红外热成像测温技术及其应用

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1、红外热成像测温技术及其应用2011.5.16提纲OUTLINE基本原理先给出黑体的红外辐射规律。黑体,简单讲就是对一切波长的入射辐射吸收率都等于1的物体,也就是说全吸收。显然,因为自然界中实际存在的任何物体对不同波长的入射辐射都有一定的反射(吸收率不等于1),所以,黑体只是人们抽象出来的一种理想化的物体模型。但黑体热辐射的基本规律是红外研究及应用的基础,它揭示了黑体发射的红外热辐射随温度及波长变化的定量关系。其中最重要的是下面3个基本定律。(1)普朗克辐射定律(2)斯蒂芬-玻耳兹曼定律(3)朗伯余弦定律系统基本组成红外热像仪是一种红外波段的

2、摄像机，它利用实时的扫描热成像技术进行温度分析，其系统组成包括红外望远镜、光学扫描仪、红外探测器与制冷器组件、信号放大器与处理电路、显示器等。下图为其系统基本组成示意图优点（1)优点（2）热成像测量物体表面温度优点非接触测量响应快测温范围宽不影响目标的温度分布不需要达到与目标物体的热平衡，只要接受辐射就可以普通型T系列-20℃—300℃热成像测量物体表面温度灵敏度高空间分辨率高目前最灵敏的热成像系统能测出0.01℃的温度变化例如：点热成像系统1s内可测出20万个点。影响因素被测物体发射率的影响1背景的影响2大气的影响3热成像测量物体表面温度

3、测温影响因素⑴被测物体发射率发射率又称为黑度，反映物体向外发射辐射的能力．物体表面发射率是不相同，且随温度和波长变化。热成像测量物体表面温度⑵背景⑶大气被测物体辐射的能量大气红外热成像仪被测物体的辐射能背景投向物体表面被物体物体表面反射的辐射能背景投向物体表面并透过物体物体表面的辐射能响应平面探测器某些成分吸收红外辐射热成像系统的温度标定黑体炉原理图最大探测距离制冷装置“制冷”这一要求——导致了常规的热成像测温系统成本太高，应用比较受限！工作波长的选择在选用红外热成像仪或热辐射仪的时候，应注意生产厂家所提供的工作波段。红外热成像测温的应用应

4、用红外热成像测温技术具有很多优点!因此在——医疗卫生、航空航天、无损探伤、安全检查等领域——得到了广泛的应用。安全预测安全预测就是早期发现设备的异常情况，并相应地采取适当的补救措施，以保证设备安全，减少损失。对于大型设备，利用红外热像仪在设备运行时对其早期的温度异常变化进行在线监测，判断设备运行状况具有重要意义。典型的应用情况有：对工业炉窑和高温管道耐火材料侵蚀和剥落情况的监测，预防烧穿事故的发生；对锅炉及加热炉炉壁和保温容器壁的监测，寻找热能泄露点，实现节能；在带电的情况下，对各种电气设备线路的监测，预防停电和火灾等恶性事故的发生；等等。

5、医疗卫生因为当人体局部或全身发生病变，血液循环障碍以及代谢功能发生变化时，将导致相应部位温度平衡的破坏，所以体温变化是人体病理诊断的重要指标之一。因此可利用红外热像仪检查人体温度分布的异常情况，为某些疾病特别是恶性肿瘤提供诊断的依据。质量监测在很多产品的质量监控方面，需要严格控制温度的均匀性，可利用红外热像仪检测其温度场分布，例如，轧钢厂的板坯温度分布情况、纸浆干燥监测、沥青路面的铺设、水泥旋转窑监测、玻璃制造过程温控，以及复合材料、建筑材料、集成电路板设计等工业过程中均需要进行过程温度调查与监测科学实验研究在科学实验研究方面，红外热像仪亦

6、可显示其在测试物体温度场方面的优势。例如，*利用红外热像仪测量火焰温度，*利用其精确测试物体的发射率。在许多科学实验研究方面都取得了较好的效果。热成像测量物体表面温度探测器的制冷装置目的：消除背景噪声和提高探测器的灵敏度几种常用的微型制冷器：⑴杜瓦瓶式制冷器⑵气体节流式制冷器⑶半导体制冷器热成像测量物体表面温度应用⑴在电力行业中的应用热成像测量物体表面温度应用⑵在微电子行业中的应用热成像测量物体表面温度应用⑶机械故障诊断热成像测量物体表面温度应用⑷野生动物热成像测量物体表面温度应用⑸夜视监视热成像测量物体表面温度应用⑹在军事上的应用红

7、外热成像人体快速测温系统红外热成像人体快速测温系统，因其具有的非接触、响应速度快、操作简便等特点，被相关单位作为机场、港口、车站等公共场所排查监测“非典”等症状患者和疑似病人的重要工具。在一些不便于使用传统接触式测温方法的场合，红外辐射式测温仪就显得尤为重要了。红外热成像人体快速测温系统是集先进的光电子技术、热成像技术、图像处理技术和控制技术于一体的高科技产品。整个系统包括红外监控系统（体温探测头、光学镜头、红外分析软件等）、人梯体温监测岗和监控指挥中心。测温系统结构图系统测温界面图红外热成像伪彩色测温系统由于人眼对灰度微弱递变的敏感程度远

8、远小于对色彩变化的敏感程度。在256个灰度级中能分辨出40个左右级灰度，而能分辨出的彩色达几自种甚至上千种。伪彩色增强技术作为一大类基本的图像增强处理技术，是将灰度图像转变为伪彩