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企业动态

热像仪的发展历程
发布时间:2018-04-12   点击次数:175次

红外热像科技在军民两方面都有应用,逐渐转为民用。在民用中一般叫热像仪,主要用于研发或工业检测与设备维护中,在防火、夜视以及安防中也有广泛应用。

热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

“红外线”一词源于“infrared”,是超出红色之外的意思,表示该波长在电磁辐射频谱中所处的位置 “thermography”一词是采用同根词生成的,意思是“温度图像”。热成像的起源归功于德国天文学家 Sir William Herschel,他在 1800 年使用太阳光做了一些实验。Herschel 让太阳光穿过一个棱镜并在各种颜色处放置温度计,利用灵敏的水银温度计测量每种颜色的温度,结果发现了红外辐射。Herschel 发现,当越过红色光线进入他称为“暗红热”区域时,温度便会升高。

 

直至二十世纪六十年代,热像技术才被用于非军事应用领域,开始出现民用的*代热像仪——作为精密的仪器逐渐被各行业所应用。1988年AGEMA公司研制出便携式电池驱动型ThermoVision 400系列,使状态监测市场发生革命性变化。虽然早期的热像系统很笨重、数据采集速度缓慢而且分辨率不佳,但它们还是被用于工业应用领域,例如检查大型输配电系统。20世纪90年代末AGEMA公司将首台非制冷热像仪投入市场,随后美国FLUKE也逐步进入,从此热像仪开始进入快速发展时期。由于*代热像仪的出现解决了电力上接头带电温度检测的问题。具有便携、非接触等优点,而且可以直观看到温度分布。很快就被广泛应用于电力、设备维护等巡检和电路研发、材料研发等科研方面。

 

21世纪初期,随着热像科技的发展,一些热像仪厂商推出了适合长期在线监测的第二代热像仪——热像技术开始往传感器方向发展。第二代热像仪可以对重点设备与高危区域的24小时实时监测。可以与其他设备进行联动,组成监控系统实现大规模组网。随后更是开始被运用于变电站监控、防火、安防以及辅助驾驶等方面。

 

2010年后,市场上出现了第三代热像仪——热像技术开始与移动互联网结合。热像仪与手机结合,利用了手机的便捷操控性、快速增长的处理能力和移动联网功能,使热像仪的操作更简单、功能更强大。而且手机热像仪方便快速的云存储和数据分享,使热像仪从孤立的仪器和传感器,发展成为大数据的热像采集终端,大幅扩充了热像的应用空间。

 

随着热像科技的普及,民用热像仪也逐渐从工业、医用进入到消费领域。如何让热像仪更加普及应用于大众成为热像领域创新公司需要关注和解决的问题。2017年在美国CES上发布的云热像是第四代热像仪的代表——热像技术开始了智能化和互联网化深度融合发展之路。云热像是一种基于互联网服务的智能热像监控探头。用户只需要给云热像供电和连上网线或者4G网卡,就可以在手机上观看实时热像视频和接收报警信息。用户无需复杂的网络设置或者热像专业知识,智能化的云热像会自动识别火灾风险和安防入侵风险。第四代热像仪的发展,将热像技术带入大众化的市场,开启了热像的新时代。

 

工作原理 

 

通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。通过查看热图像,可以观察到被测目标的整体温度分布状况,研究目标的发热情况,从而进行下一步工作的判断。 现代热像仪的工作原理是使用光电设备来检测和测量辐射,并在辐射与表面温度之间建立相互。所有高于绝对零度(-273℃)的物体都会发出红外辐射。热像仪利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。

 

技术数据

 

1、热灵敏度/NETD热像仪能分辨细小温差的能力,它一定程度上影响成像的细腻程度。灵敏度越高,成像效果越好,越能分辨故障点的具体位置。

2、红外分辨率红外分辨率指的是热像仪的探测器像素,与可见光类似,像素越高画面越清晰越细腻,像素越同时获取的温度数据越多。

3、视场角/FOV探测器上成像的水平角度和垂直角度。角度越大看到的越广,如广角镜。角度越小看到的越小,如长焦镜。所以根据不同的场合选择合适的镜头也是相当重要的。

4、空间分辨率/IFOVIFOV是指能在单个像素上所能成像的角度,因为角度太小所以用毫弧度mrad表示。IFOV受到探测器和镜头的影响可以发现镜头不变,像素越高,IFOV越小。反之像素不变,视场角越小,IFOV越小。同时,IFOV越小,成像效果越清晰。

5、测温范围设备可以测量的zui低温度到zui高温度的范围,范围内可具有多个温度量程,需要手动设置。如FOTRIC 226测温范围是-20℃~650℃,温度量程分为-20 ℃~+150 ℃ 、 0 ℃~350 ℃和200 ℃~650 ℃。尽可能选择能符合要求的小量程进行测试,如果测试60℃的目标,选择-20~150℃的量程会比选择0~350℃的量程,热像图更加清晰。

6、全辐射热像视频流保存每帧每个像素点温度数据的视频流,全辐射视频可以进行后期温度变化分析,也可以对每一帧图片进行任意温度分析。

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