红外热像仪知识
热成像仪原理及应用知识
热成像仪原理及应用知识热成像仪（Thermal Imager）是一种通过接收物体的红外辐射，将其转化为可视化的热像的设备。
它利用了物体的温度与其发出的红外光谱之间的关系，从而实现了非接触式的温度测量和热图像显示。
热成像仪的工作原理基于热辐射的物理现象。
所有物体都会发射热辐射，其频率与物体的温度成正比。
根据斯特藩—玻尔兹曼定律，物体的热辐射功率与物体的绝对温度的四次方成正比。
热成像仪通过使用红外探测器来接收物体发出的红外光谱，然后将其转换为电信号。
这些信号经过处理后，最终转化为可视化的热图像。
热成像仪的关键部件是红外探测器。
常见的红外探测器有热电偶、热电阻、热电堆、热电对、半导体探测器等。
其中，半导体探测器是最常用的一种。
半导体探测器通常由半导体材料制成，这些材料会因吸收红外辐射而增加温度。
通过测量电阻、电容、电压等参数的变化，可以确定物体的温度，并转换为对应的灰度显示在热像上。
热成像仪的应用非常广泛。
在军事领域，热成像仪可以用于夜视、目标探测、边界监控等任务。
在工业领域，热成像仪可以用于故障检测、质量控制、温度测量等。
在建筑领域，热成像仪可以用于检测建筑物的热失真、能源浪费等问题。
在医疗领域，热成像仪可以用于测量体温、诊断疾病等。
此外，热成像仪还可以用于火灾救援、野外勘察、气象预测等。
热成像仪的使用有许多优势。
首先，热成像仪可以实现非接触式的温度测量，避免了传统接触式测温方法中可能的风险和不方便性。
其次，热成像仪具有快速测量的优势，可以在短时间内获取大量信息。
此外，热成像仪可以在低光照条件下工作，并且不受环境光的干扰。
最重要的是，热成像仪可以直观地显示物体的温度分布，帮助用户分析和理解热力学过程。
总结来说，热成像仪通过接收物体的红外辐射，将其转化为可视化的热像，实现了非接触式的温度测量和热图像显示。
其工作原理基于热辐射的物理现象，利用红外探测器将物体的红外光谱转换为电信号，并经过处理最终显示在热像上。
红外热成像仪的介绍及工作原理
1.红外热成像技术红外成像技术作为一门新技术，在电力设备运行状态检测中有着无比的优越性。
红外成像是以设备的热状态分布为依据对设备运行状态良好与否进行诊断，它具有不停运、不接触、远距离、快速、直观地对设备的热状态进行成像。
由于设备的热像图是设备运行状态下热状态及其温度分布的真实描写，而电力设备在运行状态下的热分布正常与否是判断设备状态良好与否的一个重要特征。
因此采用红外成像技术可以通过对设备热像图的分析来诊断设备的状态及其隐患缺陷。
2.什么是红外热像图一般我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。
通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。
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是不同，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图像，或者说，红外热图像是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。
3.红外热像仪的原理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，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
红外热像仪的非接触式测温方式，能够在不影响轧辊工作的同时测量其实时温度，并随时采取降温措施。
红外热像仪的原理4.红外热成像的特点自然界所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都会发出红外线，红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。
大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的红外线却是透明的。
因此，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。
我们利用这两个窗口，可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到前方的情况。
5.在线式红外热像仪采用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热像仪。
热像仪常用知识
热像仪常用知识热像仪，这个听起来有些专业和神秘的设备，其实在我们的生活中有着越来越广泛的应用。
从工业检测到医疗诊断，从消防救援到建筑节能，热像仪都发挥着重要的作用。
那么，究竟什么是热像仪？它是如何工作的？又有哪些常见的类型和应用场景呢？接下来，就让我们一起揭开热像仪的神秘面纱，了解一些关于它的常用知识。
一、热像仪的工作原理热像仪的工作原理基于物理学中的热辐射定律。
我们都知道，任何物体只要其温度高于绝对零度（－27315℃），就会不断地向外辐射红外线。
而热像仪就是通过接收和测量物体所辐射的红外线能量，并将其转化为可见的热图像。
热像仪内部的核心部件是红外探测器，它能够感知不同强度的红外线辐射。
探测器将接收到的红外线信号转换为电信号，然后经过一系列的处理和计算，最终在显示屏上呈现出物体表面的温度分布图像。
不同的温度在图像中会以不同的颜色表示，通常高温区域显示为红色、橙色等暖色调，低温区域显示为蓝色、绿色等冷色调。
二、热像仪的类型根据不同的应用需求和技术特点，热像仪可以分为多种类型。
1、手持式热像仪手持式热像仪是最常见的一种类型，它体积小巧、携带方便，适用于各种现场检测和巡检工作。
例如，电气工程师可以使用手持式热像仪检查电气设备的发热情况，及时发现潜在的故障隐患；建筑工人可以用它检测建筑物的隔热性能，查找可能存在的热损失区域。
2、在线式热像仪在线式热像仪通常安装在固定的位置，用于对特定区域或设备进行连续监测。
比如，在工业生产线上，在线式热像仪可以实时监控生产设备的运行温度，一旦温度异常，系统会自动发出警报，以便及时采取措施，避免生产事故的发生。
3、车载式热像仪车载式热像仪主要安装在车辆上，用于在行驶过程中对周围环境进行监测。
它在消防救援、安防巡逻等领域有着广泛的应用。
例如，在火灾现场，消防车辆上的热像仪可以帮助消防员在烟雾弥漫的环境中快速找到被困人员和火源。
三、热像仪的应用场景1、工业领域在工业生产中，热像仪可以用于检测机械设备的运行状态，如电机、轴承、变压器等的发热情况，提前发现故障，减少停机时间和维修成本。
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。
红外热像仪学习总结讲解
红外热像仪学习讲解红外热像仪（Infrared Thermography Camera），简称IRT，是一种能够通过红外辐射对物体进行测温的仪器。
它能够将红外辐射转化为可见光图像，从而实现对物体温度分布的观测和分析。
红外热像仪的应用非常广泛，在建筑、电力、医疗等领域发挥着重要作用。
本文将对红外热像仪的原理、应用以及使用方法进行讲解，并根据个人学习经验相关注意事项。
红外热像仪原理红外热像仪利用物体产生的红外辐射来测量物体的表面温度，从而形成热图像。
其核心原理是基于物体的热辐射特性，在物体的温度不同区域，会产生不同的红外辐射强度。
红外热像仪通过感应物体发出的红外辐射，并将其转换成可见光图像，通过颜色的变化直观地反映物体的温度分布。
红外热像仪使用了红外焦平面阵列（Infrared Focal Plane Array）作为传感器，在接收红外辐射的同时，能够实现对不同波长红外辐射的感应，并将其转化为电信号进行处理。
最终，将处理后的信号转换成可见光图像，供用户观察和分析。
红外热像仪的应用1. 建筑领域在建筑领域，红外热像仪被广泛应用于建筑热工学的研究和冷热损失的检测。
通过对建筑表面温度的测量，可以快速发现隐蔽的热漏点和热桥等问题，从而提高建筑的能源利用效率。
2. 电力行业在电力行业，红外热像仪可以用于电力设备的检测和维护。
通过对电力设备的红外热图像进行分析，可以及时发现设备的过热、短路等问题，从而预防事故的发生，提高电力设备的运行安全性。
3. 医疗领域在医疗领域，红外热像仪可用于体温控制、疾病筛查和诊断等方面。
通过对人体表面温度的测量，可以快速筛查出潜在的感染疾病，并加以进一步诊断和治疗。
4. 工业制造红外热像仪在工业制造中的应用十分广泛。
它可以用于发现设备的异常热点，及时采取措施防止设备损坏或生产事故的发生。
此外，红外热像仪还可以用于产品质量的控制，通过检测产品的热信号，发现可能存在的质量问题，从而提高产品的质量和可靠性。
红外热像仪的使用方法和技巧及工作原理
红外热像仪的使用方法和技巧及工作原理红外热像仪的使用方法和技巧通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量变化为可见的热图像。
热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
一、红外热像仪的使用注意事项：1、确定测温范围：测温范围是热像仪比较紧要的一个性能指标。
每种型号的热像仪都有本身特定的测温范围。
因此，用户的被测温度范围确定要考虑精准、全面，既不要过窄，也不要过宽。
依据黑体辐射定律，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，用户只需要购买在本身测量温度内的红外热像仪。
2、确定目标尺寸：红外热像仪依据原理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，被测目标面积应充分热像仪视场。
建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。
假如目标尺寸小于视场，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，假如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。
3、确定光学辨别率（距离系灵敏）：光学辨别率由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。
假如测温仪由于环境条件限制必需安装在阔别目标之处，而又要测量小的目标，就应选择高光学辨别率的热像仪。
光学辨别率越高，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议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，测量金属材料的较好波长是近红外，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。
由于有些材料在确定波长是透亮的，红外能量会穿透这些材料，对这种材料应选择特别的波长。
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；测低温区选用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。
红外热像仪的工作原理
红外热像仪的工作原理
红外热像仪是一种探测目标物体的红外辐射能量分布情况的仪器，它可以将被测目标的红外辐射能量分布图形转变成图像显示在红外成像屏幕上，并可以对被测目标进行温度测量。
红外热像仪是一种高科技、高智能的多功能仪器，具有非接触、分辨率高、功耗低、抗干扰能力强等特点，在机械设备检修过程中能够快速准确地发现机械设备存在的故障，及时避免了机械设备发生重大事故。
下面我们就来了解一下红外热像仪的工作原理吧！
红外线是一种可见光，它不像可见光那样在可见光谱范围内具有光波的一切特性，而是具有不可见光所没有的波谱特性。
在红外线波段，物体发出的红外线能量相当于可见光能量的10倍
以上，甚至比可见光还要强得多。
这是因为物体的原子和分子等内部有大量的电子在高速旋转着，这些电子在旋转过程中会辐射出大量的红外线，这些红外线被人眼接收后，人就能看到物体发出的红外线了。
同时，人也能感觉到这种红外线带来的温度差异。
红外热像仪就是利用红外探测器把这种差异转化成图像显示出来。
—— 1 —1 —。
红外热像仪主要技术参数
红外热像仪主要技术参数1.分辨率：红外热像仪的分辨率是指它可以检测到并显示的最小温度差异。
一般来说，分辨率越高，红外热像仪就能提供更准确和清晰的图像。
分辨率通常以温度差异的最小测量单位表示，比如0.1°C。
2.温度测量范围：红外热像仪的温度测量范围表示它可以测量的最低和最高温度。
一些低端的红外热像仪的温度测量范围可能只有几十摄氏度，而高端的红外热像仪则可以测量到上千摄氏度的温度范围。
3.帧率：帧率是指红外热像仪在一秒钟内可以拍摄和显示的图像帧数。
高帧率可以提供更流畅和清晰的图像，而低帧率可能会导致图像模糊。
4.聚焦方式：红外热像仪的聚焦方式决定了它可以检测到的目标距离范围。
一些红外热像仪具有手动聚焦的功能，用户可以通过调整焦距来获取清晰的图像，而其他红外热像仪具有自动聚焦功能，可以更方便地获得清晰的图像。
5.可视光照相机：一些高端的红外热像仪配备了可视光照相机，可以在红外热像仪图像上叠加显示可视光图像，以提供更直观和全面的信息。
6.图像和视频保存功能：一些红外热像仪具有内置存储功能，可以将图像和视频保存到内部存储器或外部存储卡中。
这使得用户可以随后进行分析和报告编制。
7.接口和通信：红外热像仪通常还配备有各种接口，比如USB、HDMI或无线通信接口，以便用户可以快速传输图像和数据，并与其他设备进行连接。
8.电池寿命：红外热像仪通常使用可充电电池供电，其电池寿命决定了使用时间的长短。
一些高端的红外热像仪具有长时间的电池寿命，可以持续使用数小时。
总结起来，红外热像仪的主要技术参数包括分辨率、温度测量范围、帧率、聚焦方式、可视光照相机、图像和视频保存功能、接口和通信、电池寿命等。
这些参数决定了红外热像仪的性能和适用范围，用户可以根据自己的需求选择适合的红外热像仪。
红外热像仪培训教材-红外热像仪原理
开机与关机
开机
按下电源键，等待仪器自检完毕，即可开始使用。
关机
按下关机键，仪器开始关机程序，等待关机完毕即可。
校准与标定
校准
在每次使用前或使用一定时间后，需要对红外热像仪进行校准，以确保测量结果的准确性。
标定
对红外热像仪进行标定，以消除仪器本身的误差，提高测量精度。
图像采集与处理
图像采集
根据需要选择合适的模式和参数，进行 图像采集。
温度分辨率
总结词
温度分辨率是红外热像仪能够分辨的 最小温差。
详细描述
温度分辨率决定了热像仪对细微温度 变化的敏感程度。分辨率越高，热像 仪能够检测到的温度变化越小，测量 精度也越高。
空间分辨率
总结词
空间分辨率决定了红外热像仪能够分辨的最小目标尺寸。
详细描述
空间分辨率越高，热像仪能够识别和定位的目标越小。这对 于需要精确测量小尺寸目标的场景尤为重要，如检测电子设 备的热故障点等。
要求
具有高透过率和低畸变， 能够将目标辐射的能量高 效地传输到探测器上。
探测器
作用
将汇聚的红外能量转换为 电信号。
类型
主要有热电堆、热电偶、 光子探测器等。
要求
具有高灵敏度、低噪声和 快速响应等特点，能够将 微弱的红外能量转换为可 测量的电信号。
信号处理系统
作用
对探测器输出的电信号进行处理 ，包括放大、滤波、模数转换等 。
VS
图像处理
对采集到的图像进行预处理、分析和处理 ，提取所需的信仪的镜头和外壳，保持仪器的清洁和整 洁。
要点二
存储
将红外热像仪存放在干燥、通风的地方，避免阳光直射和 高温环境。
THANKS FOR WATCHING
使用红外热像仪进行热量测量的原理与技巧
使用红外热像仪进行热量测量的原理与技巧当我们谈到温度测量时，红外热像仪往往是一个非常有用的工具。
它可以通过检测目标物体辐射出的红外辐射来测量其表面温度。
这种测量方法无需接触目标物体，因此具有许多优势。
接下来，我们将了解红外热像仪的原理以及使用它进行热量测量的技巧。
红外热像仪的原理基于“热成像”技术。
它可以将目标物体辐射的红外辐射转换为电信号，并通过电子装置转换成图像。
这种红外辐射与物体表面的温度有关，因此我们可以通过分析图像来了解物体的表面温度分布。
红外热像仪的核心部件是红外探测器。
探测器中的红外感光元件可以吸收目标物体辐射出的红外辐射，并将其转化为对应的电信号。
这些电信号然后通过电路处理，最终形成热像仪所显示的红外图像。
在使用红外热像仪进行热量测量时，有一些技巧可以帮助我们获得准确的结果。
首先，我们需要使用热平衡板进行校准。
热平衡板通常是一个具有均匀温度分布的表面，它可以通过快速达到热平衡的特性来提供准确的参考温度。
通过将红外热像仪对准热平衡板并进行校准后，我们可以获得一个可靠的基准以进行后续的热量测量。
其次，我们需要注意测量距离对结果的影响。
红外热像仪的测量范围通常是有限的，过大或过小的测量距离都可能导致测量结果的误差。
在进行热量测量时，我们应该根据目标物体的尺寸和特点，选择合适的距离以获得准确的结果。
另外，应该注意到红外辐射的反射影响。
对于具有高反射率的表面，红外热像仪可能会检测到来自周围环境的反射辐射，从而产生不准确的测量结果。
因此，在进行热量测量时，我们应该尽量避免反射辐射的干扰，可以通过更换角度或使用遮光板等方法来实现。
此外，环境条件也会对红外热像仪的测量结果产生影响。
比如，气温、湿度等环境因素都会对红外辐射的传播和测量结果产生影响。
在使用红外热像仪进行热量测量时，我们应该尽量在稳定的环境条件下进行，或者对环境因素进行修正以得到准确的结果。
总结来说，红外热像仪作为一种非接触式的测温工具，拥有广泛的应用领域和许多优势。
红外热成像仪基础知识
4、测温范围是指测温型红外热像仪可以测量到的最高温度和最低温度的范围。
5、焦距 透镜中心到其焦点的距离，通常用f表示。 焦距的单位通常用 mm （毫米）来表示，一个镜头的焦距一般都标在镜头的前 面，如f=50m （这就是我们通常所说的镜头）、70-210mm （长焦镜头）等。 焦距越大，可清晰成像的距离就越远。
什么造就一个高频的热像仪？ 高效吸收红外能量的发射器 不同的物体由于材质不同，所以辐射率和反射率是不同的。 提供一个鲜明对比的周边环境； 例子：热（白色）一杯咖啡与黑色电工胶布和反射（银）磁带； 热图像颜色：
影响查看范围的两个主要因素 1、视场角（FOV） -宽视场角=较短的范围内，但更好的态势感知能力； -窄视场角=进一步范围但不覆盖水平
2、分辨率 高分辨=场景中的物体具有更高的像素=最佳的变换范围
1、红外光学镜头 红外光学镜头通常是由一组透镜组成，它们可以将接收的各种红外线最终焦距 到红外探测器上，进行光电转换处理。
红外光学镜头中使用最多的是折射率为 4得锗晶体，它适用于2-25μm波段。折 射率为 3 得 Si ，常用在 1-6 μ m 波段。耐热冲击的导弹整流罩，以采用热压的 MgF2和ZnS最佳。
2、红外线波段范围 太阳发出的光波又叫电磁波。可见光是人眼能够感受的电磁波，经三棱镜折射后，能 见到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光。
红外线与可见光、紫外线、X 射线、γ 射线和无线电波一起，构成了一个完整连续的 电磁波谱，如下图所示：
如上图所示，波长范围是0.76um到1000um的电磁辐射，我们称为红外线辐射。
红外热成像仪与微光夜视对比 微光夜视需要环境光，不能在白天使用，而热成像是不需要光的； 对象出现伪装和明亮的灯光可以冲刷显示，热成像检测则能看到效果更哈偶的 图像； 微光夜视探测距离短，热成像则有不同等级的产品对应不同的距离；
红外热成像技术的基础知识
红外热成像技术的根底学问一、红外热成像技术的定义红外热像技术是一门猎取和分析来自非接触热成像装置的热信息的科学技术。
就像照相技术意味着“可见光写入”一样，热成像技术意味着“热量写入”。
热成像技术生成的图片被称作“温度记录图”或“热图”。
二、红外热像图和可见光图比较红外热图像可见光图像三、红外热成像测量的优势1.非接触遥感检测，红外热像仪不同于红外测温仪，不用接触被测物，可以安全直观的找到发热点。
2.一张二维画面可以表达被测范围全部点的温度状况，具有直观性。
还可以比较处于同一区域的物体的温度，查看两点间的温差等。
3.实时快速扫描静止或者移动目标，可以实时传输到电脑进展分析监控。
四、红外线的觉察1800 年英国的天文学家Mr.William Herschel 用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。
他觉察，当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。
反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。
红外线普遍存于自然界中，任何温度高于确定零度〔-273.16℃ 〕的物体都会发出红外线，比方冰块。
五、电磁波谱我们通常把波长大于红色光线波长0.75µm ，小于1000µm 的这一段电磁波称作“红外线” ，也常称作“红外辐射”。
红外线依据波长不同可以分为：近红外0.75 –3 µ m；中红外3 – 6 µm；远红外6 – 15 µm；极远红外15 – 1000 µm。
六、红外辐射的大气穿透红外线在大气中穿透比较好的波段，通常称为“大气窗口”。
红外热成像检测技术，就是利用了所谓的“大气窗口”。
短波窗口在1--5μm 之间，而长波窗口则是在8--14μm 之间。
一般红外线热像仪使用的波段为:短波(3µm -- 5µm); 长波( 8µm --14µm) 。
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。
使用红外热像仪需要注意哪些事项
使用红外热像仪需要注意哪些事项
红外热像仪使用时需要注意：
1、确定温度范围
确定被拍摄物体的温度，红外热像仪可以智能的根据周围的温度生成一幅红外热像图，但是在使用前一定要先确认好温度范围，在一定的温度范围下才能更精确的工作。
所以在进行红外拍摄时，可以先人为的设定温度范围，再由设备自行测温，这样有利于提高红外热像仪的工作效率，减少测温时间。
3、调整好焦距
红外热像仪具备相机的部分功能，在使用前需要调整好焦距，焦距的范围太高或太低都不利于读取温度。
红外热像仪分为手动调焦和电动调焦两种，手动调焦更精准，电动调焦较方便，使用者可以根据自己的需要进行选择和使用。
红外热像仪日常须注意：
1、保持仪器平稳
红外热像仪使用时要注意保持仪器的平稳，按下存储键时，应注意不要过于晃动，以兔成像模糊;如果觉得手持不稳的话，可以将仪器用三脚架支撑。
2、选择合适的检测环境
红外热像仪应用的工作环境常常是在室外，容易受到天气因素的影响，可以根据环境特点提前进行适度调整，以保证测量数据的精确度;同时，应尽量选择无雨、无雾、没有阳光或者处在夜间，无风或者风力小的环境，避开多余的反射。
3、经过培训后再操作
红外热像仪属于专业仪器设备，并不是随便就能上手的，建议由经过培训的专业人员进行操作，避免误操作。
4、定期做好维护和保养
红外热像仪属于精密仪器，需要注意做好定期的维护和保养工作，发现故障要及时维修，避免出现更大的问题。
红外热像仪测温技术
不同的物质和目标在红外波段范围内有不同的辐射特性，因 此选择合适的波段范围对于准确测量温度至关重要。常见的 波段范围包括短波、中波和长波，分别对应不同的应用场景 。
空间分辨率
总结词
空间分辨率决定了红外热像仪能够分 辨目标细节的能力。
详细描述
空间分辨率越高，热像仪能够捕捉到 的目标细节越丰富。这有助于在复杂 背景下准确识别目标，并对其温度分 布进行更精确的测量。
红外热像仪在安全监控、消防 救援和军事侦察等领域中具有
广泛的应用。
02 红外热像仪的组成与分类
红外探测器
探测器类型
探测器阵列
红外探测器分为热探测器和光子探测 器两类，其中热探测器根据工作原理 又可以分为热电堆、热电偶、热敏电 阻等。
红外探测器阵列分为一维线阵和二维 面阵，面阵又可以分为非制冷和制冷 两种类型。
康复理疗
红外热像仪还可用于康复理疗领域， 通过红外热像仪的监测，可以对康复 治疗效果进行量化评估，为康复治疗 方案提供科学依据。
安全监控领域的应用案例
消防安全
在消防安全领域，红外热像仪能够快速定位火源、检测高温区域和人员，为灭火救援提供重要信息，提高救援效 率。
夜间监控
在夜间或低光照条件下，红外热像仪能够清晰地捕捉到目标物体的温度分布，为安全监控提供有力支持。
测温范围
总结词
测温范围决定了红外热像仪能够测量的最高和最低温度。
详细描述
测温范围越宽，热像仪的应用场景就越广泛。了解测温范围对于选择适合应用的 红外热像仪至关重要，以确保能够准确测量目标温度。
04 红外热像仪测温技术的优 势与局限性
优势
非接触式测温
响应速度快
红外热像仪通过接收物体发射的红外辐射 进行测温，无需直接接触被测物体，可在 一定距离内进行快速测量。
红外热像仪的参数
红外热像仪的参数红外热像仪（infrared thermal imager）是一种通过测量目标物体辐射出的红外辐射来生成图像的设备。
它可以测量物体表面的温度，并以不同的颜色表示不同温度区域，从而提供了对目标物体的热分布和温度信息的可视化。
红外热像仪的参数会直接影响其测温精度、测距范围、分辨率和帧率等性能。
下面将详细介绍红外热像仪的主要参数及其意义。
1. 温度测量范围（Temperature Measurement Range）：红外热像仪可以测量的物体温度范围。
不同型号的红外热像仪在温度测量范围上有所差异，一般常见的范围为-20℃至+1500℃，有些高端的产品的测量范围更广。
2. 温度测量精度（Temperature Measurement Accuracy）：红外热像仪的温度测量精度是指其对物体真实温度的测量准确度。
一般情况下，精度会根据测量温度范围的不同而有所变化，通常为±2℃或±2%。
3. 热像仪分辨率（Detector Resolution）：热像仪的分辨率指的是图像传感器的像素数量，通常用水平像素数和垂直像素数表示。
一般来说，分辨率越高，图像细节越清晰，能够提供更准确的温度信息。
常见的分辨率有320x240、640x480、1024x768等。
4. 图像显示分辨率（Display Resolution）：图像显示分辨率指的是热像仪显示屏的像素数量。
与热像仪的分辨率不同，显示分辨率对于观察图像的清晰度和细节展示也起到重要作用。
5. 帧率（Frame Rate）：帧率是指红外热像仪每秒钟能够采集并处理的图像帧数。
帧率越高，显示的图像就越流畅，对于实时监测和追踪运动目标非常重要。
一般情况下，帧率可以从9Hz到60Hz不等。
6. 带宽（Spectral Range）：带宽反映了红外热像仪在测量红外辐射时的灵敏度范围。
不同型号的热像仪的带宽范围也有所差异，一般从3μm到15μm。
红外热成像仪原理
红外热成像仪原理
红外热成像仪利用红外辐射的原理来检测物体的温度分布。
物体发出的红外辐射与其温度成正比，热成像仪能够将这些红外辐射转化为可见图像，从而显示出物体表面的温度分布情况。
红外热成像仪主要由红外感应器、光学系统、信号处理电路和显示器等组成。
红外感应器是核心部件，它能够将接收到的红外辐射转换成电信号。
光学系统负责将红外辐射聚焦到红外感应器表面，提高感应器的灵敏度和分辨率。
当物体受热时，其温度会影响其表面红外辐射的强度。
红外热成像仪通过感应器接收到的红外辐射强度，将其转换成电信号并进行放大处理。
处理后的信号通过显示器表现出来，形成一幅红外热成像图像。
图像中不同颜色的区域代表了物体表面不同的温度分布。
红外热成像仪的工作原理是基于热辐射物体发出的红外辐射与其温度之间的关系。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，物体表面辐
射强度与其绝对温度的平方成正比。
因此，红外热成像仪可以通过测量红外辐射的强度来反推物体的温度。
红外热成像仪的应用非常广泛，包括军事、医疗、建筑、工业、研究等领域。
通过红外热成像仪，人们可以进行隐蔽目标侦查、医学诊断、能效分析、工业缺陷检测等工作。
红外热成像仪可以以非接触的方式获取温度信息，具有快速、准确、高效的特点，是一种非常有用的检测工具。
红外热像仪的组成
红外热像仪的组成红外热像仪是一种用于实现精确测量和分析物体表面温度的仪器, 它可以用于工业制造、品质控制、安全预警、科学研究、生物医学等许多领域。
它具有测量精度高、快速安全、易于使用等优点。
本文简要介绍了红外热像仪的结构及其工作原理。
一、红外热像仪的结构红外热像仪的组成部分包括热成像系统、摄像头、数据采集单元、处理器、显示单元、用户操作界面等。
1.热成像系统热成像系统是红外热像仪的核心部分, 它能探测物体表面的温度变化, 将其变化转换成可视信号和数字信号。
它包括热成像仪、聚焦系统、温度测量系统和热集成单元等。
（1）热成像仪: 它具有高精度、高灵敏度和可靠性等特点, 可以测量出精度非常高的温度信息, 可以从非常低的温度到非常高的温度提供精准的测量结果。
它可以通过光学把探测到的温度信号转换成可视的电子图像和数字信号, 可以高速地收集实时的温度信息,并在计算机中显示出来。
（2）聚焦系统: 它由精密的光学元件组成, 可以将红外辐射聚焦到热成像仪上, 以便于精准测量物体表面的温度。
（3）温度测量系统：它可以根据热成像仪探测出来的温度信号, 计算出物体表面的温度值, 并根据设定的温度阈值及外部输入信号, 实现温度的控制和调节。
（4）热集成单元：它可以实现高速的数据采集和处理, 以及将温度信息转换成不同的信号形式, 可以能够快速地收集实时的温度信息。
2.摄像头摄像头用于捕捉图像, 它具有高分辨率、快速响应及低照度和背景高动态范围等特点, 可以将视觉信号转换成数字信号, 用于数据的存储、传输和处理。
3.数据采集单元数据采集单元可以将摄像头捕捉到的信号转换成数据, 这些数据可以存储在本地或远程的服务器中, 并可以通过专用的软件来进行处理。
4.处理器处理器可以将收集到的数据进行快速的信息处理, 并将处理结果通过屏幕或其他输出设备进行显示。
5.显示单元显示单元可以将处理器处理后的信息以图形或数字的形式显示出来, 以便用户更容易进行操作。
红外热像仪有哪些主要技术参数
红外热像仪有哪些主要技术参数1.温度测量范围：红外热像仪的温度测量范围通常是从-20°C至+2000°C。
这意味着它可以测量从低到极高的温度，适用于不同的应用领域。
2.温度分辨率：温度分辨率是红外热像仪测量温度的最小单位。
通常情况下，其温度分辨率在0.1°C至0.05°C之间。
分辨率越高，热像仪可以提供更准确的温度数据。
3.空间分辨率：空间分辨率是红外热像仪能够分辨物体细节的能力。
它通常以像素为单位来表示。
常见的空间分辨率有160x120、320x240和640x480等，像素越高，热像仪可以提供更详细的图像。
4.帧速率：帧速率是指红外热像仪每秒能够捕捉并显示的图像数量。
一般来说，帧速率在9Hz到60Hz之间，较高的帧速率可以提供更流畅的图像。
5.调焦方式：红外热像仪通常具有自动或手动调焦功能。
自动调焦可以根据物体距离实时进行焦距调整，从而获得清晰的图像。
手动调焦则需要用户根据需要进行手动操作。
6.颜色图谱：红外热像仪可以通过不同的颜色图谱来表示不同的温度区域。
常见的颜色图谱有灰度、彩虹、铁红、高对比度等。
选择合适的颜色图谱可以更好地展示温度分布。
7.存储方式：红外热像仪通常具有内置的存储设备，可以将获取的图像和数据保存下来。
存储方式可以是内置存储卡或可外接USB存储设备等。
8.视场角：视场角指的是红外热像仪可以观察到的范围。
视场角越大，热像仪可以覆盖更广阔的区域，同时需要注意视场角和空间分辨率的关系，高视场角可能会牺牲一些空间分辨率。
9.电池寿命：红外热像仪通常使用可充电电池供电，电池寿命是指一次充电可以支持红外热像仪连续工作的时间。
不同的热像仪电池寿命会有所不同，一般在2小时到8小时之间。
10.图像输出方式：红外热像仪通常可以通过USB、HDMI或Wi-Fi等方式将图像输出到计算机或其他设备上进行分析和处理。
综上所述，红外热像仪的主要技术参数包括温度测量范围、温度分辨率、空间分辨率、帧速率、调焦方式、颜色图谱、存储方式、视场角、电池寿命和图像输出方式等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
标准镜头拍摄
长焦镜头拍摄
红外窗口
• 绝大多数情况下，我们看到的只是表面；但是 ，我们想要了解的热量却通常源自于内部。 • 我们如何透过密闭的外壳看到内部呢？
红外窗口材料
• 对于8-14μm的红外波段来说，通常可见光可 穿透的玻璃、有机玻璃等材料都变得难以透过 ，我们需要特殊的材料作为红外测温的窗口。
DL/T664-2008附录表E 常用材料发射率的参考值
材料
温度℃
发射率近似值
材料
温度℃
发射率近似值
抛光铝或铝箔
100
0.09
棉纺织品(全颜色)
—
0.95
轻度氧化铝
25～600
0.10～0.20
丝绸
—
0.78
强氧化铝
25～600
0.30～0.40
羊毛
—
0.78
黄铜镜面
28
0.03
皮肤
—
0.98
氧化黄铜
硅（Si） 锗（Ge） 氟化钙（CaF） 硫化锌（ZnS） 硒化锌（ZnXe）
红外窗口
玻璃
铝板
红外窗口
使用红外窗口进行热像检测
红外窗口材料
还有一种材料是我们日常生活中经常用到的：保 鲜塑料袋，可以为热像仪起到保护作用。
• 现场有较多粉尘和水气时作为镜头保护用。 • 在测量时必须先确认其透过率。
后证明，在红光外侧确 实存在一种人眼看不见的 “热线”，后称为“红外 线”。
红外测温原理
•自然界任何物体，只要 温度高于绝对零度 (-273.15℃)，就会以电 磁辐射的形式在非常宽的 波长范围内发射能量，产 生电磁波(辐射能)。
热测量
X射线 10-4
紫外线
10-2
近红外线 红外线短波 红外线中波
焦平面、非制冷 探测器
（1997年)
那些年，我们曾经用过的热像仪
制冷型热像仪巨 大的体积和重量 使当时的红外热 像检测成为绝对 的“体力活”。
红外热像仪使用的注意事项
红外热像仪关键参数–像素
和数码照相机一样，热像仪也有像素，只是像素以乘法显 示，如160×120、320×240等； 像素越多，红外热像图越清晰。
• 有时背景温度补偿也被 称为“反射温度补偿”。 背景
发射
避开阳光的反射
在晴朗的室外，阳光照射可能成为问题
阳光反射
• 金属表面对阳光的反 射性很强
• 阳光使表面发热
• 暗色表面会更热
• 请尝试在清早、阴天 或夜间且负载都在运 行时进行检查
调色板
• 热像仪一般会提供3种调色板模式：灰度、铁红 、红蓝彩色（彩虹）。
电力系统专用调色板模式为：铁红
灰度 轮廓线最清晰 热点较难判断
铁红 轮廓线较清晰 热点较易判断
红蓝彩色（彩虹） 轮廓线较模糊 热点最易判断
维护保养 – 使用环境
• 镜头元件由锗制成，容易打碎、擦伤和破裂，液晶显示 屏（LCD）也易于受到过大压力的影响。
• 为了保护您的热像仪，不使用热像仪时，请重新盖上镜 头盖并将热像仪小心存放。
160×120像素
320×240像素
在使用热像仪中值得注意的问题
• 发射率的设置 • 空间分辨率的计算 • 窗口材料 • 反射/背景温度补偿 • 调色板的选择
发射率：让我们来看一个实验
• 不锈钢杯子上的温度一致吗？ • 为什么会出现这个情况？ • 不同颜色的胶带温度一致吗？
发射率：影响发射率的因素
可见光
近紫外光
X 射线
何为热成像技术
• 热成像技术是利用热感应的红外线成像技术。 • 热像仪可生成热而不是光的图像，它可以测量红 外（IR）能量，并将数据转换成相应的温度图像。
红外热像技术的发展过程
光机扫描探测器
(1958)
液氮制冷 热电制冷 内循环制冷
焦平面、内循环制冷 探测器 （1994年）
红外热像仪知识
了解温度
热量的概念
热量是能量的一种形式。
热力学第一定律：
封闭系统中（无能量添加或转移），总能量恒定 ，能量既不会增加也不会消失。也称为能量守恒 定律。
热力学第二定律：
在封闭系统中，热量总是从温度较高的区域流向 或传递到温度较低的区域，除非通过做功使其向 反方向移动。
温度的定义
• 温度是某种物质相对于某个参照物的冷热程度的 量度；是物体内分子相对于其他物体内分子的运动 的一种量度。
电流致热及电压致热设备
• 电流致热设备： 电气设备与金属部件的连接，金属件与金属 件的连接，如接头、线夹等。
• 电压致热设备： 电流/电压互感器、藕荷电容器、移相电容器 、高压套管、充油套管、氧化锌避雷器等。
红外热像操作人员应具备的技能
红外热像仪操作人员应具备： • 具有红外热像技术的基本知识，了解红外热像 仪基本结构，掌握其基本工作原理、主要性能 和操作维护方法。 • 了解电力系统电气设备的结构和工作原理。 • 注意收集整理变电站常见电力设备的正常和异 常热像图及温度分布，进行归纳分析，寻找热 缺陷的成因与异常热图之间的关系，对各种设 备根据其结构特点逐一进行分析对比，提出切 实可行的检测依据。 • 建立红外热像技术的诊断方法和判断依据。
空间分辨率（IFOV）
IFOV × 距离 ≈ 目标直径/边长
例如：在1米外检测一个电气柜，热像仪的IFOV是1.25mRad，只要最小 目标的直径大于1.25mm，热像仪就可以检测出是否有温差存在，从而 发现电器柜内的接头或线缆等设备的故障，要检测较小的目标，空间 分辨率越小越好。
空间分辨率（IFOV）
金属材料的发射率会受到下列因素的影响： • 材料 不同材料发射率不同，如铜的发射率一般比铝高。 • 表面光洁度 通常表面粗糙的材料发射率比光洁表面高。 • 表面颜色 以黑色为代表的深色系表面发射率比浅色系高。 • 表面形状 表面有凹陷、夹角或不平整规则的部位比平整的部位发射
率高。
发射率设置问题（一般检测）
• 两个物体温度相同，但所含热量可能会不同。 （加热一杯水和加热一桶水所需的热量一样吗？）
热量的传递方式
两个物体有温度差时，或一个物体的温度改变， 热量将会从温度较高的区域转移到温度较低的区 域，直到达到热平衡状态。 • 传导 主要在固体中进行，有时也在流体中进行。较热 的分子将能量直接传递给较冷的分子。 • 对流 在流体中进行。 • 辐射 通过电磁波在物体间传递能量，不需要传递介质 的存在，在真空中同样会有辐射。 请分别针对传导、对流、辐射举例。
离以及烟尘、水汽等其他介质的影响，测温误差相对较 大。
红外原理及红外热像的发展
红外辐射的发现
1800年英国的天文学家 William Herschel 用分光 棱镜将太阳光分解成从红 色到紫色的单色光，依次 测量不同颜色光的热效应 。他发现当水银温度计移 到红色光边界以外温度反 而比红光区更高。
元件的性能和寿命会产生不利影响。
测温方式 - 非接触式测温法
非接触式测温法：感温元件不与被测对象相接触，而是 通过辐射进行热交换。
优点： 1）避免接触被测目标； 2）具有较高的测温上限； 3）非接触式测温反应速度快，故便于 测量运动物体的温度和快速变化的温度。
缺点： 由于受物体的发射率、被测对象到仪表之间的距
是根本不存在？ 是我们离得过远？ 还是它太小了？
空间分辨率（IFOV）
• 空间分辨率是指红外热像仪能够识别的两个相邻 目标的最小距离。 • 通常用瞬时视场角（IFOV）的大小来表示（毫弧 度 mrad）。表示热像仪的最小角分辨单元。 • 决定着热像仪的清晰度，是热像仪所能测量的最 小尺寸。它与光学像质，光学会聚系统焦距和红 外传感器的线性尺寸相关。
28
0.23
大理石
23
0.93
发射率 练习：
1 表面氧化的铜的发射率一般是多少？
2 红色的电缆线和黑色的电缆线，哪个发射率 更高？
3 光亮的铝和表面粗糙的铝，发射率一样吗？
空间分辨率（IFOV）
所有光学
系统都有
分辨能力上
的限制，尤其是在
物体变得更小、
更远或更旧时！
空间分辨率（IFOV）
如果我们无法看到“高温点”，
200～600
0.61～0.59
木材
—
0.78
抛光铸铁
200
0.21
树皮
—
0.98
加工铸铁
20
0.44
石头
—
0.92
完全生锈轧铁板
20
0.69
混凝土
—
0.94
完全生锈氧化钢
22
0.66
石子
—
0.28～0.44
完全生锈铁板
25
0.80
墙粉
0.92
完全生锈铸铁
40～250
0.95
石棉板
25
0.96
镀锌亮铁板
• 请注意热像仪使用时所处的环境温度，一般热像仪可在10～50℃范围内工作；但当环境温度在0℃以下，建议开 机半小时后达到充分预热再进行检测，同时连续室外检 测时间不超过20分钟。
• 严禁在雨天室外检测，若有液体沾染到热像仪，请在第 一时间擦拭干净。
• 在低于0 ℃的环境下，请勿给电池充电，否则会影响电 池寿命。
红外热像主要诊断方法
温度的测量
有哪些温度的测量方法？ • 温度计（水银、煤油、酒精…） • 双金属温度计 • 热电偶 • 热电阻 • 红外测温
…… 讨论：这些测温方式的工作原理是什么？
测温方式 - 接触式测温法
按照测量体是否与被测介质接触，可分为接触式测温法 和非接触式测温法两大类。 接触式测温法：测温元件直接与被测对象接触，两者之间进行 充分的热交换，最后达到热平衡。 优点：直观可靠 缺点： 1）感温元件影响被测温度场的分布； 2）接触不良等会带来测量误差； 3）另外温度太高和腐蚀性介质对感温