医疗及兽医应用领域热成像技术

动物身体发出的红外热能难逃红外热像仪的“法眼”。经过培训后的兽医可通过热图像诊断动物体内血流是否异常。血流增加或减少与否,是诊断健康问题的重要指征。

生理性成像是新陈代谢的一种功能。生理性成像可能会在解剖结束前发生改变并呈现。热成像技术(或热成像)因其可作为动物的代谢变化而被视为生理性成像。例如,对受伤的肌腱进行加热便是如此。

马科类动物热成像技术

热成像技术是对温度进行定性评估。红外热像仪可自动测量温度,显示热图像,并用不同颜色表示不同温度。 “热点”可表明是否存在炎症或环量是否增加。通常可以从直接覆于伤口上的皮肤中看到热点。冷点是指通常由于肿胀、血栓或疤痕组织而引起的血供应减少。

使用热像仪时有可能会出现“人为现象”,因此在诊断时经验非常重要。 如果腿部被包裹或使用了发疱药或涂覆药,便会显示为热量增加区域。热对称性是规则之一- 您可以将某一解剖区域与另一侧的相同区域进行比较(即,前腿外侧对前腿外侧)。

炎症

热成像技术可用来测定触诊中疼痛部位是否存在炎症,或用来检测无明显疼痛或症状时血流增加区域(亚临床炎症)。大部分马在出现跛脚时会出现不止一处问题。热成像技术也会帮助检测次要问题区域。

人们发现,在可以观测到临床跛行之前两个周,肌腱和关节便会出现炎症变化。

肌肉损伤

热成像技术的一个宝贵价值便是可用于检测肌肉损伤。它可定位积弱或肌肉组织炎症位置。也可在临床症状明显之前显示其萎缩情况。萎缩是可以视为与另一侧相比其血液循环的持续减少。

神经损伤

由于直接外伤或其他伤口或疾病引发神经外伤会影响血流,可使用热成像技术进行观测。

预防医学

热成像技术也可用来评估锻炼前后脉管系统及组织的血流情况。

其他用途还包括购买前测试、检查马鞍是否合适、进行培训辅助以便防止受伤、赛前检查、马蹄平衡检查及肌腱损伤后的治疗等。可以看出,该诊断工具具有无创性,十分可靠,且具有多种不同用处。

红外热成像仪在设备状态检测中的应用

工欲善其事,必先利其器。随着现代化生产设备日益大型、连续、高度自动化、智能化方向的发展,传统的“望、闻、摸”的手段不再有效,而先进的专业诊断工具必将成为点检人员的标配。

常见的专业诊断工具中,红外检测仪器主要有红外测温仪和红外热成像仪。

相对而言,红外热成像仪比红外测温仪在性能上有着非常突出的优势:可测距离较长,可捕获被测目标的整体温度分布,快速发现高温、低温点,从而避免漏检,可在拍摄的同时自动保存可见光图像,用于后期对比,是最适合维修领域设备状态监测与检测的现代仪器。

热成像仪在各行业的应用

1、电力

现状:电力系统一旦故障,影响巨大,故障预防成为迫切需要,但是故障前期往往无法通过普通检测手段发现。

热像仪价值:可提前对设备进行测温,判断有可能发生的故障点,降低维修成本,确保高效以及安全的生产。

红外热像仪可以远距离检测输电线路的电力金具(接续管、耐张线夹、调整板、二线联板等)的热缺陷,保障供电安全。

用电侧的各种开关、接触器、变压器等设备的触头因氧化、腐蚀、松动等原因产生的异常热现象,都可以通过红外热像仪及时发现。

变电站中有许多触头、开关、套管夹等,由于接触不良、腐蚀或内部异常等各种原因会出现异常过热,严重影响安全供电,使用红外热像仪可以准确地检测出过热点,及时排除隐患。

2、冶金

现状:钢铁冶金中,许多工业设备,如高炉炉体、钢包和其他有耐火材料内衬的设备,以及大型轧钢机组的主电机等关键设备都需要进行测温,分析,以确保设备正常运行。

热像仪价值:冶金过程中,红外热像仪可以对设备进行测温,发现设备的异常及产品品质缺陷。

热风炉衬里在生产中可能破损,造成安全隐患,使用红外热像仪可以直观检测衬里的破损位置,及时进行检修,保障生产安全。

高炉风口、送风支管,冷却壁等设备因其承受高温腐蚀、热疲劳、磨粒冲蚀等恶劣环境,使用寿命较短,故障率较高,红外热像仪可以进行预测性维护,排除隐患。

通过红外热像仪可以检测鱼雷车衬里损坏状况,沉渣位置,从而避免铁水泄漏等事故发生。

3、石化

现状:石化领域是我国的支柱产业,油田,采油厂,炼化厂,化工厂遍布全国。石化领域生产过程涉及的物料危险性大,发生火灾、爆炸概率高。而且石化生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,易出现突发灾难性事故。

热像仪价值:通过热成像手持测温实现石化工业的设备测温,最大程度减少事故损失。

使用热像仪可以检测管道堵塞、减薄、腐蚀、渗漏等故障,避免对环境及生产造成影响。

红外热像仪可以直接在外表面拍摄出储罐状态,避免空关罐或溢罐事故消除潜在危险。

热像仪可以观测反应釜可能出现的泄露或内衬损坏,避免发生重大的环境安全和人身安全事故,避免给企业带来重大的损失。

4、建筑

现状:建筑行业中,有一些问题会造成比较大的麻烦,需要趁早发现,及时处理。例如墙壁裂缝、中空导致渗漏;地暖质量不合格导致冷热不均匀等。

热像仪价值:通过温度检测,及时发现不良状况,减小后期维护成本。

热像仪能够通过热图直观地显示建筑物节能效果、快速对节能材料的缺损进行检测,准确地对节能效果进行评估。

物业管理中不论是暖通还是给排水等一系列跑、冒、滴、漏问题,通过热像仪都可以直观的体现。

热成像在地暖的铺设、验收、故障排除等环节中有广泛的应用,直观的热图可以帮助工程师做出准确的判断和定位。

5、制造

现状:制造业中,工艺控制,电子集成,机电运行等诸多环节涉及预防缺陷,查找问题。但这些工作却很难用常规手段来检测。

热像仪价值:上段文字中的一些问题,往往伴随着温度异常的情况,故用手持测温热像仪可以有效进行探测,判别。

发动机是汽车的核心部件,温度过高或过低都会影响发动机正常工作,降低寿命。用手持测温热像仪检测其温度情况,预防相关问题产生。

电路元器件在工作时,通常会有电流通过,继而产生热量,电路不同的设计,元器件不同的工作状态,热量分布也会相应不同。用手持测温热像仪进行测温,进而分析电路设计是否合理,元器件是否正常工作。

液晶屏的亮度和寿命与温升控制直接相关,因此温度值是液晶屏生产测试过程中的一个重要指标。液晶屏的表面温度要控制到 50 度以内,并且需要有比较好的均匀性。热像仪拍摄出的热图是直观的检测手段。

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热像仪对人体有害吗?

不用体温计,也没有接触,是如何实现快速精确的测量体温呢? 做体温检测的红外热像仪对人体有害吗?

热成像测温系统(热成像相机+黑体),可实现远距离、大面积检测,在30℃~45℃测量范围内,测温精度高达±0.3℃,一旦发现异常体温人员,系统自动预警,并启动复查方案。

热成像摄像机就是通过采集物体发出的红外电磁波,将红外信号转化成电信号,再通过信号处理系统将辐射能量即温度通过不同灰度显示出来,灰度的不同代表温度不同从而计算出物体温度,并输出便于肉眼识别的伪彩色图像。 这样,热成像摄像机就很好的解决了传统测温需要人员近距离接触的问题,实现非接触式测温,减少交叉感染的风险。

而黑体,作为标定红外系统的基准源,能够吸收外来的全部红外电磁波,并且不会产生任何反射与透射,但是可以向外辐射红外电磁波的理想化物体,即黑体的辐射率与吸收率为1,透射率为0。 也就是说,绝对黑体只发射红外电磁波,但不反射外界环境的电磁波,使其辐射情况只于温度有关,有效避免外界环境干扰以及自身材料影响。

芯片解密小编认为热像仪的测温原理是被动接收物体发出的红外辐射来成像与测温,而所有超过绝对零度(-273.15摄氏度)的物体都会发出红外辐射。 所以,用热像仪测量体温,对人体没有伤害。

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红外热成像技术在文物保护中应用

据统计,2010年至今,已有34处全国重点文物保护单位内出现火情和发生火灾事故,很多重要的文物建筑在熊熊大火中受到严重损毁甚至全部灭失。从近些年的文物古建筑火灾来看,虽然总量不大,但损失大、影响大。某市博物馆通过在省级文物保护单位—某博物馆安装使用热成像防火技术,经过半年来的运行,热成像防火技术具有高灵敏的反应度、极低的误报率以及运行的稳定性等优点。通过试运行,证实其防火技术可以在文物保护中大显身手,是文物保护领域的创新技术,可实现文物保护的关口前移和实施源头保护,可实现精准的文物防火和防盗。

传统木构文物的防火技术

木构文物的防火技术,目前只有利用烟雾感应器和温度感应器来感知火情的传统技术。烟雾感应器和温度感应器属于被动接收式防火技术,只有烟雾或者高温到达感应器区域才能被感应到,而此时火情已经较大,危害已经造成。烟雾或者温度感应器无法及时发现火情萌发,这是其致命的缺点。此外,利用高清可见光监控来发现火情,此类技术的缺点是需要监控到大面积的烟和火之后才能看到,而且主要依靠人工查看实时监控,防火效率低,无法真正做到预防火灾,把损失降到最低。从以上传统的防火方案来看,防火效率普遍低下,无法完全避免火灾造成的损毁。

热成像技术在木构文物防火上的优势

在木构文物古建筑内外建立一套基于热成像应用的高精度防火系统,可实现对文物火灾的预防,热成像防火系统可快速准确发现起火点,将火情扼杀在萌芽的初起阶段。通过热成像技术可监测到木构文物内部空间的温度异常,发现火情更快速、预报火警更准确、火警处置更高效,实现科学防火,最大化降低损失。在木构古建筑或在博物馆内外安装热成像系统,可全面监测到防火区域的正常工作温度以及起火点温度,在起火点温度与正常温度之间取一个值作为热成像系统的报警阈值,监测区域内只要有温度超过阈值,热成像系统就会发送报警信号给软件平台,而软件平台则会将该报警信息同步通知值班人员,以便管理人员尽早处理火情隐患。平台还可通过联动声音(通话)、图像、短信、微信、邮件等方式同步发送给其他工作人员手机上。

热成像技术在木构文物防火上的优势主要有:

优势一:发现火情特别快。是以秒为单位,这一点在木构文物上防火是非常重要的。我们知道木构古建筑由于建成时间比较久远,建筑物内部比较干燥,耐火等级非常之低,这也是中国传统木构古建筑的弱点所在。木构古建筑发生火灾与其他建筑物发生火灾一样,初起火源非常重要,都是以秒来衡量的,在火灾的初起阶段,主要特征是初起烟雾大,可燃物质燃烧面积小,火焰不高,辐射热不强,火势发展比较缓慢,这个阶段是灭火的最好时机。如果管理人员发现的早,用灭火器或者一桶水马上就可以将起火点的火源扑灭,完全可以避免更大的损失。

优势二:可穿透能力特别强。可以穿透雾、雨、雪的能力,能适应全天候条件下成像。大气、云雾烟尘等会吸收可见光和近红外线,但是对于3~5微米(中波红外区)和8~14微米(长波红外区)的热红外线却是透明的,这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口,可以使人们在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的火场,清晰地观察到前方的情况。传统监控设备很难在云雾密布的环境下拍摄到清晰的图像,而红外热成像技术却能有效穿透大气、云雾等环境拍摄出清晰的图像。当木构建筑在发生火灾,建筑物内烟雾缭绕时,消防人员无法看清现场情况,热成像技术可以准确发现火源点,对现场精准灭火以及开展火场救援意义重大。

优势三:适应于任何光照环境。传统监控设备依靠自然或环境光照进行成像,而红外热成像技术无需任何光照,依靠物体自身辐射的红外热能即可清晰成像,并以高对比度的热图像清晰显示目标物。适用于任何光照环境下工作,不受强光影响,无论白天黑夜都可清晰地探测和发现目标,识别伪装及隐蔽的目标,不受天气和照明条件影响。因此可真正实现白天/黑夜24小时监测。这使得安保系统在探测性能方面更胜一筹。

优势四:可实现定点监测和巡航监测。针对木构文物的重点防火区域,采用红外热成像设备进行在线实时定点监测。同时,还可以进行巡航监测,可针对几个重点防火区域设置巡航扫描,实时动态监测木构文物保护单位的防火安全。

此外,红外热成像技术还可实现温度异常监测和火点监测的双重保障,通过区分温度异常和火点监测,后端平台将自动发出预警和报警信号,平台可实现全智能功能,方便值班人员管理,节约大量的安保成本。

热成像技术在田野文物防盗上的运用

野外的不可移动文物,如:古墓葬和古遗址,一直受到盗墓分子的觊觎,夜间的防盗更是防不胜防。热成像技术可以解决困扰文物保护工作者的这一难题,在田野文物的四周安装红外热成像设备,通过热成像的工作原理,在夜间只要是有热源的生物进入设备监控区域,不论是隐藏在暗处还是隐藏在草丛中的人或动物都可进行高效探测,哪怕是一只老鼠爬过,红外热成像技术都可以让后端的显示设备清晰的看到,使作案人员无处藏身。同时,通过设定热源移动来进行报警,平台的值班人员在第一时间即可发现夜间有人或动物进入田野文物监测区域,通过现场鸣笛报警、现场喊话或派出安保人员对盗墓分子进行驱离,杜绝田野文物在夜间被盗的可能。

红外热成像技术无论是黑夜、雾霾天,还是无光、逆光、强光的环境,其视界几乎不受影响。越是复杂的环境或是恶劣的天气,红外热成像的优势就越明显。此外,红外热成像技术还具有漏报误报率低,准确率高,报警距离远,能探测隐蔽物体的特点。可实现对不可移动文物全天候24小时的防火防盗,多种优势足以让该技术集万千宠爱于一身。但红外热成像技术在文物领域的防火防盗,目前还是一片空白,相信在不久的将来,热成像技术将发挥其自身的技术优势,在文物保护领域绽放光彩,为祖国的文化遗产保护事业做出应有的贡献。

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“无人机+热成像”技术助力野生动物调查与保护

野生动物是自然生态系统的重要组成部分,保护它们关系到全球生态健康和安全。野生动物保护工作首先要调查种群资源,了解物种准确分布、种群规模、栖息地变化等,为进一步评估物种的生存质量、确定保护等级以及制定相应保护策略提供科学依据。然而,这一重要的基础性工作在山地林区条件下实现起来却异常艰难。

日前,西北大学生命科学学院秦岭金丝猴研究团队在秦岭地区,将无人机和热成像技术结合应用于野生川金丝猴分布和种群规模的调查工作中。研究团队在调查区域采集到了三群川金丝猴野生种群的热成像视频,获得了这些种群准确的分布位置及种群规模。

传统野生动物调查方法是怎样的?

陕西省秦岭珍稀濒危动物保育重点实验室动物保护专家何刚介绍,传统野生动物调查通常是有经验的调查人员进入到调查区域,沿设计的样线进行野外实地踏查,通过人工观察记录所过之处发现的动物实体和痕迹来判断物种分布和规模。但是在山地林区条件下,调查人员首先要面对道路漫长、崎岖危险的问题;其次,调查人员移动速度缓慢,难以发现动物并对其进行定位;此外,仅通过可见光,人们难以剥离动物和其所隐藏的环境,很难观察到每一个个体。这极大影响了野生动物调查的准确性和效率。何刚表示,无人机和热成像技术为改变这一现状带来了新契机,两项技术结合能有效解决传统调查方法中难以克服的困难。

无人机和热成像技术结合

何刚介绍,无人机技术能克服地形和视野的限制,热成像技术通过动物与环境的温度差异发现动物个体。

1.无人机在林冠上快速飞行,能排除地面移动时所面对的地形、植被阻拦等问题,实现自由的移动,同时,无人机实际工作中,可以用15~20公里/小时的速度对调查区域进行精细扫描,大大提高调查行进速度。

2.无人机从空中俯视的方式,具有大纵深、广视角的特点,排除了低视角的视觉阻挡问题;另一方面,利用热成像技术,探测的是红外热辐射而不再是可见光,可以使原本在林下隐藏的动物显现出来,只要动物的体温与环境温度有明显的温差即可被发现。发现动物后,研究人员可人工操作对动物种群进行长时间移动跟踪观察,这能有效提高种群数量统计的及时性、准确性。此外,无人机同步记录的航迹信息可及时确认种群的坐标,并配图提供客观证据。

3.无人机代替人力进行调查,能降低调查人员深入山地林区进行实地踏查的安全风险;热成像仪的非接触特性,也会降低调查工作本身对野生动物的干扰。

回顾将两项技术结合应用的探索之路,何刚说并非一路坦途。他回忆道,一开始,研究团队仅想到应用无人机技术,但测试结果很不理想。虽然无人机能实现空中俯视观察,但普通的可见光镜头依然无法穿过茂密的林冠,发现隐藏其中的动物。不过,无人机的机动性和克服地面障碍的能力,让研究团队看到了其应用的潜力。“后来,在参与陕西省秦岭珍稀濒危动物保育重点实验室进行的野生动物体温测量研究时,我们注意到了热成像技术,这瞬间打开了我们研究的新思路。”何刚说。

何刚分享,通过一系列实验测试,研究团队逐步完成了多种地形、生境、海拔条件下,无人机和热成像技术的适用性测试。通过不断总结测试结果,优化无人机的飞行方案和热成像仪的拍摄方案,研究团队基本解决了热成像仪分辨率、飞行高度等参数适配,飞行高度和速度与调查区域的面积计算,其他热源对动物调查的干扰,山地林区安全起降、回收无人机,无人机的遥控传输阻挡、通讯信号衰减,山谷横风严重威胁无人机安全飞行等各类问题。

“无人机和热成像技术结合可能是目前在山地林区条件下开展野生动物调查最好的技术选择之一,该技术在其他草原、荒漠、水域等环境,理论上也会有很好的适用性。”何刚表示,受热成像分辨率、无人机观测距离等技术因素的限制,目前在大型哺乳动物(例如金丝猴、大熊猫、羚牛等)调查中应用此项技术效果更好。

本文来自科普中国编辑发布

浅谈分析红外热像仪的优点取舍

红外热像仪的优点

1、红外热成像技术是一种被动式的非接触的检测与识别,隐蔽性好。

由于红外热成像技术是一种对目标的被动式的非接触的检测与识别,

2、红外热成像技术不受电磁干扰,

由于红外热成像技术利用的是热红外线,因而不受电磁干扰。

3、红外热成像技术能做到24h全天候监控。

红外辐射是自然界中存在广泛的辐射,而大气、烟云等可吸收可见光和近红外线,但是对3~5μm和8~14μm的红外线却是透明的,这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。

因此,利用这两个窗口,可以在完全无光的夜晚,或是在雨、雪等烟云密布的恶劣环境,能够清晰地观察到所需监控的目标。正是由于这个特点,红外热成像技术能做到24h全天候监控。

4、红外热成像技术的探测能力强,作用距离远。

利用红外热成像技术进行探测的能力强,实施观察,其作用距离远。

5、红外热成像技术可采用多种显示方式,把人类的感官由五种增加到六种。

只有当物体的温度达1000℃以上时,才能够发出可见光被人眼看见。而所有温度在零度(-273℃)以上的物体,都会不停地发出热红外线。如一个正常的人所发出的热红外线能量,大约为100W。

这些都是人眼看不见的,但物体的热辐射能量的大小,直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用红外热成像技术对物体进行无接触温度测量和热状态分析,并可采用多种显示方式显示出来。

如对视频信号进行假彩色处理,便可由不同颜色显示不同温度的热图像;若反视频信号进行模数转换处理,即可用数字显示物体各点的温度值等,从而看清人眼原来看不见的东西。所以可以说,红外热成像技术把人类的感官由五种增加到六种。

6、红外热成像技术能直观地显示物体表面的温度场,不受强光影响,应用广泛。

红外测温仪只能显示物体表面某一小区域或某一点的温度值,而红外热像仪则可以同时测量物体表面各点温度的高低,直观地显示物体表面的温度场,并以图像形式显示出来。

由于红外热像仪是探测目标物体的红外热辐射能量的大小,从而不像微光像增强仪那样处于强光环境中时会出现光晕或关闭,因此不受强光影响。

红外热成像技术还可广泛应用于工业、农业、消防、考古、交通、地质、公安侦察等民用领域。并且,还可将这种技术大量地应用到安防监控领域中,以方便实现智能安防监控。

红外热成像技术的应用范围

安全防范领域

在安全防范领域,结合AI智能人车区分技术,目前红外热成像不再是过去传统的只是夜晚查看使用,现在可以全天候自动识别人车报警,有效减少误报漏报。如结合船只识别检测算法,可有效发现违法采沙、违法捕鱼的船只,也可以对养殖海域布防,及时发现偷盗行为,无需人员长时间盯着电脑屏幕查看,系统自动识别报警。

非接触式测温领域

在测温应用领域,测温误差从工业测温±2摄氏度,到生物测温±1摄氏度,再到人体测温±0.3摄氏度不断发展进步。

在工业设备测温方面,传统以使用手摸、目测以及耳听的方式进行,又以目测法用的最多。但是该种巡视方式局限性较大,很难发现发展性的缺陷,尤其是一些发热的设备,必须要等到设备的运行达到一定的时间才能够发现缺陷,也就给巡视工作带来了一些难度。使用红外热成像产品可以进行非接触式的实时测量,第一时间发现缺陷,同时也降低了人力成本。

在生物测温方面,热成像可以对猪体检测测温,可及时发现猪瘟疫及是否受伤等情况,实现科学养殖。

防火领域

在防火应用领域,特别是林草方面,红外热成像及早发现火情并预警,结合平台可实现着火点位置的定位,误差精确到50米以内,为林火“打早、打小、打了”提供了有力数据,及时将火灾消灭在萌芽状态。

环保领域

在环保领域,热成像改变了秸秆焚烧监测工作发现火情的模式,由过去人工巡逻变为设备自动巡检,从而大幅提高了管控处置的效率,并起到了强化警示作用,焚烧秸秆的事件发生率大幅下降,有效地保护了大气环境。

公共场所禁烟领域

在公共场所禁烟领域,由于传统人工巡检时效性低,而且非视频手段,难以取证,有时人或同事之间碍于情面,不会劝阻或举报,面临着执行困难的问题。通过热成像摄像机的应用,可以7×24小时检测报警,减少人工投入,双光谱热成像产品自带可见光视频,实时取证支持声光报警,及时劝阻。在加油站,还可以在红外热成像摄像机中集成打电话检测功能,声光警戒及时劝阻打电话、吸烟行为,进行温度异常检测,利于加油站工作人员及时发现排除隐患。

厨房火灾监控领域

在厨房火灾监控领域,传统烟感可能不太适用,红外热成像摄像机火情检测算法结合人型算法,当发现火情并且一定时间检测不到人员时发出告警,防止人员长时间离开造成火灾的发生,目前此类产品已经在全国多家盒马鲜生店陆续使用。

机器人领域

红外热成像摄像机搭配机器人也陆续得到了大量使用,在电力方面机器人自行测温巡检。在消防领域热成像搭配机器人实现高温火点精准定位,为灭火提供依据。在大型会议、活动等安保领域,可发现隐藏在草丛中隐匿人员等。

红外热成像检测诊断技术在节能减排领域的应用

随着国民经济的不断发展,节能减排越来越受到人们的关注和重视,新技术、新设备不断在这一领域得到推广。红外热成像检测诊断技术作为一项极其成熟的非接触式成像测温诊断技术也越来越受到人们的重视。

红外热成像检测技术是一种非接触式无损检测技术,它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身,目前使用的红外热成像技术可以实现对零下20℃至2000℃的温度测量,这样的温度量程正好适用于电气设备的预防性缺陷诊断状态检修及节能减排应用中。

在工业生产中,许多设备常处在高温、高压和高速的运转状态中,红外热像仪在工业上的应用主要是进行预防性诊断、检测维护。利用红外热像仪的温度传感、显示特性,运维人员能根据红外热像仪显示出来的物体的温度差异及温度分布情况,识别、判断设备的工作状态,从而及早采取相应的预防措施,及早排除故障隐患,避免事故的发生。

红外热像仪在节能减排领域的主要应用如下:

1. 检测排除电力设备故障缺陷、降低能量损耗

在电力行业,很早就将热像仪运用于设备的安全检修上,通过其对电气设备和线路的热缺陷进行探测,能及早发现排除潜在的故障隐患点,消除故障缺陷,降低能耗达到节能减排之目标。

2. 锅炉与管道节热

热力管道一直直接裸露在空气中,由于外力作用或者雨水侵蚀会导致管壁变薄、管道隔热层出现损坏,管壁变薄部位或隔热层部分损坏部位由于热量外泄导致表面温度会比正常部位温度偏高,运用红外热像仪能整体识别、根据表面的温度差异进行定位从而可以检测出故障。

对于带隔热内衬的高温设备(例如锅炉) ,其衬里的完好与否,不仅会影响到设备的正常运行,而且有时还会引起灾难性的事故。因为内衬的损伤使得设备壁温上升,有可能会超出安全使用范围,从而引起设备的损坏 。利用红外热像仪检测技术对整个设备外壁进行温度测试,可以有效地检测出各种内衬故障。例如:内衬减薄、裂纹、鼓泡、夹层串气、空洞和脱落。

3. 提高动力设备的传动效率

运行检修人员使用红外热像仪能对传动系统,电机轴承,水泵,水泵轴承,传送带等传动装置的运行状态进行检测,及早发现温度过热点,有针对性地采取降温措施更好地减少摩擦,降低能量损耗,提高动力设备的传动效率,延长设备的使用寿命,从而达到降低能量损耗达到节能减排的目的。

目前红外热像仪在军事领域和民用领域均有广泛的应用。随着红外热成像技术的不断完善成熟以及各种低成本适于民用的红外热像仪的问世,它在国民经济各部门发挥的作用也将越来越大。

热成像设备重要参数

热红外探测器分辨率

热红外探测器作为热像仪核心部件其分辨率越高越好,就像手机摄像头一样,热红外探测器物理分辨率往往是热像仪档次的首要标志。热红外探测器分辨率直接关系到最终热像图的有效分辨率和成像效果,在同样的光学系统中热红外探测器分辨率越高成像分辨率也越高,目标可分辨度也越高。限于技术目前热红外探测器分辨率比可见光的普通摄像头CCD/CMOS动则几百万像素甚至上千万像素要低得多,在民用领域640×480的热红外探测器分辨率就算是高端器件了,一部具有640×480红外分辨率的国际大牌热像仪价格基本都在20万以上,目前主流中档产品大多采用320×240、384×288级别的热红外探测器。在入门级的产品中则更多采用60×60、80×60、80×80、120×120、160×120级别的热红外探测器。别小看了这些看似分辨率不高的热红外探测器如果用于近距离观测,例如电子行业的电路板探查和家庭管线检查还是非常实用的,最主要是其价格低廉,令大众用户容易接受。如FLUKE最新款279FC具有热成像功能的万用表采用的热红外探测器分辨率为80×60,实际使用中成像效果不错,价格也不到10000元人民币。

NETD热灵敏度

专业名称为噪声等效温差也称为温度分辨率。热像仪对测试图样进行观测,当系统的基准电子滤波器输出的信号电压峰值与器件固有噪声电压的均方根之比为1时,黑体目标与黑体背景的温差称为噪声等效温差。理论上NETD越小成像画质会越好。制冷型的红外探测器NETD可做到小于30mK,中高档的非制冷型的红外探测器NETD可做到小于50mK,主流入门级低价位非制冷型的红外探测器NETD大多在100~150mK水平。这里的mK单位是温度单位千分之一“开尔文”,50mK相当于0.05℃。

随着科技的发展热成像算法和信号处理的不断改进,逐渐弥补了非制冷型的红外探测器NETD不及制冷型的红外探测器的短板,目前民用市场主流的非制冷型红外探测器热像仪成像质量都非常不错,一般日常商业应用小于150mK的红外探测器性能胜任工作,对于一些特殊的领域如建筑和化工则推荐使用NETD性能更好一些的产品。

红外热像仪是工业生产中重要探测工具

红外热像仪是集红外和可见光于一体的测温设备,红外热像仪可以在人流量大的区域,快速鉴别人流中的高温人员,然后根据发烧者的人脸信息,通过知AI算法技术,辅助各类公共场所的工作人员快速筛查体温异常者,避免手工筛查造成的人员拥挤和聚集,也可避免工作人员一对一近距离接触式测温工作,形成交叉感染的风险。

红外技术是研究红外辐射的产生、传递、转换、探测并实现在实际工作中应用的一门科学技术.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.红外热成像的技术原理是通过光电转换器件,将物体辐射的不可见的红外光转换为可见的图像,并可以通过对特定测温目标的数据采集和处理,实现对被检测目标表面热状态分布情况的直接显示和测量。

红外热像仪的工业应用有以下:

电力:燃煤发电厂、燃气供热电厂、水电站、核电站、地区供热管网、大型电力变压器的温度保护和信号传送等。

冶金:铝厂、铜厂、钢厂等。

石化:采油、输油管路、石化厂、炼油厂。

一般工业:冷冻机厂、空调厂、冰箱厂、啤酒厂、制药厂、汽车厂。

温度元件制造厂:铂电阻、热电偶及补偿导线电缆、温度开关、温度传感器制造厂。

太阳能光伏:太阳能热斑会严重的破坏太阳电池组件或系统,需要对太阳电池组件进行热斑检测,使相对发热均匀的电池片进行组合或维护,以避免组件所产生的能量被热斑的组件所消耗,同时避免由于热斑可能给太阳能组件或系统的寿命带来的威胁。使用红外热像仪可以简便快捷检测出组件热斑。

红外热像仪一直在工业生产中有着广泛的应用,尤其是莱科斯红外热像仪,使得热成像图像更清晰、测温使用更高效、制造质量更可靠、使用智能更先进、产品设计更稳定。今天小编带大家看一下为什么工业生产中要用红外热像仪。

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