红外热像仪

红外热成像技术的应用与发展

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    红外热成像技术

    红外线是一种电磁波,具有与无线电波和可见光一样的本质。红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃。利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像,并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术,这种电子装置称为红外热像仪。

    热像仪在军事和民用方面都有广泛的应用。随着热成像技术的成熟以及各种低成本适于民用的热像仪的问世,它在国民经济各部门发挥的作用也越来越大。在工业生产中,许多设备常用于高温、高压和高速运转状态,应用红外热成像仪对这些设备进行检测和监控,既能保证设备的安全运转,又能发现异常情况以便及时排除隐患。同时,利用热像仪还可以进行工业产品质量控制和管理。

    此外,红外热像仪在医疗、治安、消防、考古、交通、农业和地质等许多领域均有重要的应用。如建筑物漏热查寻、森林探火、火源寻找、海上救护、矿石断裂判别、导弹发动机检查、公安侦察以及各种材料及制品的无损检查等。以下分别介绍热像仪在各行各业的实际应用情况。

    红外热成像技术在国民经济个领域中的应用

    1、热成像技术在工业上的应用

    热成像技术实际上是作为一种高级测温技术应用于工业中的,这种设备我们成为热像仪。过去的红外测温仪大都是点测温仪,点测温仪与热像仪比较,虽具有成本低、携带方便、传感器不需制冷等优点,但它有如下缺点:(1)只能测量一个点(小区)的温度,不能测量表面的温度分布,不能提供图像,故难以证实仪器是否对准了被测点;(2)使用距离常常受仪器视场的限制;(3)目标的反常(不规则)反射难以同目标的真实温度变化区分开;(4)对环境温度起伏敏感。所以,在远距离快速测量目标表面温度分布和记录热像的工程应用中必须使用热像仪。

    以前工业上使用的热像仪多用低温制冷的单元探测器的光机扫描系统,但这种系统成本高,结构复杂,使用不便。近年来,随着像增强和图像处理系统中采用数字电路的情况日愈增多,热释电摄像管系统和热电制冷探测器线列以及两维焦平面探测器列阵系统已成为民用热像仪的主要发展类型。

    热像仪在工业上的应用主要是检测工业设备、监查运行故障及控制产品质量。检测人员利用热像仪显示被查目标的热像和提供表面热分布的信息,找出即将发生和已发生的故障及其位置,以便及时采取措施予以消除。

    在石化工业中的应用

    石油化工生产中的许多重要设备是在高温高压状况下工作的,潜伏着一些易燃、易爆危险,要求对生产过程进行严格的在线监测,及时消除隐患。使用热像仪能检测产品传送和管道、耐火及绝热材料、各种反应炉的腐蚀、破裂、减薄、堵塞以及泄漏等有关信息,可快速而准确地得到设备和材料表面二维温度分布。炼油厂用热像仪检测催化裂化装置、反应堆尾气设备和熔炉、安全阀与凝气阀的泄漏、地下管道的漏失等,能早期迅速准确地找出热漏点。对炉身、燃气和排尘管道、反应堆槽以及转移线路中耐火材料的损耗、裂缝和磨损等情况进行检查,对防止事故发生和减少能耗十分有效。

    在电力工业中的应用

    在电力系统中,电气事故大都不是一下子发生的,其间有一个变化过程。由于电气元部件逐渐出现松动、破裂、锈蚀等造成接触电阻增加,致使电气元部件温度升高,出现热异常现象。采用热像仪直接观察和测量就可发现这些异常现象,掌握潜存故障的位置和严重程度,根据需要,安排维修,消除隐患,所以热像仪是发电厂、输变电网以及用电工厂的一种有效检测仪器。

    热像仪在电力系统中的主要检测目标是发电机组装置、输电线路接头、绝缘部件、变电所设备、变压器绕组及油冷系统、高压线路的保险丝电路、闸刀开关、断路开关、转换开关和终端装置、电路分配调度中心、控制台及照明配电盘等。特别是,定期用机载或车载热像仪检测输变电网,能早期发现隐患或迅速诊断出事地点,可大大减少经济损失。