紅外檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用

1、紅外檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用 紅外檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用紅外基本概念 紅外基本概念紅外線：白色的太陽光被分成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色，位于可見光紅光外側(cè)，人眼看不見的光線叫紅外線。紅外線是電磁輻射頻譜的一部分，電磁頻譜中包括無線電波、微波、可見光、紫外線、伽馬射線和 X 光。紅外線是一種電磁波，它的電磁波譜圖見下：? 按波長紅外波段通常又分成四個(gè)較小的波段：近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外。? 紅外線波長通常以微米來表示。紅外頻譜范圍從 0.7 微

2、米至 1000 微米。? 實(shí)踐中，紅外溫度測(cè)量使用的波段范圍為 0.7 微米至 14 微米。? 紅外線遵循可見光所遵循的規(guī)律：直線傳播，反射、折射。任何大于絕對(duì)零度（-273C）的物體都會(huì)向外界輻射熱能。紅外測(cè)溫儀就是通過接受物體輻射的紅外能量而計(jì)算出物體的表面溫度。? 黑體：一個(gè)吸收所有碰撞它的任何波長紅外輻射的物體被定義為黑體。? 黑體輻射：實(shí)際上的黑體就是一個(gè)空腔，上面開有一個(gè)小孔，當(dāng)空腔達(dá)到某一溫度并處于熱平衡時(shí)，從小孔射出的紅

3、外輻射就具有穩(wěn)定的特性，稱為黑體輻射。基本熱傳導(dǎo)理論： 基本熱傳導(dǎo)理論：? 輻射 輻射一個(gè)表面的輻射熱能取決于： 一個(gè)表面的輻射熱能取決于：? σ = S-B 常數(shù)? 發(fā)射率（ε）? 溫度（T）一個(gè)熱表面要比一個(gè)涼爽的表面放射更多熱輻射（如果兩個(gè)是同樣材料的話）發(fā)射率： 發(fā)射率：? 一種材料性質(zhì)? 一種“效率系數(shù)”? 校正值= 0-1.0? 黑體= 1.0? 實(shí)體= <1.0.高發(fā)射率表面 高發(fā)射率表面? 油漆（任何顏色），絕緣帶

4、或者強(qiáng)氧化物質(zhì)表面? 可靠的、可重復(fù)的溫度測(cè)定低發(fā)射率表面 低發(fā)射率表面? 低輻射? 高熱反射? 必須考慮到背景? 在0.6發(fā)射率以下輻射溫度難以正確地測(cè)定發(fā)射率可以根據(jù)以下而變化 發(fā)射率可以根據(jù)以下而變化:? 材料? 表面? 波長? 溫度紅外測(cè)溫原理： 紅外測(cè)溫原理：? 完全理解紅外技術(shù)及其原理是準(zhǔn)確測(cè)量溫度的基礎(chǔ)。? 使用非接觸式紅外儀器測(cè)量溫度時(shí)，從待測(cè)物體發(fā)出的紅外能量通過測(cè)溫儀或熱像儀的光學(xué)系統(tǒng)，被傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該信號(hào)再

5、顯示為溫度讀數(shù)及（或）熱像。? 紅外熱像儀：紅外熱像儀能把物體輻射的紅外能量轉(zhuǎn)變成可見圖像---熱像圖。通過熱像圖的可直觀地觀察物體表面或近表面層的熱狀態(tài)。? 用于紅外測(cè)溫的波長段在大氣中傳導(dǎo)時(shí)，會(huì)受到各種干擾。水汽、二氧化碳、臭氧等氣體對(duì)紅外線不可忽略可吸收，再加上大氣中懸浮微粒對(duì)紅外線的吸收及散射作用，就形成了紅外輻射在大氣中的衰減。其衰減程度如圖所示。從圖中可清楚地看到有三個(gè)可透射過大氣的紅外波段，它們分別是 1---2.5um，