红外热成像检测技术在工程领域中的应用

　　红外热像仪是基于红外热辐射原理研制的红外检测设备。随着科技的发展，为满足工业使用的要求，美、德、法、日等国家也在不断地更新红外热像仪产品。在工业领域内，国际、国内市场对红外热成像检测设备的需求也在不断增长，如图1、2 所示。[1]

　　1 红外热像仪

　　1.1 红外热像仪工作原理

　　红外热像仪是利用红外探测器接收被测物体发出的红外线，通过其光学成像系统反映到探测元件上，进行光电转换、信号放大、数字化处理及多媒体图像处理，在终端显示设备上显示出被测物体的温度场，即红外热图像，原理图如图3 所示。

　　1.2 红外热像仪参数设置

　　在使用过程中，为保证红外热像仪测量的准确性，需要合理设置测量参数，如测量温度范围、焦距的调整、湿度系数、辐射系数、拍摄范围、响应时间、温度补偿及环境噪声补偿等。合适的温度测量范围能够保证温度检测的分辨率;湿度系数、温度补偿、环境噪声补偿功能能够降低外界因素的影响，提高对红外热辐射能量的吸收。本文以日本NEC 公司G120 型红外热像仪为例，介绍红外热像仪的技术参数，如表1 所示。

　　2 红外热像仪的工程应用

　　红外热成像检测技术是一种非接触式，视域面积较大的无损检测技术，不仅能在白天拍摄也可以在黑夜中进行探测，因此应用的领域越来越广泛，如电力系统、土木建筑、石油化工、冶金系统、生产制造业、机电系统、电子产品的检测及医疗卫生检测等。

　　2.1 在电力系统中的应用

　　红外热成像检测技术在电力系统中的应用已较为成熟，1980 年至1983 年的4 年中，我国利用国产的热像仪对华北电力网内的20 座发电厂、8 座变电站和24 条高压线的10 000 多个插头进行了过热检查，发现不正常发热点500 多处，严重过热100处，由于处理及时，未发生火灾事故。

　　红外热像仪可以安全、快速地检测出过载、过热等隐患，预防潜在的电弧、短路、烧毁及起火等危险，减少设备的突发事故，不直接接触输电设备及线路，大大降低检测危险。图4~ 图7 为电力系统相关检测图。

　　2.2 在汽车行业中的应用

　　红外热成像技术可以快速、准确地诊断出汽车设计结构方面的相关缺陷。如，发动机结构中的微小裂纹等可以温度的形式反映出来;汽车制动系统的诊断是通过红外热像仪对汽车的前后轮进行温度检测，若两个前轮或者后轮的检测温度存在差别，可以判断为汽车制动系统的油路不通畅或其他原因;汽车排气管的检测温度过高，超出规定值，可以判断为燃料的不充分燃烧造成，也间接说明发动机工作状况不理想，若检测温度分布不均匀，则说明排气管结构缺陷，设计不合理。另外，汽车底盘的轴承系统、电气设备、车身的舒适性等也可以采用热像仪进行相应的检测和诊断。图8~ 图10 为汽车行业相关检测图。