红外诊断技术——IRT培训报告
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凝聚创变 卓越未来
3、红外检测的理论－定性热成像
定性热成像：获得高品质热图像首要考虑检测人员的知识、经 验以及对检测应用的理解。还要考虑热像仪的功能。 • • • • • • • 光学聚焦 热聚焦 空间分辨率 调色板选择 透视角 合成 对比
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3、红外检测的理论－定性热成像
获取定性热成像，热像仪主要调节：光学聚焦和热聚焦
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3、红外检测的理论－热及热传递
但我们用红外热像仪观测物体时，红外仪所检测到的是来自物体 表面的辐射能量。但我们真正感兴趣的是产生于物体内部，然后 在传递到物体表面的热能。 因此需要了解什么是热？什么是热传递？ 热：是指因温差而从一个地方到另一个地方传递或传送的热能。热能 传递或传送的过程被称为热。 热传递：是温差所导致热能的转移。 热传递的三种方式： 传导：固体间热传递 对流：流体运动产生的热传递 辐射：是指通过电磁辐射而引起的热能传递。
光学聚焦：轮廓分明的聚焦对图像的识别和分析是非常重要的。假如 被测物体的聚焦不好，热图像的分析和温度测量精度都会受影响。
在实际检测过程中发现，光学聚焦的质量对被测物体最高温度可出现8 ℃的 偏差。 检查光学聚焦好坏的方法：可以将热图颜色转换为灰色（人眼能分辨的灰色 程度为64种，对彩色的分辨率为48种），如果轮廓清晰，可以认为是光学聚 焦调整成功。清晰的热图像对红外分析的非常重要。
小电负载是设备额定负责的百分之三十。
3、当电负载或电阻值增大时，温度也会大大升高。
可以根据电气件电流的变化来判断设备发热的原因。
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红外检测的应用－电气热成像
电气红外检测过程中的“安全第一”： 1、了解电气安全规定，且必须有合格的维修人员陪同。
2、一定停留在高压设备所规定的安全距离之外。
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3、红外检测的理论－定性热成像
要获得完整清晰的热图像，需要对异常部位进行热聚焦。没 有对背景进行热聚焦，则无法确认是否存在问题及问题点的 位置。
从上面两个热聚焦不同的热图像中，可以看出热聚焦的重要性。 左侧的热图像只能清楚地看到一个高温点，不能分辨其他较高温度点。 而这个高温点未必是我们要关注的。
发射率/反射率/透射率
物体接收到的辐射能量由三部分组成：吸收、发射、透射。 物体的辐射密度由三个关键部分组成：吸收率A、反射率R、透射率T
A+R+T=100%
根据基尔霍夫定律：在任何特定温度下，一个物体吸收的能量等于它所 发射的能量。即吸收率A=发射率E，亦即E+R+T=100%。 红外能量不能穿透大多数的固体或液体，也就是说对于红外信号，大多 数物体是不透明的。
检查的基础是能量转换－从电能到热能）如果该元件没有电流通过，
则没有能量转换，也就没有热能产生。 电器元件损耗的功率与电流和电阻成正比：P=I2R
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红外检测的应用－电气热成像
在了解了上述关系后，我们得到3个启示：
1、要获得“电阻”，电气系统必须运行，才能进行电气检测。 2、电气检测必须在设备有足够的负载时才能进行。推荐的最
红外热成像就是探测物体红外能量，并将其从红外光谱转变为可 见光谱。
红外热成像技术是一种无损检测技术，是对被检测物体（设备） 表面进行非接触的成像，并对其热图谱进行分析。 在设备维修方面，就是利用红外热成像技术对设备表面进行非接 触式检测，通过分析设备热图谱来判断设备是否存在（潜在）故 障。
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1、红外热成像技术
2、红外热像仪的组成
3、红外检测的理论
4、红外检测的应用
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1、红外热成像技术
• 红外线
• 红外热成像
• 红外热成像技术
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1、红外热成像技术
红外线是能量的一种形式，是电磁波频谱的一部分。它和我们熟 悉的X光以及其他可见光的光谱一样。 所有物体都在向周围环境持续辐射红外能量，而这种能量是我们 的肉眼不可见的。
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3、红外检测的理论－热及热传递
了解热传递的三种方式，可以有助于我们查找热源，从而 准确判断设备的故障点。
从上面的热图像可看出，水杯与桌面之间的热传递方式是热 传导，杯盖的热主要是以对流的方式传递的。也可以看出热 源的位置。设备检测就是要通过热源来查找设备故障源。
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发射率 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 最高温度 36.5 37.2 37.9 38.8 40.1 41.4 43.4 47.4 54.1 73.6
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发射率/反射率/透射率
当周围的光能从被看到的物体表面发射过来时，即存在反射，同样也适 用于红外光谱。发射率较低的物体其反射率较大，会根据不同情况显得 “更热”、“更冷”或与周围“一样温度”。
3、不得打开电气柜，除非是合格的维修维护人员。
4、不得让你的红外热成像仪或其他物品穿过任何电气柜表面。
5、不得接触任何电气元件。
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谢 谢！
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红外检测的应用－电气热成像
电气热成像基本理论
所有的电气系统都不可能是百分百效率的，只要系统一运行，电子元
件和接触面就会开始退化。在特定的运行环境下，比如波动、高负载、 振动、元件和周围高温度、风、大气中的化学物质和粉尘，都会使电
气系统退化速度加快，故障数量也会增加。
在检测时，除了环境温度，元器件在检测时必须有电流通过（电气
2、红外热像仪的组成
• 红外热像仪的组成
• 关键部件的保护
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2、红外热像仪的组成
红外热像仪就是用来探测物体红外能量，并将其从红外光谱转变 为可见光谱的仪器。 （1）、探测器 （2）、光学部分 （3）、电子部分 （4）、显示器 （5）、电池 （6）、配件
探测器是红外热像仪的最关键的部件，其参数决定了热像仪的检 测精度。 由于红外线对多数物质不具备穿透性，因此光学镜头采用人工晶 体制造。如硒化锌、锗、硅、蓝宝石（三氧化二铝）、氟化钙。 探测器及镜头造价较高，因此日常要做好保护。
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3、红外检测的理论－检测类型
红外热成像检测有两种类型
定性和定量 对工业红外检测人员来说，这两种检测类型都很重要，两种重要 理论概念都必须学习和实践。
定性热成像能够拍摄优质的热图像，用于分析热信息。 定量检测是指在拍摄优质热图像的同时，也能进行温度测量。 平时我们往往注重定量检测，即特别关注设备的最高温度。但定性检 测是红外检测的基础，首先获得高品质的热图像，才能确认和分析现 场的热图谱。进而判断设备是否存在潜在故障或设备运转状态是否正 常。
IRT国际红外认证一级证书培训报告
2010年11月
凝聚创变 卓越未来
目录
2010年11月22日-26日参加了加拿大红外技术学院（IRT）在 国内举办的国际红外认证一级证书培训。比较系统的学习了红 外检测的理论及红外热像仪的操作技巧，对今后红外监测工作 会有很大的帮助，就下面四个方面对培训课程加以回顾。
在具体工业领域的应用有
• • • • • • • • 汽车 石油化工 金属和采矿 玻璃 造纸 纺织 塑料 电子 凝聚创变 卓越未来
红外检测的应用
红外检测按其检测对象，主要分为： • 电气热成像：检测电气元件电阻值高、短路、负载不平衡、连接松动。 • 机械热成像：检测电机过载、轴承故障、支撑故障等。 • 建筑热成像：检测厂房、住宅、办公楼的保温状态。 • 工业过程热成像：对产品加工过程中的某一工艺环节进行检测。以判断 产品是否合格。 我们工厂内常见的，可以进行检测对象有：电气控制柜、变压器、电机、 风机、轴承、蒸汽管道、烘房、厂房及办公楼等等。
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3、红外检测的理论
• 检测方法和检测类型 • 定性热成像 • 热及热传递
• 发射率/反射率/透射率
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3、红外检测的理论－检测方法
热成像检测方法有两种： 被动式检测和主动式检测 被动式热成像检测主要是对超过环境温 度的物体进行成像和评估。 主动式热成像，是对常温中的物体或材料进行检测和评估。 但由于 没有温差，无法得到清晰的热图谱。因此，只有通过改变被测 物体 或材料的温度，才能进行检测。 我们日常设备红外检测均属于被动式检测。
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3、红外检测的理论－定性热成像
热聚焦：在热聚焦时要考虑三个因素：范围、量程、能级。 • 范围：即仪器能够测量的温度范围。 对物体进行检测，需要预估物体的温度范围。然后设定仪器的检测范 围，这样可以使量程和能级更集中，图像更加清晰。 • 量程：调节热图像的热对比度。它是一个可以调整的“视窗”，可以 在选择的范围内对所观察到的能级进行调节。量程减小时图像热对比 度增加。 调节热图像热对比度，可以使热图像清晰，有利于判断物体的热源。 • 能级：定义为给定量程的中点，即热亮度。即在选定的范围内调整量 程的位置。 要在显示屏上ห้องสมุดไป่ตู้取一张高质量的热图像，能级是非常重要的。
因此，在对物体进行红外热成像时及测量温度时，必须校正反射率。 从水杯的热图像，可以了解反射对红外热成像的影响。 检测时看到的高温点可能是发射造成的，而不是设备本身的高温点。
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红外检测的应用
红外检测被广泛应用于各个行业
• • • • • • 机械行业 电力行业 建筑行业 石油化工 医学领域 收索和营救
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发射率/反射率/透射率
红外能量不能穿透大多数物体 因此透射率 T=0, 即 E+R=1
对肉眼来说是透明的物体，但对红外线来说是不透明的。 因此，我们不能透过玻璃窗等肉眼看起来透明的物体对 设备进行检测。
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发射率/反射率/透射率
发射率：在同样外界环境下，在同样温度下，物体表面辐射出的能量与理想物体（黑体） 表面辐射能量的比率。实体只能发射其表面可用能量的一部分，这一部分就是发射率。 不同物体的发射率不同，在对物体进行红外热成像时必须校正发射率。 下面的红外图像显示了在相同温度条件下，热像仪测得的不同发射率的物体温度是不同的 。 下表数据经过实际测试取得，表示对同一物体设定不同发射率，测得的最高温度也不同。 因此红外检测时必须了解被测设备（电气件）的发射率。根据被测电气件的材质，在热 像仪上调整发射率，以准确检测被测设备温度。
3、红外检测的理论－定性热成像
定性热成像：获得高品质热图像首要考虑检测人员的知识、经 验以及对检测应用的理解。还要考虑热像仪的功能。 • • • • • • • 光学聚焦 热聚焦 空间分辨率 调色板选择 透视角 合成 对比
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获取定性热成像，热像仪主要调节：光学聚焦和热聚焦
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3、红外检测的理论－热及热传递
但我们用红外热像仪观测物体时，红外仪所检测到的是来自物体 表面的辐射能量。但我们真正感兴趣的是产生于物体内部，然后 在传递到物体表面的热能。 因此需要了解什么是热？什么是热传递？ 热：是指因温差而从一个地方到另一个地方传递或传送的热能。热能 传递或传送的过程被称为热。 热传递：是温差所导致热能的转移。 热传递的三种方式： 传导：固体间热传递 对流：流体运动产生的热传递 辐射：是指通过电磁辐射而引起的热能传递。
光学聚焦：轮廓分明的聚焦对图像的识别和分析是非常重要的。假如 被测物体的聚焦不好，热图像的分析和温度测量精度都会受影响。
在实际检测过程中发现，光学聚焦的质量对被测物体最高温度可出现8 ℃的 偏差。 检查光学聚焦好坏的方法：可以将热图颜色转换为灰色（人眼能分辨的灰色 程度为64种，对彩色的分辨率为48种），如果轮廓清晰，可以认为是光学聚 焦调整成功。清晰的热图像对红外分析的非常重要。
小电负载是设备额定负责的百分之三十。
3、当电负载或电阻值增大时，温度也会大大升高。
可以根据电气件电流的变化来判断设备发热的原因。
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红外检测的应用－电气热成像
电气红外检测过程中的“安全第一”： 1、了解电气安全规定，且必须有合格的维修人员陪同。
2、一定停留在高压设备所规定的安全距离之外。
凝聚创变 卓越未来
3、红外检测的理论－定性热成像
要获得完整清晰的热图像，需要对异常部位进行热聚焦。没 有对背景进行热聚焦，则无法确认是否存在问题及问题点的 位置。
从上面两个热聚焦不同的热图像中，可以看出热聚焦的重要性。 左侧的热图像只能清楚地看到一个高温点，不能分辨其他较高温度点。 而这个高温点未必是我们要关注的。
发射率/反射率/透射率
物体接收到的辐射能量由三部分组成：吸收、发射、透射。 物体的辐射密度由三个关键部分组成：吸收率A、反射率R、透射率T
A+R+T=100%
根据基尔霍夫定律：在任何特定温度下，一个物体吸收的能量等于它所 发射的能量。即吸收率A=发射率E，亦即E+R+T=100%。 红外能量不能穿透大多数的固体或液体，也就是说对于红外信号，大多 数物体是不透明的。
检查的基础是能量转换－从电能到热能）如果该元件没有电流通过，
则没有能量转换，也就没有热能产生。 电器元件损耗的功率与电流和电阻成正比：P=I2R
凝聚创变 卓越未来
红外检测的应用－电气热成像
在了解了上述关系后，我们得到3个启示：
1、要获得“电阻”，电气系统必须运行，才能进行电气检测。 2、电气检测必须在设备有足够的负载时才能进行。推荐的最
红外热成像就是探测物体红外能量，并将其从红外光谱转变为可 见光谱。
红外热成像技术是一种无损检测技术，是对被检测物体（设备） 表面进行非接触的成像，并对其热图谱进行分析。 在设备维修方面，就是利用红外热成像技术对设备表面进行非接 触式检测，通过分析设备热图谱来判断设备是否存在（潜在）故 障。
凝聚创变 卓越未来
1、红外热成像技术
2、红外热像仪的组成
3、红外检测的理论
4、红外检测的应用
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1、红外热成像技术
• 红外线
• 红外热成像
• 红外热成像技术
凝聚创变 卓越未来
1、红外热成像技术
红外线是能量的一种形式，是电磁波频谱的一部分。它和我们熟 悉的X光以及其他可见光的光谱一样。 所有物体都在向周围环境持续辐射红外能量，而这种能量是我们 的肉眼不可见的。
凝聚创变 卓越未来
3、红外检测的理论－热及热传递
了解热传递的三种方式，可以有助于我们查找热源，从而 准确判断设备的故障点。
从上面的热图像可看出，水杯与桌面之间的热传递方式是热 传导，杯盖的热主要是以对流的方式传递的。也可以看出热 源的位置。设备检测就是要通过热源来查找设备故障源。
凝聚创变 卓越未来
发射率 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 最高温度 36.5 37.2 37.9 38.8 40.1 41.4 43.4 47.4 54.1 73.6
凝聚创变 卓越未来
发射率/反射率/透射率
当周围的光能从被看到的物体表面发射过来时，即存在反射，同样也适 用于红外光谱。发射率较低的物体其反射率较大，会根据不同情况显得 “更热”、“更冷”或与周围“一样温度”。
3、不得打开电气柜，除非是合格的维修维护人员。
4、不得让你的红外热成像仪或其他物品穿过任何电气柜表面。
5、不得接触任何电气元件。
凝聚创变 卓越未来
谢 谢！
凝聚创变 卓越未来
凝聚创变 卓越未来
红外检测的应用－电气热成像
电气热成像基本理论
所有的电气系统都不可能是百分百效率的，只要系统一运行，电子元
件和接触面就会开始退化。在特定的运行环境下，比如波动、高负载、 振动、元件和周围高温度、风、大气中的化学物质和粉尘，都会使电
气系统退化速度加快，故障数量也会增加。
在检测时，除了环境温度，元器件在检测时必须有电流通过（电气
2、红外热像仪的组成
• 红外热像仪的组成
• 关键部件的保护
凝聚创变 卓越未来
2、红外热像仪的组成
红外热像仪就是用来探测物体红外能量，并将其从红外光谱转变 为可见光谱的仪器。 （1）、探测器 （2）、光学部分 （3）、电子部分 （4）、显示器 （5）、电池 （6）、配件
探测器是红外热像仪的最关键的部件，其参数决定了热像仪的检 测精度。 由于红外线对多数物质不具备穿透性，因此光学镜头采用人工晶 体制造。如硒化锌、锗、硅、蓝宝石（三氧化二铝）、氟化钙。 探测器及镜头造价较高，因此日常要做好保护。
凝聚创变 卓越未来
3、红外检测的理论－检测类型
红外热成像检测有两种类型
定性和定量 对工业红外检测人员来说，这两种检测类型都很重要，两种重要 理论概念都必须学习和实践。
定性热成像能够拍摄优质的热图像，用于分析热信息。 定量检测是指在拍摄优质热图像的同时，也能进行温度测量。 平时我们往往注重定量检测，即特别关注设备的最高温度。但定性检 测是红外检测的基础，首先获得高品质的热图像，才能确认和分析现 场的热图谱。进而判断设备是否存在潜在故障或设备运转状态是否正 常。
IRT国际红外认证一级证书培训报告
2010年11月
凝聚创变 卓越未来
目录
2010年11月22日-26日参加了加拿大红外技术学院（IRT）在 国内举办的国际红外认证一级证书培训。比较系统的学习了红 外检测的理论及红外热像仪的操作技巧，对今后红外监测工作 会有很大的帮助，就下面四个方面对培训课程加以回顾。
在具体工业领域的应用有
• • • • • • • • 汽车 石油化工 金属和采矿 玻璃 造纸 纺织 塑料 电子 凝聚创变 卓越未来
红外检测的应用
红外检测按其检测对象，主要分为： • 电气热成像：检测电气元件电阻值高、短路、负载不平衡、连接松动。 • 机械热成像：检测电机过载、轴承故障、支撑故障等。 • 建筑热成像：检测厂房、住宅、办公楼的保温状态。 • 工业过程热成像：对产品加工过程中的某一工艺环节进行检测。以判断 产品是否合格。 我们工厂内常见的，可以进行检测对象有：电气控制柜、变压器、电机、 风机、轴承、蒸汽管道、烘房、厂房及办公楼等等。
凝聚创变 卓越未来
3、红外检测的理论
• 检测方法和检测类型 • 定性热成像 • 热及热传递
• 发射率/反射率/透射率
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3、红外检测的理论－检测方法
热成像检测方法有两种： 被动式检测和主动式检测 被动式热成像检测主要是对超过环境温 度的物体进行成像和评估。 主动式热成像，是对常温中的物体或材料进行检测和评估。 但由于 没有温差，无法得到清晰的热图谱。因此，只有通过改变被测 物体 或材料的温度，才能进行检测。 我们日常设备红外检测均属于被动式检测。
凝聚创变 卓越未来
3、红外检测的理论－定性热成像
热聚焦：在热聚焦时要考虑三个因素：范围、量程、能级。 • 范围：即仪器能够测量的温度范围。 对物体进行检测，需要预估物体的温度范围。然后设定仪器的检测范 围，这样可以使量程和能级更集中，图像更加清晰。 • 量程：调节热图像的热对比度。它是一个可以调整的“视窗”，可以 在选择的范围内对所观察到的能级进行调节。量程减小时图像热对比 度增加。 调节热图像热对比度，可以使热图像清晰，有利于判断物体的热源。 • 能级：定义为给定量程的中点，即热亮度。即在选定的范围内调整量 程的位置。 要在显示屏上ห้องสมุดไป่ตู้取一张高质量的热图像，能级是非常重要的。
因此，在对物体进行红外热成像时及测量温度时，必须校正反射率。 从水杯的热图像，可以了解反射对红外热成像的影响。 检测时看到的高温点可能是发射造成的，而不是设备本身的高温点。
凝聚创变 卓越未来
红外检测的应用
红外检测被广泛应用于各个行业
• • • • • • 机械行业 电力行业 建筑行业 石油化工 医学领域 收索和营救
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发射率/反射率/透射率
红外能量不能穿透大多数物体 因此透射率 T=0, 即 E+R=1
对肉眼来说是透明的物体，但对红外线来说是不透明的。 因此，我们不能透过玻璃窗等肉眼看起来透明的物体对 设备进行检测。
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发射率/反射率/透射率
发射率：在同样外界环境下，在同样温度下，物体表面辐射出的能量与理想物体（黑体） 表面辐射能量的比率。实体只能发射其表面可用能量的一部分，这一部分就是发射率。 不同物体的发射率不同，在对物体进行红外热成像时必须校正发射率。 下面的红外图像显示了在相同温度条件下，热像仪测得的不同发射率的物体温度是不同的 。 下表数据经过实际测试取得，表示对同一物体设定不同发射率，测得的最高温度也不同。 因此红外检测时必须了解被测设备（电气件）的发射率。根据被测电气件的材质，在热 像仪上调整发射率，以准确检测被测设备温度。