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红外线热成像仪原理及应用

发布时间:2023-06-08 21:58:43 人气:

当我们谈到红外线热成像仪时,你会想到什么?恐怖片里的那种仪器吗?实际上,红外线热成像仪是一种用于测量物体表面温度的工具。它通过接收物体辐射的红外线能量,将其转化为图像,并通过分析这些图像来得出物体的温度分布。下面,我们将详细介绍红外线热成像仪的原理。

1、红外线热成像仪的基本构造

红外线热成像仪由红外探测器、光学透镜和图像处理电路组成。红外探测器是整个仪器的核心部分,它能够将物体发出的红外辐射能量转化为电信号,再经过图像处理电路处理后形成图像,显示在显示器上。而光学透镜则起到收集物体红外辐射能量的作用,它将物体发出的红外辐射能量透过透镜聚焦到红外探测器上。

2、红外辐射的基本原理

红外线热成像仪原理

红外辐射是指物体在温度高于绝对零度(-273.15℃)时所辐射出来的电磁波。所有物体都可以发生红外辐射,只要它表面的温度高于绝对零度。辐射出来的红外辐射能量与物体的表面温度成正比。

红外辐射具有穿透、反射、吸收特性。有一些材料,如玻璃、水晶、金属等,对红外辐射几乎完全不产生反射和吸收现象,因而红外辐射能穿透这些材料。相反,某些表面处理过的材料(如漆面、塑料等)和暗色物体对红外辐射波长区域几乎是宽带吸收的,因而比较适合红外热成像测量,而金属表面则因为吸收微弱表面辐射能而影响红外热成像测量。

3、红外探测器的工作原理

红外探测器可分为非制冷型探测器和制冷型探测器。非制冷型探测器通常使用硫化铅探测器、热电偶和热释电型探测器等,这些探测器没有内置制冷装置,因而不适合进行长时间稳定的测量。制冷型探测器则是通过内置的制冷装置压缩冷却正在工作的红外探测器,以保证其精度和稳定性。

在红外探测器中,当红外辐射能量照射到上面时,它会使得探测器受热,进而改变探测器表面的电阻、电容和电压等。利用这种测量电阻、电容、电压等参数的变化量,可以计算出照射到探测器上的红外辐射能量。

4、红外线热成像仪的应用领域

随着科技的发展,红外线热成像仪的应用范围也越来越广泛,如建筑物维护、自然灾害检测、电力设备检测等。例如,在建筑物维护方面,红外线热成像仪可以帮助检测建筑物外表面的温度变化,及时发现隐蔽的问题并进行修复。在自然灾害检测方面,例如地震后的建筑灾损检测,使用红外线热成像仪可以快速发现建筑物内部结构的温度变化,找到损坏点位并进行检修。

5、红外线热成像仪的局限性

虽然红外线热成像仪具有检测效果好、可靠性高的优点,但它也有一定的局限性,例如不能检测金属表面的温度变化、不能很好地穿透某些材料等。同时,由于红外线热成像仪需要受到环境温度变化的影响,因此在应用过程中需要进行校准,以提高检测精度。

总之,红外线热成像仪作为一种先进的物体表面温度测试和检测工具,已经广泛应用于科学、技术、医学、冶金、物探等领域,并取得了显著的成就。

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