红外热像仪的原理

Committingtothefuture1/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2基础–红外（热像仪）红外基础原理Committingtothefuture2/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2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。基础–红外什么是红外热像仪Committingtothefuture3/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2•••基础–红外可见光谱段：380nm~780nm电磁光谱红外光谱段：780nm~1mm近红外：780nm~3μm中红外：3μm~5μm远红外：5μm~1mmCommittingtothefuture4/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2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基础–红外图像分析Committingtothefuture5/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2热像仪呈现了一幅来自物体表面的辐射能量热图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基础–红外了解被测物体Committingtothefuture6/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2红外测量基础理论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Committingtothefuture7/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2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Committingtothefuture8/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2红外测量基础理论热传递的形式–热传导T2T1AqLq=A·k·T2–T1/Lq: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Committingtothefuture9/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2红外测量基础理论热传递的形式–热传导请解释一下这张热图的检测原理Committingtothefuture10/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2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。Committingtothefuture11/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2红外测量基础理论热传递的形式–热对流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！！！有风：冷动效果无风：Committingtothefuture12/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2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。Committingtothefuture13/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2红外测量基础理论热传递的形式–热辐射热辐射：指对外辐射热能的能力Committingtothefuture14/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2基础–红外（热像仪）红外热像仪的参数介绍Committingtothefuture15/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2红外测量基础理论基础知识1、分辨率：Resolution2、测量精度:Accuracy3、探测器:Detector4、光学部件:Optics5、电子部件:Electronics6、显示器:Display7、电池:Batteries8、操作特性:OperationFeaturesCommittingtothefuture16/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2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Committingtothefuture17/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2⇒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。热分辨率–热灵敏度（NETD）红外测量基础理论Committingtothefuture18/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2⇒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？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)空间分辨率–图像分辨率红外测量基础理论Committingtothefuture19/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2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32°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及距离德图视场角:32°*23°/9°*7°水平视场垂直视场红外测量基础理论Committingtothefuture20/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2⇒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160Pixel120Pixel1,3mrad1m1,3mm空间分辨率(IFOV)–也称为瞬时视场角德图IFOV:3.3mrad/1.0mrad红外测量基础理论瞬时视场与图像清晰度相关,决定了测量的距离选择仪器时一定要确认给客户推荐适合使用的设备Committingtothefuture21/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2⇒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.测量分辨率(MFOV)红外测量基础理论Committingtothefuture22/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2红外测量基础理论基础知识–测量精度测量精度是指仪器的温度读数和标准黑体相比较的差值.一般来说有两种表示方法：1、绝对值-如:±2℃2、百分比-如:满量程的±2%Committingtothefuture23/21testoAG,ProductGroupInfraredMeasurement-SabineHinkel-SalesTrainingThermography:Session1-confidentiality2红外测量基础理论基础知识–探测器探测器是热像仪的心脏,其质量对于用户非常关键•探测器的类型一般商用的的红外热像仪都用FPA探测器(焦平面阵列探测器)•探测器尺寸–直接决定了拍摄的清晰度320×240=76,800点16