红外检测技术
《红外热像检测基本知识》课件
物体接收的入射辐射
➢ 吸收—物体获得并保存来自外界的辐射 ➢ 反射—物体弹回来自外界的辐射 ➢ 透射—来自外界的辐射经过物体穿透出去
入射辐射对物体的作用
谢谢!
冰块红外热像图
红外线传播
➢ 红外线在大气中穿透比较好的波段，称为大气窗口
➢ 短波窗口 1--5μm之间
➢ 长波窗口 8--14μm之间
可见光 短波窗口
长波窗口
目录
一、红外线的定义和特性 二、物体的热辐射 三、红外发射率的概念 四、红外发射率简单测试方法
热辐射的传导
➢ 辐射是从物质内部发射出来的能量
红外热像检测基本知识 ———红外检测技术
目标
一、了解红外线基本概念 二、了解红外发射率概念 三、熟悉红外发射率简单测试方法
目录
一、红外线的定义和特性 二、物体的热辐射 三、红外发射率的概念 四、红外发射率简单测试方法
什么是红外线？
波长范围 （0.75µm1000µm）
红外线特性
➢ 高于绝对零度（-273.16℃）的物体都会发出红外线
目录
一、红外线的定义和特性 二、物体的热辐射 三、红外发射率的概念 四、红外发射率简单测试方法
红外发射率简单测试方法
1、设置黑胶带的发射率（0.95） 2、测量胶带温度（用点温或区域平均温），记下所测温度 3、再将点或区域移动到样品上，改变发射率，直到温度与 刚才所记的温度相同，记下此时发射率既是
物体发出的红外辐射
➢ 自身的红外辐射是各个方向的
红外辐射对物体的作用
实际物体的红外辐射
检测设备行业红外技术应用方案
检测设备行业红外技术应用方案第1章红外技术概述 (3)1.1 红外技术基本原理 (3)1.1.1 红外辐射的产生 (3)1.1.2 红外辐射的传播 (3)1.1.3 红外探测 (3)1.1.4 信号处理 (3)1.2 红外技术在检测设备中的应用 (4)1.2.1 温度检测 (4)1.2.2 漏电检测 (4)1.2.3 热像检测 (4)1.2.4 气体检测 (4)1.2.5 人体检测 (4)1.2.6 遥感探测 (4)1.2.7 夜视系统 (4)1.2.8 生物识别 (4)第2章红外探测器选型及功能分析 (5)2.1 红外探测器类型及特点 (5)2.2 红外探测器功能指标 (5)2.3 红外探测器选型方法 (6)第3章红外光学系统设计 (6)3.1 红外光学元件选型 (6)3.1.1 红外探测器选择 (6)3.1.2 透镜材料选择 (6)3.1.3 调制器与滤光片 (6)3.2 红外光学系统结构设计 (6)3.2.1 光学系统布局 (6)3.2.2 反射镜设计 (7)3.2.3 透镜组设计 (7)3.3 红外光学系统功能评估 (7)3.3.1 光学传递函数（OTF） (7)3.3.2 灵敏度与信噪比 (7)3.3.3 热稳定性分析 (7)3.3.4 抗干扰功能评估 (7)第4章红外图像处理与分析 (7)4.1 红外图像预处理 (7)4.1.1 图像去噪 (7)4.1.2 图像增强 (7)4.1.3 图像配准 (8)4.2 红外图像特征提取 (8)4.2.1 局部特征提取 (8)4.2.2 全局特征提取 (8)4.3 红外图像目标识别与跟踪 (8)4.3.1 目标识别 (8)4.3.2 目标跟踪 (8)4.3.3 目标行为分析 (8)第5章红外测温技术在检测设备中的应用 (8)5.1 红外测温原理及设备 (8)5.1.1 红外测温原理 (8)5.1.2 红外测温设备 (9)5.2 红外测温技术在工业检测中的应用 (9)5.2.1 生产线温度监控 (9)5.2.2 设备故障诊断 (9)5.2.3 能源管理 (9)5.3 红外测温技术在医疗检测中的应用 (9)5.3.1 体温监测 (9)5.3.2 疾病诊断 (9)5.3.3 手术监控 (9)第6章红外热像技术在检测设备中的应用 (10)6.1 红外热像原理及设备 (10)6.1.1 红外热像原理 (10)6.1.2 红外热像设备 (10)6.2 红外热像技术在电力设备检测中的应用 (10)6.2.1 电力设备的热像检测需求 (10)6.2.2 红外热像技术在电力设备检测中的应用案例 (10)6.3 红外热像技术在建筑节能检测中的应用 (10)6.3.1 建筑节能检测的重要性 (10)6.3.2 红外热像技术在建筑节能检测中的应用案例 (10)第7章红外气体检测技术 (11)7.1 红外气体检测原理 (11)7.2 红外气体传感器选型及应用 (11)7.3 红外气体检测技术在环境监测中的应用 (11)第8章红外无损检测技术 (11)8.1 红外无损检测原理及方法 (12)8.1.1 红外无损检测基本原理 (12)8.1.2 红外无损检测方法 (12)8.2 红外无损检测技术在航空航天领域的应用 (12)8.2.1 飞机结构检测 (12)8.2.2 发动机叶片检测 (12)8.2.3 火箭发动机检测 (12)8.3 红外无损检测技术在机械制造领域的应用 (12)8.3.1 汽车零部件检测 (12)8.3.2 电力设备检测 (12)8.3.3 石油化工设备检测 (12)第9章红外技术在安防领域的应用 (13)9.1.1 红外夜视监控概述 (13)9.1.2 红外夜视监控设备选型 (13)9.1.3 红外夜视监控在安防领域的应用案例 (13)9.2 红外报警系统设计 (13)9.2.1 红外报警系统概述 (13)9.2.2 红外报警系统的组成与工作原理 (13)9.2.3 红外报警系统在安防领域的应用案例 (13)9.3 红外技术在边境防控中的应用 (13)9.3.1 边境防控中红外技术的应用背景 (13)9.3.2 红外技术在边境防控中的应用方式 (13)9.3.3 红外技术在边境防控中的应用案例 (14)第10章红外技术在未来检测设备市场的发展趋势 (14)10.1 新型红外探测器技术发展趋势 (14)10.2 红外光学系统设计与制造技术发展趋势 (14)10.3 红外技术在检测设备行业中的应用前景展望 (14)第1章红外技术概述1.1 红外技术基本原理红外技术是利用物体在红外波段（波长为0.78～1000μm）的电磁辐射特性进行探测、识别和成像的一种技术。
红外检测原理
红外检测原理
红外检测原理是通过探测物体发出的红外辐射，来判断物体的温度和性质的一种技术。
红外辐射是指在电磁波谱中，波长在0.75微米到1000微米之间的辐射。
红外辐射与物体的温度有关，物体的温度越高，发出的红外辐射也就越强烈。
因此，通过检测物体的红外辐射，可以判断物体的温度。
红外检测技术主要分为两种：主动式和被动式。
主动式红外检测是指通过红外发射器向物体发射红外辐射，然后通过红外接收器接收反射回来的红外辐射来判断物体的温度和性质。
被动式红外检测是指直接接收物体发出的红外辐射来判断物体的温度和性质。
红外检测技术在很多领域都有广泛的应用。
例如，在安防领域，红外检测技术被广泛应用于监控系统中，可以通过红外辐射来检测人体的温度，从而实现对人体的监测和报警；在医疗领域，红外检测技术可以用于测量人体温度，帮助医生诊断疾病；在工业领域，红外检测技术可以用于检测机器设备的温度，从而实现对机器设备的监测和维护。
红外检测发展现状及未来趋势分析
红外检测发展现状及未来趋势分析引言：红外检测是一种基于红外辐射原理的非接触式检测技术，已经广泛应用于军事、医学、工业、安防等领域。
本文通过分析红外检测的现状及未来趋势，将对该技术的发展做出预测。
一、红外检测的现状1. 红外检测技术的应用领域红外检测技术已在军事领域得到广泛应用，包括导弹制导、夜视设备、无人机目标识别等。
同时，医学领域也使用红外检测技术进行疾病诊断，如乳腺癌早期诊断、体温检测等。
此外，工业应用上的红外检测主要用于辐射计算、材料表征、热成像等。
2. 红外检测技术的发展瓶颈尽管红外检测技术在多个领域表现出良好的应用前景，但仍面临一些挑战。
例如，高分辨率红外成像系统的制造成本较高，导致其在大规模工业应用中存在一定局限性。
另外，红外图像去噪和图像增强算法仍需要进一步改进，以提高图像质量和准确性。
3. 红外检测技术的发展趋势红外检测技术未来的发展趋势将主要聚焦于以下几个方面：- 制造成本下降：随着红外检测技术的进一步发展，制造成本预计将逐渐降低，从而推动该技术在广泛领域的应用。
- 分辨率改进：随着红外检测传感器的不断改进，高分辨率红外图像的产生将成为可能，提高图像质量和清晰度。
- 数据处理技术的突破：通过改进红外图像处理算法和人工智能技术，能够进一步提高红外图像分析的准确性和效率。
- 模块化设计：红外检测设备的模块化设计将使其更加灵活和易于维护，降低维修成本。
二、红外检测的未来趋势1. 军事应用领域红外检测技术在军事领域的应用将进一步扩展。
高分辨率红外传感器的发展将为导弹制导、目标识别等提供更精准的数据。
此外，隐形技术也将得到进一步的提升，使得军事装备的隐蔽性能得到增强。
2. 医学应用领域红外检测技术在医学领域的应用将更加广泛。
随着红外成像设备的进一步普及，乳腺癌早期检测等疾病预防工作将变得更加容易。
同时，红外热成像技术在病理诊断中的应用也将得到加强。
3. 工业应用领域红外检测技术在工业领域的应用前景广阔。
红外检测技术介绍及应用
红外检测技术介绍及应用红外检测技术，听起来有点高大上，其实就是一种用来“看”温度和热量的神奇工具。
你想啊，红外线就像我们看不到的超级英雄，能够穿透很多东西，给我们传递各种信息。
哎，这可是个宝贝，很多地方都用得上，真是让人眼前一亮。
想象一下，你正在厨房里忙碌，油烟四起，锅里的菜滋滋作响。
突然，你发现食材的温度不对，锅子看起来好像要烧焦了。
这时候，红外检测技术就可以派上用场了。
它可以测量到食物的温度，而不用你费劲地用手去摸摸。
轻轻一指，温度一目了然，真是让人松了一口气，省去了很多麻烦。
在工业生产中，红外检测技术也是个不可或缺的好帮手。
大家都知道，生产线上机器运转得快，稍微有点问题就可能造成损失。
这时候，红外线检测就像个侦探，能快速找到故障点。
机器发热、零件过热，红外线一扫而空，立刻发出警报，简直就是给工厂的安全上了把锁，妥妥的。
再说到医学领域，红外检测更是如鱼得水。
医生可以通过红外线扫描来查看患者的血液循环情况、炎症或者肿瘤。
这种无创的检测方式，让人感到放心，谁不想少遭点罪呢？你看，红外线就像是医生手里的魔法棒，轻轻一挥，健康状况尽收眼底，真是太酷了。
红外检测在环境监测中也大显身手。
比如说，空气污染、温室气体的排放，这些都可以通过红外线探测到。
科学家们用它来监测大气中的二氧化碳和其他气体的浓度，这样一来，大家就能及时了解环境的变化，保护地球就是从这些小细节做起，真是心系蓝天，情怀满满。
再说说安防领域，红外线监控摄像头的出现，简直是为安全保驾护航。
你晚上睡觉的时候，家里静悄悄的，红外线监控在默默地守护着你。
黑夜中，监控可以清晰地捕捉到任何异常的动静，真是安稳得让人想打个盹儿。
就算有坏人想捣乱，红外线的视野可不受限制，任何小动作都逃不过它的法眼。
红外检测技术的应用可谓是无所不在。
汽车的热成像系统、家电的温控设计、甚至军事领域的导弹制导，都是这个技术的“粉丝”。
它就像是一位万能的“万金油”，用在任何地方都能发挥出超强的作用。
红外检测技术知识应用
红外检测系统简介 红外镜头 红外探测器 信号处理电路 图像分析软件 具体应用实例
骄阳书苑
1
一、红外检测系统
大气窗口 检测系统组成部分 人体发射的红外线
骄阳书苑
2
1、大气窗口
红外波长的范围为：780nm~1mm。 在1~2.5μm、3~5 μm 、8~14 μm这3个波段，
骄阳书苑
11
四、信号处理电路
信号处理电路包含2部分：
数字图像数据读出电路
骄阳书苑
12
数据处理板电路
骄阳书苑
13
五、图像分析软件
图
图 像 数 字 化
像 压 缩 和 变 换
图 像 增 强
图 像 分 析
图 像 分 割
模 式 识 别
图 像 输 出
图像处理流程图
骄阳书苑
14
六、在安全部门的应用实例
除在军事领域中应用外，红外成像技术应 用在许多民用场合。例如：电力设备的运 营状况、化工反应过程、医疗中的病灶诊 断、微电子设备的检查等等。针对于安全 部门的应用，主要有以下方面。
骄阳书苑
8
长焦镜头的焦距比标准镜 头长，使用该镜头拍摄的 景物会比标准镜头拍摄的 景物大；一般焦距在80mm 以上可称之为望远镜头。
骄阳书苑
9
三、红外探测器
最新的红外探测器采用非致冷焦平面阵列 技术，常温工作，成像实时性好，温度分 辨精度高。
红外探测器属于高科技产品，首先应用到 各国的军事领域中。美国的红外探测器技 术是目前世界上最先进的。
镜头按其焦距大小可以分为三类：标准镜 头、短焦镜头、长焦镜头。
骄阳书苑
6
标准镜头的焦距约为20mm， 视角约为52度，而人眼的 视角约为51度，这样比较 符合人眼的视角。
红外检测的原理
红外检测的原理红外检测是一种常见的无损检测技术，它利用物体在红外波段的辐射特性来实现对物体的检测和识别。
红外辐射是指物体在温度高于绝对零度时产生的电磁辐射，其波长范围在0.78μm至1000μm之间。
根据物体的温度不同，其辐射的波长和强度也会有所不同，因此可以利用这一特性来进行检测和识别。
红外检测的原理主要包括辐射原理、传感器原理和信号处理原理。
首先，辐射原理是红外检测的基础。
根据普朗克辐射定律和斯特藩-玻尔兹曼定律，物体的辐射能力与其温度成正比，即温度越高，辐射能力越强。
因此，红外检测利用物体在不同温度下的辐射特性来实现对物体的检测和识别。
其次，传感器原理是红外检测的关键。
红外传感器是一种能够感应红外辐射的传感器，它可以将物体发出的红外辐射转化为电信号，从而实现对物体的检测和识别。
红外传感器通常包括红外发射器和红外接收器两部分，红外发射器发射红外光束，而红外接收器则接收物体反射或发出的红外光束，通过测量红外光束的强度和波长来实现对物体的检测和识别。
最后，信号处理原理是红外检测的关键环节。
红外传感器将感应到的红外辐射转化为电信号后，需要经过一系列的信号处理来实现对物体的检测和识别。
信号处理包括信号放大、滤波、模数转换等过程，最终将处理后的信号传递给控制系统进行分析和判断。
总的来说，红外检测的原理是基于物体在红外波段的辐射特性来实现对物体的检测和识别。
通过辐射原理、传感器原理和信号处理原理的相互作用，可以实现对物体的高效、准确的检测和识别。
红外检测技术在工业生产、安防监控、医疗诊断等领域有着广泛的应用前景，对于提高生产效率、保障安全和健康具有重要意义。
红外检测原理
红外检测原理红外检测是一种常见的无损检测技术，它利用物体辐射的红外辐射能量来获取目标的信息。
红外辐射是指在电磁波谱中波长较长于可见光的电磁波，其波长范围通常为0.75μm-1000μm。
红外检测技术在工业、军事、医疗、安防等领域有着广泛的应用，其原理和特点备受关注。
红外检测的原理主要基于物体的热辐射特性。
根据普朗克辐射定律和斯特藩-玻尔兹曼定律，物体的温度越高，其辐射能量越大。
因此，当物体温度不同于其周围环境温度时，就会产生红外辐射。
红外检测器通过接收物体辐射出的红外能量，转换成电信号，再经过信号处理和图像处理，最终形成可视化的图像或数据。
红外检测技术有着许多优点。
首先，它能够实现非接触式检测，无需物理接触目标，避免了对被测物体的损伤。
其次，红外检测技术对目标的材质、颜色、表面状态等要求较低，适用范围广。
再者，红外检测技术在夜间或恶劣环境下也能正常工作，具有适应性强的特点。
另外，红外检测技术还具有高灵敏度、快速响应的特点，能够实现实时监测和快速诊断。
红外检测技术的应用领域非常广泛。
在工业领域，红外检测技术常用于热工艺过程监测、设备故障诊断、热成像检测等方面。
在军事领域，红外检测技术被广泛应用于目标探测、导弹制导、夜视设备等方面。
在医疗领域，红外检测技术被用于体温测量、医学影像诊断等方面。
在安防领域，红外检测技术被用于监控系统、入侵报警系统等方面。
总的来说，红外检测技术凭借其独特的原理和优势，在各个领域都有着重要的应用。
随着科技的不断发展，红外检测技术也在不断创新和完善，为人类的生产生活提供了更多的便利和保障。
希望在未来，红外检测技术能够得到更广泛的应用和推广，为人类社会的发展做出更大的贡献。
红外检测技术
适用于接头结构 复杂的电机
透平型发电机定子线棒接头焊接不良
图1 透平型发电机定子线棒接头焊接不良 图 1中“+”左上方为某线棒的渐伸线，检测时Is=0.1Ie ，△T=2．5K，超过 表2的规定。打开绝缘头检查，焊头有明显过热迹象。修复后异常热像消除。
水轮发电机定子线棒接头焊接不良
图H2中75个测点中有72个的温度连续分布在42.5℃～62.5 ℃ (检测时Is=0.68Ie)，2个测点温度偏高(72.5℃)，一个远 离连续区(95.8 ℃)。偏高的定为一般缺陷，远离的定为重 大缺陷。对有重大缺陷的接头解体检查，发现6个焊头中 有2个焊接质量不良，其电阻值是正常焊头的18．4倍
变压器内部异常发热
当变压器内部出现异常发热时，有可能引起箱体局部温度 升高。这种热谱图不具有环流形状。这类缺陷同时伴有变 压器内部油的气化，可采用红外诊断与色谱分析相结合的 方法进行判断。
冷却装置及油路系统异常
潜油泵过热 管道堵塞或阀门未开 无热油循环的部分管道或散热器在热谱图 上呈现低温区。 油枕缺油或假油位 油枕内有积水，热谱图上油枕底部有明显 的水油分界面。
根据同类设备在正常状态和异常状态下的 热谱图的差异来判断设备是否正常。
（上海市电力公司编的《电力设备红外检测 诊断图谱及应用规范》）
档案分析法
分析同一设备在不同时期的检测数据(例如 温升、相对温差和热谱图)，找出设备致热 参数的变化趋势和变化速率，以判断设备 是否正常。
发电机和电动机
金属氧化物避雷器允许的最大温升和相间温差值
电压等级 kV 3～20 35～66 110 220 允许温升 K 0.5 1.0 1.0 或1.5 1.5或2.0 相间温差 K 0.5 0.6
红外探测技术的应用及发展
红外探测技术的应用及发展1. 引言1.1 红外探测技术的定义红外探测技术是一种利用物体自身辐射的红外波段能量来实现探测和识别的技术。
红外辐射是一种与可见光类似的电磁波，其波长范围在0.75μm至1000μm之间。
由于大部分物体在常温下都会发出红外辐射，因此红外探测技术可以在没有任何照明的情况下实现对物体的探测和识别。
这使得红外探测技术在各个领域具有广泛的应用前景。
通过对物体发出的红外辐射进行探测和分析，可以实现对物体的温度、形状、结构等特征的识别和判断。
这种无需接触的探测方式不仅可以实现远距离的监测和侦察，还可以在复杂环境下实现准确识别，具有很高的实用价值。
随着红外探测技术的不断发展和进步，其在军事、安防、医学等领域的应用也将越来越广泛，为社会的发展和进步提供更多可能性。
1.2 红外探测技术的重要性和应用前景在未来，随着红外探测技术的不断发展和创新，其应用前景将更加广阔。
预计红外探测技术将在智能家居、智能交通、医疗健康等领域发挥更大的作用，为人们的生活带来更多便利和舒适。
红外探测技术的重要性将不断提升，其应用前景也将更加丰富多彩。
2. 正文2.1 红外探测技术在军事上的应用在军事情报侦察方面，红外探测技术可以实现对地面、地下、空中和海面目标的高精度识别和监测。
通过红外成像技术，军方可以获取目标的热量分布和特征，进而进行情报收集和分析，为军事决策提供重要依据。
红外探测技术在导弹制导系统中的应用也是十分重要的。
红外制导导弹可以通过红外探测头锁定目标，实现精准打击，提高命中率和杀伤力。
红外导引系统也可以避开目标的干扰，提高导弹的生存能力和作战效果。
红外探测技术还被广泛应用于无人机、飞机、坦克等军事装备中。
通过搭载红外传感器，这些装备可以在夜间、恶劣天气条件下依然有效地进行目标侦察、攻击和防御，提高作战效率和生存能力。
红外探测技术在军事上的应用已经成为现代军事作战的重要组成部分，为提升军事实力、保障国家安全发挥着关键作用。
红外检测技术
红外辐射及传输
红外辐射实质上是波长为0.75-1000μm的 电磁波。该波段位于可见光和微波之间， 比红光的波长更长，所以称红外线。
任何物体温度高于0K,都会不停的进行红 外辐射---热辐射
红外探测器
能够将红外辐射转换为电信号的器件 相应率： 光谱相应 等效噪声功率
红外检测概念
红外检测的基本方法
红外检测的基本方法分为两大类型，即 被动式和主动式。
1、被动式的红外检测在设备的红外检测 诊断技术中应用比较多；
2、主动式的红外检测又可分为单面法和 双面法
红外检测的基本方法
红外检测中对被测目标的加热方式也分
为稳态加热和非稳态加热。 红外检测仪器的安装和运载方式有固定
优点
3、检测准确：红外检测的温度分辨率和 空间分辨率都可以达到相当高的水平， 检测结果准确率很高。例如，它能检测 出0.1℃，甚至0.01℃的温差；它也能在 数毫米大小的目标上检测出其温度场的 分布；红外显微检测甚至还可以检测小 到0.025mm左右的物体表面，这在线路板 的诊断上十分有用。
优点
在某种意义上说，只要设备或材料的故 障缺陷能够影响热流在其内部传递，红 外检测方法就不受该物体的结构限制而 能够探测出来。
优点
4、操作便捷：由于红外检测设备与其它 相比是比较简单的，但其检测速度却很 高，如红外探测系统的响应时间都是以 μs或ms计，扫描一个物体只需要数秒或 数分钟即可完成，特别是在红外设备诊 断技术的应用中，往往是在设备的运行 当中就已进行完了红外检测，对其他方 面很少带来麻烦，而检测结果的控制和 处理保存也相当简便。
红外检测的原理
当一个物体本身具有不同于周围环境的 温度时，不论物体的温度高于环境温度， 还是低于环境温度；也不论物体的高温 来自外部热量的注入，还是由在其内部 产生的热量造成，都会在该物体内部产 生热量的流动。
红外无损检测技术的原理与应用
红外无损检测技术的原理与应用无损检测是一种通过非破坏性手段来评估材料和构件内部缺陷的技术。
在工业领域中，无损检测技术起着非常重要的作用，可以帮助检测出材料和构件中的隐藏缺陷，从而保证产品质量和安全性。
红外无损检测技术作为其中一种重要的技术手段，已经被广泛应用于各个领域。
红外无损检测技术的原理源于物体发射和吸收红外辐射的特性。
根据基本物理定律，温度高于绝对零度的物体会辐射出热辐射，其中包括红外辐射。
红外辐射具有较长的波长，无法被人眼直接观察到，但可以通过红外传感器进行捕捉和分析。
红外无损检测技术的核心在于利用红外辐射传递的信息来判断物体内部的缺陷情况。
红外无损检测技术主要包括热像仪、红外热成像技术和红外显微镜等。
热像仪是一种能够将红外辐射转化为可见图像的仪器，它可以检测到物体表面的温度分布情况。
通过对物体表面的红外辐射图像进行分析和比较，可以发现物体内部存在的热异常区域，从而判断是否存在缺陷。
红外热成像技术利用了这一原理，可以在常温下对大范围的物体进行无损检测，特别适用于大型设备的维护和故障排除。
除了表面缺陷，红外无损检测技术还可以检测到不可见或半透明材料内部的缺陷。
通过红外显微镜，可以观察到红外辐射在物质内部的传播路径。
当红外辐射穿过材料时遇到缺陷或异物，它们会引起红外辐射的反射、透射或吸收变化。
这些变化被红外显微镜捕捉到，并转化为可见图像，进而分析和识别缺陷的位置和形状。
红外无损检测技术在许多领域中得到了广泛应用。
在机械制造行业中，它可以检测金属和非金属材料内部的缺陷，并及时排除隐藏的安全风险。
在电力行业中，红外无损检测技术可以帮助检测电力设备的过热情况，避免火灾和其他事故的发生。
在建筑行业中，红外无损检测技术可以检测建筑物的热性能，评估其节能效果，并发现隐蔽的热桥等问题。
此外，红外无损检测技术还可以应用于军事、医疗、环境保护等领域。
红外无损检测技术的优势在于其非破坏性和实时性。
相比传统的材料检测方法，红外无损检测技术无需接触被测试物体，可以在远距离和高速运动的情况下进行检测。
红外检测技术介绍
红外探测技术红外检测技术基本原理红外技术的原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度的物体，每时每刻都辐射出红外线，同时，这种红外线辐射都载有物体的特征信息，这就为利用红外技术探测和判别各种被测目标的温度高低与热分布场提供了客观的基础。
红外线是波长在0.76～1000μm 之间的一种电磁波，按波长范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类，它在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。
红外线辐射在真空中的传播速度C ＝299792458m/s10103⨯≈cm/s红外辐射的波长ωλc=式中：C:速度λ：波长ω：频率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，并不停的辐射出热红外能量，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。
其中黑体频谱辐射能流密度对红外辐射波长的关系，根据普郎克定律：e C p T T c λλλ2151⨯= （瓦·厘米2-·微米1-）式中： p Tλ—波长λ，热力学温度为T 时，黑体的红外辐射功率。
C 1—光速度（10103⨯cm/s ）C 2—第一辐射常数=4107415.3⨯（瓦厘米2-微米2）λ—波长（微米），T 热力学温度（K ）温度辐射的能量密度峰值对应的波长，随物体温度的升高波长变短。
根据维思定律：T=2898λ（μm ） 式中：λ—峰值波长，单位：μmT —物体的绝对温度单位K物体的红外辐射功率与物体表面绝对温度的四次方成正比，与物体表面的发射率成正比。
物体红外辐射的总功率对温度的关系，根据斯蒂芬—波尔兹曼定律：P=4Tε（W/2m）R⋅式中：T—物体的绝对温度P—物体红外辐射功率（辐射能量）ε—物长表面红外发射率（辐射系数） R—斯蒂芬—波尔兹曼常数（23⨯J/K）.1-10380662物体表面绝对温度的变化，使的物体发热功率的变化更快。
红外检测技术原理
红外检测技术原理
红外检测技术是一种利用物体发射、接收和反射的红外辐射来实现检测的技术。
红外辐射是一种电磁波，具有较长波长和低频率。
与可见光相比，红外辐射在能量上更低，无法被肉眼直接观察到。
红外检测技术原理依靠两个重要概念：热量和红外吸收。
每个物体都会通过热辐射释放能量，这种热辐射可以通过红外波段进行检测。
根据物体的温度，它会以不同的强度发射红外辐射。
当红外辐射通过目标物体时，目标物体会部分吸收红外辐射的能量，这取决于目标物体的化学成分和物理性质。
通过检测目标物体对红外辐射能量的吸收情况，可以获得目标物体的信息。
这种原理可以应用于多个领域，如遥感、安防、医疗等。
红外检测技术的具体实现通常使用红外传感器。
红外传感器是一种能够接收和检测红外辐射的设备。
当红外辐射进入传感器时，它会与传感器上的感光电阻或热敏电阻等探测元件产生相互作用，从而产生电信号。
根据应用需求，常用的红外传感器包括热电偶、热敏电阻、红外焦平面阵列等。
这些传感器通过将红外辐射转化为电信号，进而进行信号处理和分析，提取出目标物体的相关信息。
总的来说，红外检测技术利用物体的热量和红外吸收原理，通过红外传感器将红外辐射转化为电信号，实现对目标物体的检
测和分析。
这一技术在许多领域都有广泛的应用，包括温度测量、红外成像、热成像、人体检测等。
红外检测的原理
红外检测的原理红外检测是一种利用红外辐射特性进行物体检测的技术，它在工业、军事、安防等领域有着广泛的应用。
其原理是基于物体的热辐射特性，通过检测物体发出的红外辐射来实现对物体的探测和识别。
首先，我们来了解一下红外辐射的特性。
热辐射是物体在一定温度下产生的电磁波辐射，其中包括可见光、红外线和紫外线等。
而红外辐射是指波长长于可见光波长的电磁波，其波长范围大约在0.75μm至1000μm之间。
物体的温度越高，产生的红外辐射也越强。
基于这一特性，红外检测技术利用红外传感器来接收物体发出的红外辐射，然后通过信号处理和分析，实现对物体的检测和识别。
红外传感器通常包括红外发射器和红外接收器两部分。
红外发射器会发射一定频率的红外辐射，当这些辐射照射到物体表面时，部分被吸收，部分被反射。
而红外接收器则接收被反射或者被物体本身发出的红外辐射，然后将其转化为电信号。
在红外检测技术中，我们常用的有被动红外检测和主动红外检测两种方式。
被动红外检测是指利用物体自身发出的红外辐射来进行检测，例如人体在夜间由于体温的存在而发出的红外辐射。
而主动红外检测则是指通过红外发射器主动照射物体，然后接收其反射的红外辐射进行检测。
红外检测技术的原理简单明了，但是在实际应用中，需要考虑到环境温度、目标物体的温度、目标物体的表面特性等因素。
此外，还需要考虑到红外辐射的穿透性和散射性，以及在复杂环境下对信号的处理和分析。
因此，红外检测技术的应用需要综合考虑多种因素，才能实现准确、可靠的检测效果。
总的来说，红外检测技术是一种利用物体热辐射特性进行检测的技术，其原理基于物体发出的红外辐射。
通过红外传感器的接收和信号处理，可以实现对物体的探测和识别。
在实际应用中，需要考虑到多种因素，才能实现准确可靠的检测效果。
红外检测技术在工业、军事、安防等领域有着广泛的应用前景。
电力设备红外热像检测技术(2篇)
电力设备红外热像检测技术(2篇)电力设备红外热像检测技术（第一篇）引言电力设备是现代电力系统的重要组成部分，其安全稳定运行对整个电力系统的可靠性和经济性至关重要。
随着电力需求的不断增长和电力设备的日益复杂，传统的检测方法已难以满足现代电力设备维护的需求。
红外热像检测技术作为一种非接触、快速、高效的检测手段，逐渐在电力设备状态监测中得到广泛应用。
一、红外热像检测技术原理1. 红外辐射基本原理任何物体只要温度高于绝对零度（273.15℃），都会发射红外辐射。
物体的温度越高，发射的红外辐射强度也越大。
红外热像仪通过探测物体表面发射的红外辐射，将其转换为可视化的热像图，从而实现对物体表面温度分布的实时监测。
2. 红外热像仪工作原理红外热像仪主要由光学系统、探测器、信号处理系统和显示系统组成。
光学系统将物体发射的红外辐射聚焦到探测器上，探测器将红外辐射转换为电信号，信号处理系统对电信号进行处理，最终通过显示系统呈现为热像图。
3. 温度与红外辐射的关系根据斯蒂芬玻尔兹曼定律，物体的辐射功率与其温度的四次方成正比。
因此，通过测量物体发射的红外辐射功率，可以精确计算出物体的表面温度。
二、红外热像检测技术在电力设备中的应用1. 变电站设备检测变电站是电力系统中的重要节点，其设备包括变压器、断路器、隔离开关等。
红外热像检测技术可以用于检测这些设备的局部过热现象，及时发现潜在的故障隐患。
变压器检测：变压器在运行过程中，由于绕组短路、接触不良等原因，可能导致局部过热。
通过红外热像检测，可以及时发现这些异常温度点，避免变压器损坏。
断路器检测：断路器在分合闸过程中，触头接触不良会导致局部过热。
红外热像检测可以实时监测断路器触头的温度分布，确保其正常运行。
2. 输电线路检测输电线路长距离、跨区域分布，传统的人工巡检效率低、成本高。
红外热像检测技术可以实现对输电线路的快速、全面检测。
导线接头检测：导线接头是输电线路的薄弱环节，容易因接触不良导致局部过热。
红外检测技术规范(2004)
红外检测技术规范(2004)1. 引言红外检测技术是一种基于物体发射、反射、透射红外辐射的原理，利用红外探测器对目标进行无损检测、诊断和识别的技术。
自20世纪50年代以来，红外检测技术在军事、航天、航空、电力、医疗、环保等领域得到了广泛的应用。
为规范红外检测技术的研发、生产和应用，提高红外检测设备的性能和质量，制定本规范。
2. 范围本规范适用于红外检测设备的研发、生产和应用，包括红外热像仪、红外相机、红外测温仪、红外光谱仪等。
3. 规范性引用文件下列文件对于本规范的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括修改单）适用于本规范。
GB/T 158351995 红外热像仪通用技术条件GB/T 67222002 红外相机通用技术条件GB/T 119382002 红外测温仪通用技术条件GB/T 138241992 红外光谱仪通用技术条件4. 术语和定义4.1 红外检测技术：利用红外探测器对目标进行无损检测、诊断和识别的技术。
4.2 红外热像仪：通过接收物体发射的红外辐射，将其转换为热像图，显示物体表面温度分布的设备。
4.3 红外相机：通过接收物体反射或透射的红外辐射，将其转换为可见图像，显示物体表面特征的设备。
4.4 红外测温仪：通过接收物体发射的红外辐射，测量物体表面温度的设备。
4.5 红外光谱仪：通过分析物体发射、反射或透射的红外辐射光谱，获取物体化学成分、结构等信息的设备。
5. 技术要求5.1 红外热像仪5.1.1 系统性能红外热像仪的系统性能应符合GB/T 158351995的规定。
5.1.2 分辨率红外热像仪的分辨率应不低于320×256，且在标准视场角下，空间分辨率应不大于0.1mrad。
5.1.3 灵敏度红外热像仪的灵敏度应满足以下要求：a) 在标准视场角下，对黑体目标的检测限应不大于0.1℃；b) 在非标准视场角下，对黑体目标的检测限应不大于0.2℃。
红外检测技术原理
红外检测技术原理引言红外检测技术作为一种重要的无损检测方法，在多个领域得到了广泛的应用，如工业生产、安防监控、医学诊断以及环境监测等。
本文将对红外检测技术的原理进行详细介绍，包括红外辐射原理、红外传感器原理、红外成像技术原理等方面，希望能够为读者深入了解红外检测技术提供一定的参考。
一、红外辐射原理红外辐射是一种电磁辐射，它处于可见光和微波之间的频谱范围。
红外辐射的波长一般在0.7微米到1000微米之间。
根据黑体辐射定律可以得知，所有温度大于绝对零度的物体都会辐射出红外波长的辐射能量。
通过检测目标物体发出的红外辐射，可以实现对其温度、形状、结构等信息的获取。
二、红外传感器原理红外传感器是一种能够通过接收目标物体发出的红外辐射来探测目标的传感器。
其工作原理主要基于红外辐射的吸收和反射。
当红外辐射照射到目标物体表面时，部分辐射能量会被目标物体吸收，而另一部分会被反射出来。
红外传感器可以利用这种反射和吸收的差异来判断目标的性质、温度、距离等信息。
在红外传感器中，最常见的是红外热释电传感器（IR sensor）和红外线阵列传感器（IR array sensor）。
红外热释电传感器利用热释电效应来实现对红外辐射的检测，当红外辐射照射到热释电传感器上时，会导致传感器表面温度变化，从而产生对应的电信号输出。
而红外线阵列传感器则是由多个红外感光元件组成的一种探测器，可以实现对红外辐射进行多点探测和成像。
三、红外成像技术原理红外成像技术是基于对目标物体发出的红外辐射进行拍摄和处理，从而实现对目标物体的热分布、温度分布及结构信息的获取。
其工作原理主要涉及红外辐射的收集、转换和成像。
红外成像系统通过红外镜头和光学冷却装置收集目标物体发出的红外辐射，并将其转换成电信号。
然后，将这些电信号传输给红外探测器进行处理，通常采用红外焦平面阵列（IRFPA）作为探测器。
红外焦平面阵列是由多个红外探测单元组成的矩阵结构，每个单元对应着一个像素点。
- 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)。
得焊缝宽度、焊道的熔透情况等信息，实现焊接过程的质量与
焊缝尺寸的实时控制。在自动焊管生产线上采用红外线阵CCD 实时检测焊接区的一维温度分布，通过控制焊接电流的大小， 保证获得均匀的焊缝成形。
13
2 红外无损检测仪器
1． 红外测温仪
红外测温仪是用来测量设备、结构、工件等表面某一局部 区域的平均温度的。通过特殊的光学系统，可以将目标区域限 制在1 mm以内甚至更小，因此有时也将其称为红外点温仪。 它主要是通过测定目标在某一波段内所辐射的红外辐射能量的 总和， 来确定目标的表面温度。其响应时间可小于1 s， 测 温范围可达0～3000℃。 下图为红外测温仪的结构原理图。它由光学系统、调制器、 红外探测器、放大器、显示器等部分组成。红外测温仪的主要 技术参数有温度范围、工作波段、响应时间、目标尺寸、 距离 系数和辐射率范围等。
142 Biblioteka 外无损检测仪器红外测温仪的结构原理图
15
2 红外无损检测仪器
2． 红外热像仪 红外检测的主要设备是红外热像仪。
红外辐射符合几何光学的一些定律，利用红外辐射进行物 体成像不需要外加光源。红外成像时需要特殊的光学系统——红 外光学系统。红外测温仪所显示的是被测物体的某一局部的平 均温度；红外热像仪则显示的是一幅热图， 是物体红外辐射 能量密度的二维分布图。
20
2 红外无损检测技术的应用
3） 压力容器衬套检测
利用红外成像技术进行压力容器衬里脱落或缺陷检测的
方法是，利用红外热像仪从容器表面温度场数据的传热理论
分析和用计算机程序的实例计算，推算出容器内衬里层的变
化， 从而达到对容器内衬里缺陷的定量诊断。
21
2 红外无损检测技术的应用
4） 焊接过程检测
其被分割成三个波段，即2～2.5 μ m、 3～5 μ m和8～14
μ m， 统称为“大气窗口”。 这三个大气窗口对红外技术应 用特别重要， 因此一般红外仪器都工作在这三个窗口之内。
5
1 红外无损检测基础
红外辐射通过1海里长度大气的透过率曲线
6
1 红外无损检测基础
2． 红外探测器 红外探测器是能将红外辐射能转换成电能的光敏元件，
22
2 红外无损检测技术的应用
5） 轴承质量检测 被测轴瓦是由两层金属压碾而成的，可能存在中间层或 大的体积状、面状缺陷。由于内部有缺陷处与无缺陷部分传 热速度不同，采用对工件反面加热，导致有缺陷处温度低于 无缺陷处的表面温度，通过红外摄像可获得缺陷的图像和尺 寸。用类似方法也可进行轴承滚子表面裂纹的检测。
热状态的变化和异常，往往是确定被测对象的实际工作状态和
判断其可靠性的重要依据。红外检测按其检测方式分为主动式 和被动式两类。 前者是在人工加热工件的同时或加热后经过
延迟扫描记录和观察工件表面的温度分布，适用于静态件检测；
后者是利用工件自身的温度不同于周围环境的温度，在两者的 热交换过程中显示工件内部的缺陷，适用于运行中设备的质量 控制。
（1) 快速有效， 结果直观。 热像仪能显示物体的表面
温度场， 并以图像的形式显示。
（2） 分辨力强。 现代热像仪可以分辨0.1℃甚至更小 的温差。 （3） 显示方式灵活多样。温度场的图像可以采用伪彩色 显示，也可以通过数字化处理，采用数字显示各点的温度值。 (4) 能与计算机进行数据交换， 便于存储和处理。
18
2 红外无损检测技术的应用
点焊质量红外检测示意图
19
2 红外无损检测技术的应用
2） 铸模检测
用红外热像仪测定压铸过程中压铸模外表面温度分布及
其变化，并进行计算机图像处理，得到热像图中任意分割线 上各像素元点的温度值，然后结合有限元或有限差分方法， 用计算机数值模拟压铸模内部的温度场，可给出直观的压铸 过程温度场的动态图像。
26
2 红外无损检测技术的应用
探测疲劳裂纹示意图 (a) 对样品扫描示意图； (b) 表面温度分布曲线
27
2 红外无损检测技术的应用
5. 红外无损检测技术的发展 红外理论的实际应用是从军事方面开始的。应用红外物理 理论和红外技术成果对材料、装置和工程结构等进行无损检测 与诊断，首先是从电力部门开始的。20世纪60年代中期，瑞典 国家电力局和AGA公司合作，把红外前视系统加以改进，用于 运行中电力设备热状态的诊断，开发出了第一代工业用红外热 像仪。与此同时，各种各样的用于无损检测与诊断的红外测温 装置也相继出现。这些红外测温仪不仅可以进行温度测量， 更重要的是可以应用于设备与构件等的热状态诊断。目前红外 无损检测技术正在和计算机技术、图像处理技术相结合，以期 在设备、 结构等的无损检测中发挥更大的作用。 28
择性探测器， 而光电型探测器为有选择性探测器。一般将响
应率最大的值所对应的波长称为峰值波长，而把响应率下降到 响应值的一半所对应的波长称为截止波长。响应波长范围也表
示红外探测器使用的波长范围。
10
1 红外无损检测基础
(3) 噪声等效功率。红外探测器的输出电压较低，外界 噪声对它的影响很大，因此要用噪声等效功率参数来衡量红外 探测器的性能。噪声等效功率是输出信噪比为1时所对应的红 外入射功率值， 也即红外探测到的最小辐射功率， 该值越小，
17
2 红外无损检测技术的应用
1． 红外无损检测在热加工中的应用
在热加工中应用红外无损检测技术的场合比较多。
1） 点焊焊点质量的无损检测 采用外部热源给焊点加热，利用红外热像仪检测焊点的红 外热图及其变化情况来判断焊点的质量。无缺陷的焊点，其温 度分布是比较均匀的，而有缺陷的焊点则不然，并且移开热源 后其温度分布的变化过程与无缺陷焊点将产生较大差异。上述 信息可以用来进行焊点质量的无损检测。图6-87是点焊质量的 红外无损检测示意图。
断中，应用热像仪检测发电机、变压器、开关、接头、压接
管等， 能有效地发现不正常的发热点，及时进行处理和检修， 防止可能发生的停电事故。此外，在电厂，也将该项技术用 于水冷壁管的检测， 判断是否存在堵塞现象。
24
2 红外无损检测技术的应用
3．红外泄漏检测 在实际生产中，管束振动、腐蚀、疲劳、断裂等原因将导 致换热器壳内或管内介质发生泄漏，从而降低产品质量和生产 能力，影响生产的正常运行。换热器泄漏的发生及程度的判定， 对于保证换热器安全运转、节约能源、充分发挥其传热性能及 提高经济效益具有重要意义。除了可根据生产工艺参数进行工 况分析外，还可以采用红外测温技术监测换热器的运行情况， 及时发现其泄漏的性质和部位。
1 红外无损检测基础
1． 红外辐射及传输 1） 红外辐射 红外辐射是位于可见光中红光以外的光线，故又称红外线， 它是一种人眼看不见的光线。其波长范围大致在0.75～1000 μm的频谱范围之内，相对应的频率大致在4×1014 ～3×1011 Hz之间。任何物体，只要其温度高于绝对零度就有红外线向 周围空间辐射。
如某化工总厂在生产过程中发现一换热器出现高温报警， 遂采用热像仪进行温度测试，获得了换热器的温度分布状况。 检测中发现局部温度不正常，通过分析证实了换热器壳侧的氨 气已漏入了管侧的冷却水中，造成气液混合，降低了冷却效果， 25 使出口温度不断升高。
2 红外无损检测技术的应用
4． 红外无损检测的特殊应用
红外检测技术
机电工程学院测控系 魏 莉 Weili@
1
1 红外无损检测基础
红外无损检测技术的特点决定了它的适用范围。
红外无损检测的优点为操作安全、灵敏度高、检测效率高。 由于进行红外无损检测时不需要与被检对象直接接触，所以操 作十分安全。这个优点在带电设备、转动设备及高空设备的无 损检测中非常突出。现代红外探测器对红外辐射的探测灵敏度 很高，目前的红外无损检测设备可以检测出0.1℃的温度差， 因此能检测出设备或结构件等热状态的细微变化。由于红外探 测器的响应速度高达纳秒级，所以可迅速采集、处理和显示被 检对象的红外辐射，提高检测效率。一些新型的红外无损检测 仪器还可与计算机相连或自身带有微处理器，实现数字化图像 处理， 扩大了其功能和应用范围。另外，红外辐射不受可见光 的影响，可昼夜进行测量。大气对某些特定波长范围内的红外 线吸收甚少， 适用于遥感和遥测。 2
用来监测物体辐射的红外线。它是红外检测系统中最重要的
器件之一。 这里简单介绍它的分类和性能参数。
7
1 红外无损检测基础
1） 常用红外探测器的分类 红外探测器分热电型和光电型两类。这两类探测器不仅在 性能上有差异，而且在工作原理上也不相同。 热电型红外探测器是利用热电元件、热敏电阻或热电偶等 元件的热效应进行工作的。它们一般灵敏度低、响应慢，但有 较宽的红外波长响应范围，且价廉，常用于温度的测量及自动 控制。
火车车轮轴承座如果出现缺陷(例如轴承中有裂纹或润滑 不足等)，在列车运行中其相关部位的温度会迅速升高而过热， 如不能及时发现，可能导致车轮卡住或轴承损坏，有可能使列
车出轨。
对于上述问题可采用红外辐射检测方法解决。在指定地点 的钢轨两侧安装红外辐射探测器，使过往列车车轮轴承发射的 红外辐射恰好入射至红外探测器的物镜上，监测轮轴超过规定 温度标准的过热情况。
3
1 红外无损检测基础
2）红外辐射的传输 和所有电磁波一样，红外辐射是以波的形式在空间直线传
播的。它在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度， 即
C f
式中： 为红外辐射的波长；f 为红外辐射的频率；C为光 在真空中的传播速度。
4
1 红外无损检测基础
红外辐射在大气中传播时，由于大气中的气体分子、水蒸 气以及固体微粒、尘埃等物质的散射、吸收作用，使辐射在传 输过程中逐渐衰减。通过红外辐射通过1海里长度大气的透过 率曲线，可以看出它在通过大气层时由于大气有选择的吸收使