手持式红外热像仪

手持式红外热像仪的原理       电磁波谱按波长不同，可划分为不同的波段：高频区：X-Ray，长波区：微波、无线电波，中间区：紫外线、可见光、红外波。红外波谱分布在微波和可见光之间，其波长约在0.75µm ~ 1000µm之间。        所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体，都会不停地发出热红外线。大气选择性吸收形成三个“大气透射窗口”：短波：2.1 ~2.5µm、中波：3 ~ 5µm、长波：8 ~ 14µm，室温物体的红外辐射集中在中波红外和长波红外波段。        红外热像仪利用光学成像镜头、红外探测器接受被测目标的红外辐射能量，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。这种热像图与物体表面的热分布场相对应，是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。        作为一种先进的热辐射检测设备，红外热像仪广泛应用于电力、建筑、森林防火、人体测温、工业过程等行业的热检测；同时还作为夜视及全天候监控类产品，广泛应用于军事、车载、消防、安防等行业。

手持式红外热像仪在电力系统中的应用 1. 输电线路       高压输电线路长期裸露在野外，线路容易老化，同时输电线路的连接处存在接触电阻，容易异常发热。这些异常的热缺陷，可以通过红外热像仪进行检测并诊断，及早排除隐患。  2. 变电场所       变电站里有变压器、互感器、隔离开关、空气断线器、油断路器、少油量断路器、避雷器、电容器、电抗器、变压器、总线、套管、整流器、绝缘子、线夹、阻波器等设备。油断路器等油浸高压设备有时会因为漏油而造成缺油或假油位。这种故障发生时，油面上下介质热物性参数差异较大，会在设备表面上产生明显温度差，通过热像仪即可拍摄到并提醒工作人员。变压器等变电设备有时会产生电压致热的故障，是安全隐患。工作人员可以用热像仪固定测某一设备并设置警报系统，或者手持热像仪检测设备，看有无异常发热的设备。  3. 配电场所       热像仪可用于检测配电盘、开关箱、断电器、接触器、保险丝、电缆等设备的运行情况。  4. 发电场所       发电厂的电动机、发电机可能发生轴承温度过高，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，冷却管路堵塞等故障。故障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。在这些故障发生时，热像仪亦可以进行自动报警或者人工手持检测。

红外热像仪的主要技术指标 1. 视场        视场是光学系统视场角的简称。它表示能够在光学系统像平面视场光阑内成像的空间范围，当目标位于以光轴为轴线，顶角为视场角的圆锥内的(任一点在一定距离内)时候可以被光学系统发现，即成像于光学系统像平面的视场光阑内。物体能在热像仪中成像的物空间的最大张角叫做视场。 2. 光谱响应             红外探测器对各个波长的入射辐射的响应称为光谱响应。一般热像仪的响应波长为8~14μm。 3. 空间分辨率             热像仪对目标空间形状的分辨能力。本行业中通常以mrad(毫弧度)的大小来表示。mrad的值越小，表明其分辨率越高。弧度值乘以半径约等于弦长，即目标的直径。如 1.3 mrad的分辨率意味着可以在100m的距离上分辨出13厘米的物体。 4. 温度分辨率         温度分辨率是指热红外热像仪能从背景中精确的分辨出目标辐射的最小温度。通常使用NETD （噪声等效温差）来表述该性能指标，NETD越小，温度灵敏度越高。 5. 帧频             帧频是热像仪每秒钟产生完整图象的画面数，单位为Hz。一般帧频为25Hz 。个别品牌可以达到50/60Hz，例如美国RNO。 6. 探测识别和辨认距离        探测距离是能将目标与背景及一些引起注意的目标清晰分别开来的最大临界；识别距离是将探测的目标能大致分出种类的距离，如是车辆还是舰船；辨认距离是在分别出种类的基础上的细分，如车辆是坦克还是汽车。 7. 显示记录方式           显示记录方式是指可支持显示设备及数据记录方式。我司在线式热像仪可使用PC端软件控制观测也可直接连接显示屏观看，并可保存图片、视频和温度数据。

手持式红外热像仪品牌        作为世界最先进的高科技产品，热像仪的知名品牌主要集中在美国。近年来，我国在热像仪领域也取得了巨大进步，但是在技术上相对美国还有一定差距，相信国内品牌再经过几年的发展，一定能够和美国品牌抗衡。        热像仪的品牌非常多，客户在选择时，有点无从下手，在选择热像仪时，建议选择大品牌的热像仪。       2012年4月，美国知名的Thermal infrared imager TIMES,发布了2011年全球热像仪品牌排名，美国RNO连续5年荣登销量榜首，其IR160 和PC160热像仪更是以40%的市场份额连续8年荣登单品销量冠军。在选择时，可以根据这个排名，进行参考选择。同时选择适合自己的型号。1. 美国RNO                RNO公司于1940年成立于美国芝加哥，是全球历史最为悠久的热像仪生产企业，在二战中，RNO热像仪曾广泛应用美国军方。经过70年的发展，RNO下设了美国RNO，美俄合资RNO。RNO是全球最为，其下属的RNO夜视仪，在3,4代高端夜视仪领域拥有极大的知名度。         70年来，RNO一直专门致力于热像技术的开发，RNO热像仪工厂分别设在美国、英国、日本和中国。RNO夜视仪则将工厂设立在俄罗斯。       目前RNO 在全球拥有近5000名雇员，其授权分遍布全球100多个国家。       美国RNO一直是全球热像仪技术的领导者。引领全球热像技术的发展。       RNO以生产中高端热像仪为主，2012年，美国RNO以高达50%的市场份额位居全球热像仪首位，其传奇产品PC-160以高达30%的市场份额连续5年位居全球热像仪销售宝座。这款售价不到5000美元的产品，以高达60HZ的帧频，-20-600度两温区选择，以及移动点移动区高温自动捕捉等功能，让其成为最具性价比产品，成为热像仪的一代神话。        其2013年新品IR160，售价不到4万元，分辨率160*120，其实5万元内，唯一可以4个点3个区域测温的机型。另外其也是唯一款可见光拍摄的热像仪。可见光拍摄，可以将热像图像和普通图像，重叠显示。这张大大扩大了热像仪的使用范围。 2. 美国FLIR                              FLIR Systems Inc, (NASDAQ: FLIR) 作为创新成像系统制造领域的领军企业，其产品范围涉及热像仪、航空摄像机和机械检测系统等。FLIR产品已在全球60余个国家内的工商业及政府领域中发挥了重要作用。50多年来，FLIR公司一直致力于为科研、工业、执法机关及军工领域提供热像仪和夜视仪设备，堪称商用热像仪领域中无可辩驳的领导者。FLIR 产品系列应用极为广泛，涵盖预防性维护、状态监控，无损测试、研发、医疗科学、温度测量、热测试、执法机关、监视、安保及生产过程控制等各个领域，能够为入门级或专家级用户提供最为全面的支持。FLIR在低端热像仪产品及具优势，其售价不到2000美金的I3，I5，虽然仅仅是入门级机型，但是深受不发达地区的低端客户青睐。2012年，FLIR凭借其I3的销量，以20%的市场份额，依然维持做其全球销量亚军的称号。3. 美国FLUKE       福禄克于1948年成立，是丹纳赫（Danaher）。福禄，总部设在美国华盛顿州的埃弗里德市，工厂分别设在美国、英国，荷兰和中国，其遍布欧洲、北美、南美、亚洲和澳大利亚。的授权分销商已遍布世界100多个国家，雇员约2400人。多年来，福禄克创造和发展了一个特定的技术市场——为各个工业领域提供用于测试和检测故障的优质电子仪器仪表产品，并把该市场提升到重要地位。每新建的一个工厂、 办公区、或设施，都可成为福禄克产品的潜在用户。从工业控制系统的安装调试到过程仪表的校验维护，从实验室精密测量到计算机网络的故障诊断，福禄克的产品帮助各行各业的业务高效运转并不断发展。无论是技术人员、工程师、科研、教学人员还是计算机网络维护人员，都通过使用福禄克的仪器仪表产品扩展了个人能力，并出色地完成了工作。正是他们，给予了福禄克最大的信任和最好的口碑，使得福禄克品牌在便携、坚固、安全、易用、和严谨的质量标准方面得到高度的美誉，成为所涉及的领域中的领导者。    作为美国第三大热像仪品牌，FLUKE 在2012年以将近15%的市场份额，位居季军。4. 德国InfraTec                               德国英福泰克(InfraTec)公司ImageIR系列高端红外成像系统基于最先进的光子型焦平面探测器和数字读出电路技术，具有帧频高、灵敏度高、测量精度高、解析度高等特性。         根据用户的需求，以模块化概念进行设计的ImageIR系列红外成像系统有超过10款不同型号的产品，可帮助用户实现包括光谱测量等应用在内的特殊需求，可广泛应用于科学研究、工业研发、过程控制、非破坏性测试、多谱段红外特征分析等领域。       凭借德国品牌的影响力，INFRATEC品牌，在2011年全球热像仪领域，位居第四。 5. 日本NEC                             NEC(日本电气株式会社)成立于1899年，总部位于日本东京，是全球500强企业之一。NEC主要从事IT服务、平台业务、运营商网络、社会基础设施、个人解决方案等产品的研发、生产和销售，产品多达15000多种。NEC在全球150多个国家和地区开展业务，拥有员工14万余人，总数为310家。       NEC是全球IT、通信网络的领先供应商之一，融合先进的信息技术和网络技术，向政府、企业及个人提供卓越的综合解决方案。作为行业的领先者，NEC不断实现技术创新，在超级计算机、云计算技术、物联网技术、下一代网络技术、充电锂离子电池技术、生物识别技术等多个领域做出了重要贡献并保持着多项世界领先记录。

确定测温范围：测温范围是热像仪最重要的一个性能指标。每种型号的热像仪都有自己特定的测温范围。因此，用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全，既不要过窄，也不要过宽。根据黑体辐射定律，在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化，因此，用户只需要购买在自己测量温度内的红外热像仪。

确定目标尺寸：红外热像仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪（辐射比色测温仪）。对于单色测温仪，在进行测温时，被测目标面积应充满热像仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场，背景辐射能量就会进入热像仪的视声符支干扰测温读数，造成误差。相反，如果目标大于热像仪的视场，热像仪就不会受到测量区域外面的背景影响。

确定光学分辨率（距离系灵敏）:光学分辨率由D与S之比确定，是热像仪到目标之间的距离D与测量光斑直径S之比。如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处，而又要测量小的目标，就应选择高光学分辨率的热像仪。光学分辨率越高，即增大D：S比值，热像仪的成本也越高。确定波长范围：目标材料的发射率和表面特性决定热像仪的光谱响应或波长。对于高反射率合金材料，有低的或变化的发射率。在高温区，测量金属材料的最佳波长是近红外，可选用0.18-1.0μm波长。其他温区可选用1.6μm、2.2μm和3.9μm波长。由于有些材料在一定波长是透明的，红外能量会穿透这些材料，对这种材料应选择特殊的波长。如测量玻璃内部温度选用1.0μm、2.2μm和3.9μm（被测玻璃要很厚，否则会透过）波长；测量玻璃内部温度选用5.0μm波长；测低温区选用8-14μm波长为宜；再如测量聚乙烯塑料薄膜选用3.43μm波长，聚酯类选用4.3μm或7.9μm波长。厚度超过0.4mm选用8-14μm波长；又如测火焰中的CO2用窄带4.24-4.3μm波长，测火焰中的CO用窄带4.64μm波长，测量火焰中的NO2用4.47μm波长。

确定响应时间：响应时间表示红外热像仪对被测温度变化的反应速度，定义为到达最后读数的95%能量所需要时间，它与光电探测器、信号处理电路及显示系统的时间常数有关。现在的红外热像仪的反映速度都很快。这要比接触式测温方法快得多。如果目标的运动速度很快或测量快速加热的目标时，要选用快速响应红外热像仪，否则达不到足够的信号响应，会降低测量精度。然而，并不是所有应用都要求快速响应的红外热像仪。对于静止的或目标热过程存在热惯性时，红外热像仪的响应时间就可以放宽要求了。因此，红外热像仪响应时间的选择要和被测目标的情况相适应。

环境条件考虑：热像仪所处的环境条件对测量结果有很大影响，应加以考虑并适当解决，否则会影响测温精度甚至引起热像仪的损坏。当环境温度过高、存在灰尘、烟雾和蒸汽的条件下，可选用厂商提供的保护套、水冷却、空气冷却系统、空气吹扫器等附件。这些附件可有效地解决环境影响并保护热像仪，实现准确测温。在确定附件时，应尽可能要求标准化服务，以降低安装成本。在密封的或危险的材料应用中（如容器或真空箱），热像仪通过窗口进行观测。材料必须有足够的强度并能通过所用测温仪的工作波长范围。还要确定操作工是否也需要通过窗口进行观察，因此要选择合适的安装位置和窗口材料，避免相互影响。在低温测量应用中，通常用Ge或Si材料作为窗口，不透可见光，人眼不能通过窗口观察目标。如操作员需要通过窗口目标，应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料，如应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料，如ZnSe或BaF2等作为窗口材料。

操作简单，使用方便：红外热像仪应该是直观的，操作简单，易于被操作人员使用，其中便携式红外热像仪是一种集测温和显示输出为一体的小型、轻便、由人携带进行测温的仪器，在显示面板上可显示温度和输出各种温度信息，有的可通过遥控或通过计算机软件程序操作。在环境条件恶劣复杂的情况下，可以选择测温头和显示器分开的系统，以便于安装和配置。可选择与现行控制设备相匹配的信号输出形式。红外辐射热像仪的标定：红外热像仪必须经过标定才能使它正确地显示出被测目标的温度。如果所用的测温仪在使用中出现测温超差，则需退回厂家或维修中心重新标定。