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2014-2015 第一学期 光电成像技术 ——红外热成像技术的发展及其应用 院系 电子工程学院光电子技术系 班级 　光信1104　　　　　　　　　 　　 姓名　　王凯　　　　　　　　　 　　 学号 　　　　　　　　 　 班内序号　　　14　　 　　　　　　 考核成绩　　　　　　 红外热成像技术的发展及其应用 用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、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设备，我们称为红外热成像仪。引言 二、红外热成像 我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、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设备，我们称为红外热成像仪红外热成像仪大致分为致冷型和非致冷型两大类。 　　目前，世界上最先进的红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪），其温度灵敏度可达0.03℃。 （1）红外热像仪的标定 前面曾提到过史蒂芬-波兹曼定律，它给出了黑体的辐射能量与其温度的关系，即： W=ε*σ*T4 式中σ=5.67×10-8w/m2.k4， T为绝对温度， 单位为K。 红外热像仪的标定正是基于这一理论基础,在设定的环境条件下,用一定数量已知温度的黑体进行标定。 多个黑体放置成半圆形，热像仪放在中心能转动的台子上，并与标定系统的自动控制中心相连 。红外热像仪依次对准各黑体，每个黑体都会在热像仪中产生一个辐射信号，标定系统将此信号与其温度对应起来。将每对信号与温度对应起来，并将各点拟合成一条曲线，这就是标定曲线，此曲线将被存在热像仪的内存里，用来对应物体辐射与温度的关系，所以如果热像仪的探测器接收到物体的辐射信号，此标定曲线将会把信号转换成对应的温度。 三、红外热成像仪的应用 　　下面是需要采用红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）进行检查的部分设施： 　　电气装置：可发现接头松动或接触不良，不平衡负荷，过载，过热等隐患。这些隐患可能造成的潜在影响是产生电弧、短路、烧毁、起火。 　　变压器：可以发现的隐患有接头松动，套管过热，接触不良（抽头变换器），过载，三相负载不平衡，冷却管堵塞不畅。其影响为产生电弧、短路、烧毁、起火。 　　电动机、发电机：可以发现的隐患是轴承温度过高，不平衡负载，绕组短路或开路，碳刷、滑环和集流环发热，过载过热，冷却管路堵塞。其影响为有问题的轴承可以引起铁芯或绕组线圈的损坏；有毛病的碳刷可以损坏滑环和集流环，进而损坏绕组线圈。还可能引起驱动目标的损坏。 　　4电气设备维修检查，屋顶查漏，节能检测，环保检查，安全防盗，森林防火，无损探伤，质量控制，医疗检查等等也很有效益。 　　诊断人体疾病，运用经络学,在人脑的研究工作及在研究疾病治疗方法中的应用;特别是在诊断哮喘病,痹症,腰椎间盘突出症,运动病,恶性肿瘤等病症具有无放射性,一次多脏器全身扫描的非接触测量的优点.是综合确诊人体某种疾病的一种有用手段。 　　建筑物外墙的监测。通过表面温度可以为我们提供有关楼宇结构、管道系统、供暖通风及空调系统以及电气系统的许多信息。在透过红外镜头观察时，平日肉眼看不到的问题会突现眼前。使用红外热像仪，可以检测到空气泄漏、水分积累、管道堵塞、墙壁后面的结构特征以及过热的电气线路等，并对数据进行可视化记录归档。通过用这种工具对表面进行扫描，您可以快速发现通常代表潜在问题的温度变化，并以详细的图形报告的形式对数据进行记录。 红外热成像仪在自然环境方面的应用。监控自然环境，如山体滑坡、火山爆发。红外热成像技术的优缺点 、红外热成像技术的优点红外热成像技术是一种被动式的非接触的检测与识别，隐蔽性好 红外热成像技术不受电磁干扰，能远距离精确跟踪热目标，精确制导 (3)红外热成像技术能真正做到24h全天候监控）红外热成像技术的探测能力强，作用距离远 (5)红外热成像技术可采用多种显示方式，把人类的感官由五种增加到六种 (6)红外热成像技术能直观地显示物体表面的温度场，不受强光影响，应用广泛 2、红外热成像技术的缺点 图像对比度低，分辨细节能力较差 不能透过透明的障碍物看清目标，如窗户玻璃。 成本高、价格贵