红外热像仪的原理

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基础 – 红外
电磁光谱
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可见光谱段：380nm ~ 780nm
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红外光谱段：780nm ~ 1mm 近红外： 780 nm ~ 3μm 中红外： 3μm ~ 5μm 远红外： 5μm ~ 1mm
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红外测量基础理论
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热分辨率 – 热灵敏度（NETD）
⇒ 热灵敏度是指热像仪可分辨出的最小温差，也称为噪音等效温差（NETD） ⇒ 热灵敏度与测量效果有密切关系，直接关系到热像仪的价格
解释： NETD≤0.05℃ 指热像仪可检测到≤0.05℃的温差，是指热像仪可以看到的温度细节的能力 热灵敏度的数字越低意味着灵敏度越高。
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红外测量基础理论
热传递的形式 – 热辐射
热辐射 是指物体自身向外辐射热能的能力。
热辐射发生在所有绝对零度以上的物体。 物体辐射热能的能力从0 ~ 100%之间。
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红外测量基础理论
热传递的形式 – 热辐射
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热辐射：指对外辐射热能的能力
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红外测量基础理论
测量来自百度文库辨率(MFOV)
⇒ 测量分辨率体现了最小可测的尺寸大小,一般是3倍于空间分辨率, 简单来说就是屏显上的光斑.
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基础 – 红外 了解被测物体 热像仪呈现了一幅来自物体表面的辐射能量热图
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热图像与被测物体的表面温度以及物体的类型、组成材料、表面工作状况以及 检测期间的运行条件有直接的关系
为正确解释图像，你必须清楚了解物体的材料及组成部件的工作方式 ¾ 被测物体是如何运行的 ¾ 被测物体的材料与结构 ¾ 被测物体的正常温度及所处的环境
空间分辨率有以下3个因素： - 视场 （FOV） - 瞬时视场 （IFOV） - 测量视场 (MFOV)
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热传递的形式
为了了解被测物体的运行状态，我们必须认识特体内部与外表面之间的热传递机理。
热传递在红外热成像中是个非常重要的概念， 为正确地解析一副热图像，必须熟悉热从一个 物体传输到另一个物体的三个方式：
• 热传导 • 热对流 • 热辐射
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红外测量基础理论
基础知识
1、分辨率：Resolution 2、测量精度: Accuracy 3、探测器: Detector 4、光学部件: Optics 5、电子部件: Electronics 6、显示器: Display 7、电池: Batteries 8、操作特性: Operation Features
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基础 – 红外
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什么是红外热像仪
红外热像法：是一种无损检测技术，是对被检测物体表面进行 非接触的热测量及测成像并分析其热图谱的方法。
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红外测量基础理论
热传递的形式 – 热对流
热对流 由于流体运动产生的热传递
通常热对流发生在固体与液体或气体之间的相互 作用。热量的流动始终是从高温流向低温。
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红外测量基础理论
热传递的形式 – 热传导
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请解释一下这张热图的检测原理
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红外测量基础理论
热传递的形式 – 热对流
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有风： 冷动效果
无风：
请解释一下这张热图的现像
注意：在室外检查时，风会影响测量结果。 风是红外检测最大的障碍！！！
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基础 – 红外（热像仪）
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红外基础原理
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32°
及距离
德图视场角: 32 ° * 23 ° / 9 ° * 7 °
水平视场 垂直视场
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红外测量基础理论
基础知识 – 分辨率 分辨率 是指准确测量小目标温度的能力 分辨率分为： 1、热分辨率 - 热灵敏度：对温度的敏感程度
2、空间分辨率 – 图像分辨率 - 图像分辨率：分辨图像细节的能力
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基础 – 红外（热像仪）
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红外热像仪的参数介绍
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120 Pixel 1,3mm
1,3 mrad
1m
德图IFOV: 3.3mrad / 1.0mrad
选择仪器时一定要确认给客户推荐适合 使用的设备
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红外测量基础理论
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基础 – 红外 图像分析
当我们用红外热像仪观察物体时， 热像仪检测到的是来自物体表面 的辐射能量。
而实际拍摄到的热能往往产生于内部， 然后才传到物体表面
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红外测量基础理论
空间分辨率 – 图像分辨率
⇒ 空间分辨率 是指热像仪精确分辨和测量物体的能力。 空间分辨率可以回答以下问题： 1） 能测量多大的物体？ 2） 能测量多远？
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红外测量基础理论
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空间分辨率(IFOV) – 也称为瞬时视场角
⇒ 是指热像仪可分辨出的最小测量点,描述了热像仪在规定距离可识别的物体尺寸 ⇒ 单位是毫弧度 mrad, 如1.0mrad即指千分之一弧度
160 Pixel
瞬时视场与图像清晰度相关,决定了测量的距离
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红外测量基础理论
热传递的形式 – 热传导
热传导 将热能从一处传往另一处
通常热传导发生在固体或液体状态的物质中， 且热传导仅存在能量传递而无粒子运动
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红外测量基础理论
热传递的形式 – 热传导 A
T2 T1
q
L
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q = A· k · T2 – T1/ L q: 单位时间内传递的热能 A: 区域面积 K: 材料的导热性 T2 – T1(△T) : 温差 L：材料厚度
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红外测量基础理论
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视场角(FOV)
可使物体在热像仪中成像的物空间的最大张角.即指在一个镜头中可看见或可测量物体的最大范围.
=> 参数是以度 (°)为单位
显示视场范围内的物体
对测量的影响: 决定了被测物体的大小