描绘等高线和直方进行数学运算、打印等。 红外成像系统简介 红外技术是一门研究红外辐射的产生、传播、转化、测量及其应用的技术科学。任何物体的红外辐射包括介于可见光与微波之间的电磁波段。通常人们又把红外辐射称为红外光、红外线。实际上其波段是指其波长约在0.75μm到1000μm 的电磁波。通常人们将其划分为近、中、远红外三部分。近红外指波长为 0.75-3.0μm；中红外指波长为3.0-20μm；远红外则指波长为20-1000μm。由于大气对红外辐射的吸收，只留下三个重要的“窗口”区，即1-3μm、3-5μm 和8-13μm可让红外辐射通过。 红外探测器是红外技术的核心，它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应来探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互最用所呈现出的电学效应。红外探测器主要分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。其中，光子探测器按原理啊可分为光电导探测器、光伏探测器、光电磁探测器和量子阱探测器。 光子探测器的材料有PbS,PbSe,InSb,HgCdTe(MCT),GaAs/InGaAs等，其中HgCdTe和InSb斗需要在低温下才能工作。光子探测器按其工作温度又可分为制

基于红外热成像人体测温系统解决方案

基于红外热成像人体测温系统解决方案 概述 当前，各行各业已基本实现复工复产，但新冠肺炎疫情防控仍处在关键阶段。疫情期间，车站、机场、写字楼等公共场所人流聚集，该如何监控异常体温，成为一大难题。如何更高效地监测人员体温信息，且避免人员发生交叉感染。在保障人员安全的前提下，对异常体温情况快速识别预警。疫情之下，辰迈智慧科技紧急响应社会需求，研发出红外热成像人体测温系统，保证测温的快速、精准。 系统组成 系统采用集成一体化模式设计，由人体测温热成像摄像机、支架和云平台管理软件客户端构成。 系统以人体测温热成像摄像机设备为主要前端设备;存储管理需配置电脑服务器，管理软件安装于电脑服务器云平台。 该前端专门针对人体测温区间进行精确校准，能够适应人体温度检测的各种应用环境，能够有效针对人体温度分布区间进行高精度温度识别，特别适用于各类人员聚集区域、公共场所的人员健康情况预警管理。实现所有出入人流的温度实时监测和超温预警，设备可联声光报警装置，通过对人体温度实时监测，将体温过高自动筛出，可进一步确认是否有疫情、病情等情况，然后及时进行处理。通过网线数据线将采集到的温度数据信息传输至管理客户端进行存储，进一步分析和追溯。

本系统主要由前端数据采集系统、传输网络、后台数据处理及信息监控管理平台组成。 （1）前端数据采集系统 前端数据采集系统主要负责现场图像采集、体温数据的采集、录像存储和网络传输。主要包括分布安装在各个区域的高清热成像摄像机、高清网络摄像机、红外体温检测仪，用于监测各安装区域的体温数据采集和安全防范，满足对现场监控可视化和历史数据可查化的要求。 （2）传输网络 监测点的传输可以采用支持wifi连接/有线连接传输方式安装方便简便。每个红外热成像人体测温系统。监控中心部署一条具备固定公网IP地址互联网专线，实现监控中心服务器与防疫现场的热像仪等设备互相通信，进而实现报警图像和录像的回传以及监控中心对现场的实时监视和控制。 （3）监控平台 监控平台是本系统的核心所在，是执行日常监控、系统管理、应急指挥的场所内部署体温监控综合管理平台。是一个互联网架构的网络化平台，具有对各区域监测点的人员流量和对数据的报警处理、记录、查询、统计、检测数据曲线输出等多种功能。

浅谈红外热成像无损检测技术及其应用

浅谈红外热成像无损检测技术及其应用 摘要：随着社会的进步，科学技术的发展也越来越快，传统的无损检测技术渐渐已经不能满足时代的需求了，此时红外热成像无损检测技术被广泛的应用起来，红外热成像无损检测技术在现代各种新型企业和传统的工业中发挥着很大的作用。 关键词：红外热成像；无损检测技术；优缺点 从现在的新型科技企业来说，很多企业的设备在车间生产线上都安装和设置了无损检测程序，之前也有很多传统的无损检测技术出现，不过这些技术不管是在管理方面还是在实践上都存在一定的缺点，而红外热成像无损检测技术能较好的改善一些传统的无损检测技术不能达到的一些检测效果，如今它在很多领域也得到了应用，因为有它检测的便捷、准确性高等优点逐渐得到人们的认可。 1 红外热成像无损检测技术的简介 红外热成像无损检测技术是利用红外热成像原理来工作的。它是由热成像技术、红外标定技术、图象处理技术和图象压缩与恢复技术等多项高技术的集成。举个例子，就石油化工企业生产程序来说，对这个生产线所需要的仪器设备进行检测，首先是启动设备，之后在设备工作的时候就会散发出热量，每个仪器所散发出的热量是不一样的，在设备工作的时候，可以利用红外热成像仪器检测被测仪器的热量，这些热量会发射出辐射，在自然界中一切物体都会有电磁波辐射，之后根据辐射就会在红外热成像仪器上成像，根据成像的不同可以判断被测仪器的工作状态。 2 红外热成像无损检测技术的原理 相位法红外无损检测利用调制激励源在被测物体内部产生周期热波，由于物体内部缺陷产生的反射受到入射波的干扰而在物体表面形成一个可被红外热像仪记录的波形，用红外热像仪采集多幅热图像，经过图像序列信号重构，得到被测物体表面温度变化信号，提取被测物体表面各点温度变化的相位图和幅值图，据此判定缺陷的存在和特征。图1给出了采用红外相位法技术进行无损检测的原理。 2.1 红外无损检测系统的组成 如图2所示，一个典型的红外无损检测系统由以下几部分组成：热激励系统、红外热成像系统、红外图像采集、处理和分析系统。 2.2 激励系统 主动式红外无损检测系统必须要有一个热激励系统，用以造成被测材料内部稳态或瞬态不均匀温度场，使被测材料内部缺陷显示出来。光源激励系统主要包

-红外热成像技术在医疗领域中的应用

热成像技术在医疗领域中的应用 一、医用热像图的理论基础 热成像技术（Thermography）又称温差摄影，是利用红外辐射照相原理研究体表温度分布状态的一种现代物理学检测技术。与精密的解剖学相比，热成像系统在反映人体生理的改变以及新陈代谢的进程方面有着独一无二的特性。 人是恒温动物，能维持一定的体温。用物理学的观点来看，人体就是一个自然的生物红外辐射源。它不断地向周围空间发散红外辐射能。当人体患病或某些生理状况发生变化时，这种全身或局部的热平衡受到破坏或影响，于是在临床上表现为组织温度的升高或降低。因此测定人体温度的变化，也就成为临床医学诊断疾病的一项重要指标。 医用热成像技术就是采用焦平面热探测器阵列（或光机扫描）将红外辐射能量转为电子视频信号，经过处理后形成被测物体的红外热图像，这种图像可在彩色监视器上显示，同时可送入计算机进行相应的数据处理，或存贮在硬盘或软盘上，也可由打印机打印成照片。红外热像图的诊断原理正是利用红外辐射能照相来研究体表温度分布状态，并将病变时的人体热像和正常生理状态下的人体热像进行比较，从而为某些疾病的诊断提供客观依据。 红外热成像探测的是人体自身皮肤辐射出的红外线，检查时既无创伤，又无不适，快速方便。它是绝对被动和不伤害人体的，这一点对于诊断工具来说，是非常重要的。 二、医用热像仪的应用领域 从热像仪的工作原理可知，热像仪探测的是人体表面的热辐射，皮肤是一个良好的红外辐射体，其比辐射率可达0.99以上，所以，体内器官的温度差异是可以经过热传导至体表从而被热像仪探测到的；同时，当体内深层器官的病变严重时，在体表也能探测到温度的差异，因此，医用热像仪不仅能诊断体表或接近体表的一些疾病，如皮肤、乳房、甲状腺肿瘤、血管疾病、关节病变等，而且对深层器官疾病的病变也起到很好的临床诊断作用。 医用热像技术用于临床诊断已有几十年历史，现已成为了诊断浅表肿瘤、血管疾病和皮肤病症等的有效工具。现就几个典型病症的诊断来进行简要的介绍。 1