基本介紹
- 中文名：紅外熱成像技術
- 波長：0.75μm到1000μm
- 特點：形成“大氣視窗”
- 可見光：0.4μm到0.75μm
技術原理,主要特點,套用領域,偵測火災,檢查故障,鑑定真偽,
技術原理
物體表面溫度如果超過絕對零度即會輻射出電磁波，隨著溫度變化，電磁波的輻射強度與波長分布特性也隨之改變，波長介於0.75μm到1000μm間的電磁波稱為“紅外線”，而人類視覺可見的“可見光”介於0.4μm到0.75μm。
其中波長為0.78~2.0微米的部分稱為近紅外，波長為2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線。紅外線在地表傳送時，會受到大氣組成物質( 特別是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收，強度明顯下降，僅在中波3μ~5μm及長波8~12μm的兩個波段有較好的穿透率(Transmission)，通稱大氣視窗(Atmospheric window)，大部份的紅外熱像儀就是針對這兩個波段進行檢測，計算並顯示物體的表面溫度分布。此外，由於紅外線對極大部份的固體及液體物質的穿透能力極差，因此紅外熱成像檢測是以測量物體表面的紅外線輻射能量為主。
照相機成像得到照片，電視攝像機成像得到電視圖像，都是可見光成像。自然界中，一切物體都可以輻射紅外線，因此利用探測儀測定目標的本身和背景之間的紅外線差並可以得到不同的紅外圖像，熱紅外線形成的圖像稱為熱圖。
主要特點
1．大氣、煙雲等吸收可見光和近紅外線，但是對3~5微米和8~14微米的熱紅外線卻是透明的。因此，這兩個波段被稱為熱紅外線的“大氣視窗” 。利用這兩個視窗，可以使人們在完全無光的夜晚，或是在煙雲密布的戰場，清晰地觀察到前方的情況。正是由於這個特點，熱紅外成像技術軍事上提供了先進的夜視裝備並為飛機、艦艇和坦克裝上了全天候前視系統。這些系統在海灣戰爭中發揮了非常重要的作用。
2．物體的熱輻射能量的大小，直接和物體表面的溫度相關。熱輻射的這個特點使人們可以利用它來對物體進行無接觸溫度測量和熱狀態分析，從而為工業生產，節約能源，保護環境等等方面提供了一個重要的檢測手段和診斷工具。
套用領域
對於所有可以直接看見的設備，紅外熱成像產品都能夠確定所有連線點的熱隱患。對於那些由於禁止而無法直接看到的部分，則可以根據其熱量傳導到外面的部件上的情況，來發現其熱隱患，這種情況對傳統的方法來說，除了解體檢查和清潔接頭外，是沒有其它的辦法。斷路器、導體、母線及其它部件的運行測試，紅外熱成像產品是無法取代。然而紅外熱成像產品可以很容易地探測到迴路過載或三相負載的不平衡。
偵測火災
在大面積的森林中，火災往往是由不明顯的隱火引發的。這是毀滅性火災的根源，用現有的普通方法，很難發現這種隱性火災苗頭。然而用飛機巡邏，採用紅外熱成像儀，則可以快速有效地發現這些隱火，把火災消滅在最初。加拿大林業學院早在1975年就開始進行森林防火試驗，從飛機上檢查尚未起燃地潛在火源，加拿大森林研究中心利用直升飛機採用AGA750攜帶型熱成像儀，在一個火災季節中發現15次隱火。穀物糧倉往往會發生自燃現象，這種自燃現象往往時間長、來勢猛、損失大。目前一般採用溫度計測量其糧倉地溫度變化加以防範。採用熱像儀可以準確判定這些火災的地點和範圍，做到早知道早預防，早撲滅。採用熱像儀方便簡單，速度快，撲滅及時。
檢查故障
紅外熱像儀還可以用來探測電氣設備的不良接觸，以及過熱的機械部件，以免引起嚴重短路和火災。1980年至1983年四年中，我國利用自製的熱像儀對華北電力網內的20座發電廠、8座變電站和24條高壓線的10000多個插頭進行了過熱檢查，發現不正常發熱點500多處，嚴重過熱為100處，由於及時處理，未發生火災事故。
美國保險公司的統計數據表明，在所有電氣設備隱患中的25%以上是引發火災的主要原因，都是由於插頭接觸不良引發的，所以美國國家防火協會的《電氣維修手冊70B》規定，在任何電氣插頭按照規定的力距被緊固之後，只要這個力矩值不變化，以後就不應當再進行緊固。所以製造良好，安裝正常的電氣插頭，根本不需要定期緊固，只有發現其功能異常和其過熱才要去處理。
美國MAI公司對許多已經進行過一般電氣預防性設備做紅外熱成像產品檢查，發現其中不少已接受過維修的設備仍然存在電氣故障。例如一個重要電子產品生產廠家，這個公司對其電氣設備每兩年進行一次停電維修。在不同設備上發現的嚴重隱患有19個，一般隱患有179個。這些嚴重隱患是指被測設備的表面溫度超過NEMA或UL的最大設計溫度。
大多數隱患是在電動機控制設備上發現的，另外也在開關裝置和動力盤上發現一些隱患。
又例如一個聯邦政府辦公用建築物內一個主要電動機控制中心發生火災之後，每六個月對設備進行一次預防性維修。在這次火災之後進行過兩次維修，又進行一次紅外熱成像產品檢查，其結果是：嚴重隱患預防維修之前為3個，而預防維修之後還是3個。
鑑定真偽
2008年，科學家使用紅外線成像技術掃描畢卡索的的作品《藍色房間》，在圖像之下發現了這個繫著領結的男子肖像。畫面中男性有鬍鬚，身體微微前傾，右手托腮。《藍色房間》完成於1901年，與畫中所描繪的女子沐浴形象不符的筆觸，令專家產生了懷疑，並最終發現了這幅畫中畫。現在困擾專家的問題則是畫中男子的身份，專家已經否定了是作者自畫像的可能。目前這幅作品正在韓國展出。
