红外热像仪

热成像技术应用与市场需求

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    现就温度参数而言,从通过人体对热量的感受,一直到如今广泛使用的双金属温度计、热电偶或热电阻等,均系接触式测量方式。只有光学高温计和红外测温仪的广泛使用,才进入无接触无损伤的测量方式。但是,所有这些测量方法,均只能反应出某点的温度,而物体的温度是个分布参数场。如今红外线成像技术的迅速发展,逐步解决了这一难题。它能由"点"及"面"地进行实时的无接触的测量,并取得较好的效果。把人类的视觉和感觉的认知,以热像图的形式进行显示和远传,提供了完整的温度分布信息。

    1 红外热成像测温的基本原理

    任何物体在任何情况下,只要它的温度高于绝对零度(约零下273℃)都在不断的发射出电磁波。只不过人的眼睛对这些波长热辐射不敏感而无法"看到"它,只有依靠热像仪才能"看到"这些热辐射,并实现成像测温。 红外热像仪所看到的图像不是彩色的,因为热像仪所探测到的辐射已经不在可分辨不同颜色的可见光范围之内,它只是将物体发射出的强度不同的红外辐射转换成明暗不同的电视信号显示在屏幕上,看上去很像是黑白电视的图像。在测量温度的工业用热像仪和测量人体的医用热像仪中,为了在温度测量时更加直观,一般都采用了伪彩色的处理方法,使原来黑白色的热图像转换成为不同颜色的热图像,表示出物体各部分的温度不同,所发射出来的红外辐射的强度不同而已,经过测温标定后便可得出物体的各部分温度。

    红外热像仪是一种用来探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、电信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的高科技产品。

    红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏感元上;红外热像仪由探测器将红外辐射能转换成电信号,经放大处理、转换成标准视频信号,通过电视屏或监测器显示红外热像图。

    任何有温度的物体都会发出红外线,红外热像仪就是接收物体发出的红外线,通过有颜色的图片来显示温度分布,根据温度的微小差异来找出设备温度的异常点,从而起到显示温度与设巷维护的作用。 红外热像仪是测量整个"面" 的温度,而红外线测温仪仅仅是测量到一个"点"的温度。红外热像仪有固定式和便携式两种,还可以配备望远镜头、显微镜头、鱼眼镜头等来满足各种测量环境的需要。 一台红外热成像仪,具有上万个探测器(点)。一般常有多种分辨率可供选用例如160Х120分辨率是80mk;380Х288分辨率是50mK和640Х480分辨率是60mK 。

    2 热成像技术市场需求

    红外热像仪的发展始于美国,最开始应用于军事领域,产品以制冷型热像仪为主,对探测器的性能要求很高,价格很昂贵。应用于夜视侦查、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域;在现代战争条件下,红外热像仪已在卫星、导弹、飞机等军事武器上获得了广泛的应用。

    目前红外热像仪在民用领域中也逐步得到了的应用,而且正展现出更为广阔的市场需求。红外热像仪可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程监控、自动测试、减灾防灾等诸多方面。

    红外热像仪是一个发展前景非常广阔的新兴高科技产业。同时,随着非制冷红外热成像技术的发展,尤其是随着产业化过程中生产成本的大幅度降低,红外热像仪已在电力、消防、工业、医疗、安防等国民经济的各个部门得到了非常广泛的推广应用。

    中国红外热像仪的发展空间巨大,军队现代化建设需要大量的红外热像仪 ,从长期来看,民用领域的潜在市场需求更大。红外热像仪在民用领域内进行预防检测,是一种新型的工业设备热故障查寻的安全检测的设备。我国红外热像仪在这些行业的应用还处于起步阶段,故发展空间巨大。

    近几年来,红外热像仪生产企业通过人才引进、技术攻关和加大投入,在红外热像仪核心零部件(如探测器)的开发以及红外热像仪新产品的研发方面获得重大的突破,使得我国红外热像仪的研究开发制造的能力得到了很大的提高。目前红外热像市场实际年需求与潜在需求还存在着较大的差异,造成这种差异的主要原因是:其一,红外热像仪中的核心部件——探测器的成品率不高,从而造成探测器乃至红外热像仪的成本和售价居高不下,影响了红外热像仪潜在需求市场的应用开发;其二,目前,红外热像仪在民用领域中、应用范围涉及电力、冶金、石化、建筑、医疗、安防、监控、车载辅助、煤矿、过程控制及研究等国民生产乃至学术研究各领域。它的应用推广和技术人员培训还需要一个过程和时间,来让最终用户理解红外热像仪的使用能带来直接的经济效果。

    3 红外热像仪的应用

    采用红外热像技术应用于石化行业是对主要设备的定期检测及故障诊断。这主要是基于红外辐射测温的原理,依靠红外热像仪可以快速方便地获得被测设备热像图像的特点,对石化带热的设备进行定期检测,根据被测物体各部位的温度差异,以及设备同一部位在不同时期的温度差异,再结合设备结构的状况和工艺过程的特点,来诊断设备的运行状况,有无故障。如发现故障,再进一步分析诊断故障发生部位、损伤程度及引起故障的可能原因等,从而为保证设备的安全、长期稳定运行和合理经济地进行设备维修等提供科学依据。

    红外热像仪在石化行业检测方面具有广阔的应用前景,由于它所具有独特的优点,能补充传统检测手段的不足。我们可以根据红外热像仪具有非接触无损伤的特点,方便地查看管道的保温隔热层有无损坏、是否有泄漏;可以很直观、很简便、非常安全地发现管道连接处是否有外泄漏或阀门等内漏发生;利用它可以对锅炉或热交换器等设备进行热损失评估等。

    如何阅读和分析热像图是需要经验和专业知识,和阅读医疗中的X光影像和CT影像的胶片一样,医生个人的阅历和经验至关重要,若忽视某些细微的差别,会得到不同的病灶判断,甚至会影响到整个医疗方案的制定与实施。因此,热像仪制造企业应通过热像仪应用培训和经验交流会等多种形式,来培养各行业的红外热像仪应用工程师是推广应用的首要任务之一。

    4 红外热像仪的美丽明天

    未来十年,预计是热成像技术迅猛发展的十年,它将以排山倒海之势进入人们生活的各个领域。热成像测温技术与智能网络技术结合的新一代监控系统,将在多个领域中、全方位的普及应用。其深度和广度我们已经可以看到它的模样甚至可以触摸到它的棱角。 如同点温仪深入寻常百姓家,成为人们日常生活中须臾不可离开的热安全维护工具. 热像仪需求量将从现在的世界每年数万台上升至数十万、数百万乃至上千万。这就是红外界同仁梦寐以求的热成像应用技术"大普及"时代。

    面对令人兴奋不已,千载难逢的历史机遇即将到来的新浪潮,企业与用户都应累积制造和应用的经验,促使热像技术不断自主创新。逆水行舟不进则退,产品种类要齐全,储备技术要充足,企业规模发展规划要到位等。供需双方都充满了自信 ,但愿红外热像仪的明天更美丽。

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