Archive for 8月, 2020

紅外熱像儀的原理和應用介紹

紅外熱像儀是一種利用紅外熱成像技術,通過對標的物的紅外輻射探測,並加以信號處理、光電轉換等手段,將標的物的溫度分布的圖像轉換成可視圖像的設備。

工作原理

通俗地講熱像儀就是將物體發出的不可見紅外能量轉變為可見的熱圖像。熱圖像的上麵的不同顏色代表被測物體的不同溫度。通過查看熱圖像,可以觀察到被測目標的整體溫度分布狀況,研究目標的發熱情況,從而進行下一步工作的判斷。 現代熱像儀的工作原理是使用光電設備來檢測和測量輻射,並在輻射與表麵溫度之間建立相互聯係。所有高於零度(-273℃)的物體都會發出紅外輻射。熱像儀利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖,這種熱像圖與物體表麵的熱分布場相對應。

應用

(1)對於發電機、電動機的不平衡負載,軸承溫度過高,碳刷、滑環和集流環發熱,繞組短路或開路,冷卻管路堵塞,過載過熱等問題進行監測。

(2)可以對電氣設備進行維修檢查。而對於安全防盜,屋頂查漏,環保檢查,節能檢測,無損探傷,森林防火,醫療檢查,質量控製等也比較有幫助。

(3)可以監控像火山爆發、山體滑坡等突發的自然環境變化。

(4)對於變壓器的套管過熱,過載,接頭鬆動,冷卻管堵塞不暢,接觸不良,三相負載不平衡等進行監測。

(5)對於電氣裝置的接觸不良,過載,接頭鬆動或,過熱,不平衡負荷等隱患進行監測。

紅外熱像儀的應用範圍愈來愈廣泛,在科研領域、醫療領域、電子等行業都將發揮出舉足輕重的作用。

視頻監控熱成像技術在民用領域的應用

監控攝像機的熱成像技術在軍事領域得到廣泛應用之後,隨著技術的日趨成熟,在成本大幅度下降後,民用市場也得到了廣泛的應用。在視頻監控領域,對於熱成像技術更是被業界一致認為將可廣泛應用於森防、消防等行業市場,前景廣闊。

國內熱成像產品及應用現狀

首先,從探測器來說,絕大多數廠商使用以FLIR為首的進口探測器,主要從歐洲或美國進口。但他們針對中國貿易時是以模組形態出口中國,並作出了種種限製。國內廠商拿來組裝成自有品牌,在二次開發及製作工藝上受製於人。

其次,從產品功能來說,主要分為監控型以及測溫預警型產品。監控型產品市場使用的比較普遍,主要基於廠商不需要深入二次開發,產品主要提供實時視頻圖像,開發程度低.成本相對來說較低。測溫預警型產品涉及測溫算法及校準工藝,開發程度高,成本較高。由於進口測溫型產品,供應商不提供測溫核心技術,需要國內廠商依據自身實力來進行研究,困難較大,成本居高。

最後,從產品結構形態來說,目前國內幾個典型應用如上麵提到的電力在線測溫、森林防火、水利、海島監控等等,其產品結構需求量最大的還是雲台型產品,並且發明了國內特有的雙光譜結構,利用可見光設備來彌補熱成像細節不夠的短板。目前絕大部分廠家所提供的雙光譜設備都是以拚湊類為主,內部各個部件,如熱成像攝像機、可見光攝像機、雲台、交換機等都出自不同廠家,其本身集成度非常差,設計上有明顯缺陷,導致雖是雙光譜,實際上也隻是單純的拚合在一起,並不能形成良好的雙通道聯動,體驗感普遍較差,行業應用也很窄。

隨著熱成像國產探測器的慢慢崛起,加上已有眾多的大小廠商具備了生產熱像產品鏡頭、機芯模組的能力。一些做監控產品的龍頭廠商對熱成像也高度重視,已經相繼推出基於非晶矽和氧化釩的探測器,效果上麵已經可以媲美國際領先企業,這些探測器一旦實現量產,將打破核心部件長期被國外廠家壟斷的局麵,使得熱成像整機價格快速下探,加上其強大的研發團隊,在產品整機結構上,首創推出單IP、單主控的雙光譜雲台、球機、筒機設備,真正實現了雙通道的深度融合,並嚐試將智能分析算法植入熱成像攝像機,定能催生新的應用和需求。熱成像光學鏡頭方麵,幾家國內供應商在鏡頭批量生產工藝、光學材料的研究方麵也有很大進步,隨著價格更低的光學材料進入實際應用,熱成像產品廣泛進入民用領域隻是時間問題。熱成像產品技術進一步逼近國際先進水平相繼發力開始打造出真正適合監控行業的產品。不過,產業鏈上下遊之間的默契配合,還需要一些時間來培養。

熱成像在安防領域的現狀

一是國內客戶對熱成像還是缺乏基本的認識,許多客戶剛開始時將熱成像的功能過分誇大,比如能夠穿透濃霧,穿牆等。並且國內少有公司能真正做好這方麵的知識普及和有效果的引導工作,導致用戶對熱成像的接受度不夠。

二是網絡高清監控正處在快速發展期。短短幾年時間內,高清網絡攝像機的價格從幾千跌落到幾百。可以說,高清網絡產品還遠沒有滿足現有市場的需求,其發展空間仍然很大。隨著高清網絡產品智能化的不斷演進,其產品仍可基本滿足客戶對於視頻監控不斷提升的要求,因此熱成像監控產品,在一段時間還會處於一個平穩發展階段,當客戶的需求不斷被現有產品滿足,進而產生更高級的需求時,熱成像產品就有可能被更多的采用。三是目前熱成像的一些主要優勢並沒有形成很明確的業務亮點,而僅僅解決了在光線不足情況下看得見的問題。但由於其本身價格較高

,導致用戶的心裏預期也高,僅憑這一點是完全不夠的。在安防監控行業,監控最重要的目標還是“人”,以防人為最終目的,基於熱成像的自動識別或者自動探測報警等智能功能,會是進入普通安防監控領域的敲門磚。最後,雖然近幾年國產探測器、機芯等核心部件有了快速的發展,圖像效果已不輸國外廠家,但也存在很大的局限性,需要國內公司加大研發力度進行突破。這其中包含國產探測器芯片還沒有真正意義上的量產,且成品率過低,導致成本還是居高不下,意向用戶雖知道熱成像設備的諸多優點,但迫於預算壓力,還是會選擇現有成熟且低廉的可見光方案。總的來說,熱成像要打開國內市場,需要一記組合拳,一方麵需努力提升產品核心競爭力,降低成本,另一方麵,需要加強產品的附加值,並且能夠真正解決客戶的實際問題。

熱成像發展趨勢

對國內廠家來說,在各個環節都屬於後來者,無論在核心技術,產品設計、穩定可靠性、及應用的理解上目前都落後於國外頂級廠家,在跟隨巨人腳步的同時,更應思考如何打出差異化,才能在激烈的競爭中占有一席之地。目前來看,有幾個方向可以突破,一個是雙光譜雙通道的高度融合、聯動,目前市麵上雙光譜的設備,無論是海外,還是國內廠家,其雙通道也隻是普通的硬件堆疊,並沒有真正完成應用上的功能實現,雖偶有實現聯動,但總體體驗感還是差強人意。另外,充分利用熱成像的特殊優勢,推出更小巧更適合安防監控及國內用戶使用習慣的智能化設備,在人體智能探測、識別,周界等入侵防範類應用中有所突破,真正做到智能“防人”的目的。相信隨著海康威視等傳統視頻監控巨頭廠家的不斷投入,發揮在可見光攝像機上圖像分析,智能算法等的優勢,充分將其融合到熱成像相機上,定能產生不小的化學反應。

紅外熱像儀的工作原理及工業應用

紅外熱像儀的基本工作原理為:紅外線透過特殊的光學鏡頭,被紅外探測器所吸收,探測器將強弱不等的紅外信號轉化成電信號,再經過放大和視頻處理,形成可供人眼觀察的熱圖像顯示到屏幕上。紅外熱像儀由兩個基本部分組成:光學係統和探測器。

紅外熱像儀民用逐步升溫如果你還認為熱像儀是高端專業設備,是軍用設備,離我們還很遙遠。我們印象中的熱像儀經常出現在某軍偵查、航海作業等專業化行動中,而如今,熱像儀的應用幾乎就遍布我們身邊。

近些年來,隨著手持式紅外熱像儀的發展和普及,已從軍用專業精密儀器逐漸轉型成便攜帶、智能化、甚至自帶Wi-Fi/雲熱像的民用普及產品。如果你在為水管哪裏漏水、手機或電視屏幕哪有壞點、或是身體哪裏有炎症等問題煩心時,可以驚喜地告訴你:手持熱像儀,可一站式解決此類問題,還可上傳雲端進行保存、大數據管理。

同樣,諸多行業也在因熱像儀的普及而發生著改變:比如,如果消防員有一部手持熱像儀,就可以準確判斷著火點位置,還可準確發現被困人員所處位置;比如,地震發生時,如果無人機帶有熱像儀,就可以在第一時間衝過重重阻礙,探明災區情況,即時發現被困人員,不會再現從前第一批救援人員隻能“摸石探路”的情況,耽誤最佳救援時間;再比如,小到普通商店或家庭、大到國家,安防係統運用熱像儀,就能準確判斷是否有不安全因素存在;還比如,生產加工產品過程中,許多用肉眼無法觀察、普通儀器有精度限製的檢測中,如果有熱像儀,那一切問題便“一目了然”。

紅外熱像儀的應用目前已遍布我們生活的各個角落,從常見的醫學成像到就在我們身邊的光譜探測,從我們逐漸了解的食品檢測到軍事所用的雷達建模,從日常最熟悉的安全檢查到即將到來的自動駕駛、智慧生活。

本文來自電子工程世界網站編輯發布

紅外熱成像在電力巡檢中的優勢

1. 非接觸,更安全。紅外熱成像技術具有遠距離、不接觸、不取樣、不觸體的特點,在監測和排查電力設備時無需直接觸碰,有效避免事故發生。同時,由於不需要與被測物接觸,紅外熱像儀可在電力設備帶電時進行檢測工作,降低成本。

2. 成像直觀,易發現異常。通過對溫度的精準感知,紅外熱成像可以直觀顯示出溫度異常處,便於發現故障及隱患。

3. 不受電磁幹擾。高壓線、變電站附近通常有較大的磁場幹擾,而紅外熱像儀的工作波段在 3~5μm和 7.5~13μm,與電磁頻譜相隔甚遠,即使在強電磁場的場所使用也不會受到幹擾,得到穩定、可靠的熱成像。

4. 覆蓋廣,更高效。在電力巡檢中,紅外熱像儀經常與無人機搭配使用,在檢測熱點故障時,搭載紅外熱像儀的無人機往往與設備保持幾米、幾十米的距離,輕易實現大麵積檢測。在視場內發現熱點異常情況後,運維人員再針對性進行檢測,巡檢效率極高。

本文來自無人機網編輯發布

紅外熱像儀在電力係統的應用

電力、電訊設備過熱故障預知檢測,在電力係統和設備維修檢查中,紅外線熱像儀證明是節約資金的診斷和預防工具。
測量電器設備,非接觸紅外線熱像儀可以從安全的距離測量一個物體的表麵溫度,使其成為電器設備維修操作中不可缺少的工具。

紅外熱像儀可以有效防止設備故障和計劃外的斷電事故的發生。

下麵是需要采用紅外熱像儀進行檢查的部分設施:

a:電氣裝置:可發現接頭鬆動或接觸不良,不平衡負荷,過載,過熱等隱患。這些隱患可能造成的潛在影響是產生電弧、短路、燒毀、起火。

b:變壓器:可以發現的隱患有接頭鬆動,套管過熱,接觸不良(抽頭變換器),過載,三相負載不平衡,冷卻管堵塞不暢。空冷器件的繞組可直接用紅外熱像儀測量以查驗過高的溫度,任何熱點都表明變壓器繞組的損壞。其影響為產生電弧、短路、燒毀、起火。

c:電動機、發電機:可以發現的隱患是軸承溫度過高,不平衡負載,繞組短路或開路,碳刷、滑環和集流環發熱,過載過熱,冷卻管路堵塞。其影響為有問題的軸承可以引起鐵芯或繞組線圈的損壞;有毛病的碳刷可以損壞滑環和集流環,進而損壞繞組線圈。檢查發熱點,在出現的問題導致設備故障之前定期維修或者更換。

電動機線圈絕緣層-通過測量電動機線圈絕緣層的溫度,延長它的壽命。還可能引起驅動目標的損壞。為了保持電動機的壽命期,檢查供電連接線和電路斷路器(或者保險絲)溫度是否一致。

d:連接器:電連接部位會逐漸放鬆連接器,由於反複的加熱(膨脹)和冷卻(收縮)產生熱量、或者表麵髒物、炭沉積和腐蝕。非接觸紅外熱像儀可以迅速確定表明有嚴重問題的溫升。

e:各相之間的測量:檢查感應電動機、大型計算機和其它設備的電線和連接器各相之間的溫度是否相同。

f:不間斷電源:確定UPS輸出濾波器上連接線的發熱點。一個溫度低的點表明可能直流濾波線路是開路。

備用電池:檢查低壓電池以確保連接正確。與電池接頭接觸不良可能會加熱到足以燒毀電池芯棒。

g:鎮流器:在鎮流器開始冒煙之前檢查出它的過熱。

h:公用設施:確定出連接器、電線接頭、變壓器和其他設備的熱點,一些型號的光學儀器範圍在60:1甚至更大,使幾乎所有的測量目標都在測量範圍內。

本文來自工控網編輯發布

紅外熱像儀在森林防火中的應用

1、林火監測

紅外熱像儀進行全天候、遠距離、寬範圍的實時監測,及時準確地發現火情並告警,為滅火行動做快速、有效的指導。

2、穿透煙霧現場救援,指揮救火,減少損失

當火災發生後,尤其是森林火災的情況下,火焰產生的煙霧很大,往往遮蓋了真正的著火點,以及火災的蔓延趨勢。紅外熱像儀有很強的穿透煙霧的能力,可有效地發現真正的著火點,快速搜救被困人員和動物。

3、餘火監測

大火被撲滅之後,有時還會遺留零星的火種,甚至存在非常隱蔽性的地下火,人眼、可見光攝像機是很難發現這些隱火的,而紅外熱像儀能夠快速、準確地發現這些潛在的危險。

4、森林景區監測

通過紅外熱像儀對景區文物、建築及整體環境的防火監測,包括對景區內遊客、工作人員抽煙或其他點火行為的監控。

5、巡邏執法

借助紅外熱像儀對人為火源、偷盜、違規狩獵、違規伐木、違規開墾和違規采石、砂、土等行為的監視,在黑暗裏快速發現遠處目標。

本文來自ofweek網站編輯發布

紅外熱成像:一個新的智能化方向

紅外熱成像技術通過探測物體本身發出的熱輻射,對景物的溫度分布進行成像,帶來了超越人眼和可見光視覺的感知新維度,在軍事、工業、安防等領域具有廣泛的應用。隨著技術的快速發展,熱像儀已從數萬美元的價格下降至最低數百美元,並有望在未來幾年進入數十美元量級,使得紅外技術的大規模應用成為可能。

今天,越來越多的機器人和無人機開始配備熱像儀,提供了機器視覺的全新手段;熱成像夜視儀已成為戶外運動愛好者的發燒級裝備;帶有熱成像功能的手機的出現引發了人們對智能家居和消費類應用前景的無限想象。如同可見光成像技術的重心已從傳統的硬件設備走到今天的各種智能分析技術,熱像儀的大規模應用也將開啟紅外智能解決方案的時代。

熱成像人體測溫篩查應用方案

2019年底武漢爆發新型冠狀病毒疫情,該病毒具有人傳人、醫務人員感染、一定範圍社區傳播特點,疫情已經擴散至全國各地。新型冠狀病毒的主要症狀之一是體溫異常,國家衛健委高級別專家組組長、中國工程院院士、國家呼吸係統疾病臨床研究專家鍾南山表示,新型肺炎存在人傳人現象,武漢減少輸出是非常重要的一個方麵,武漢會有很嚴格的篩查檢測措施,特別是體溫檢測。

隨著春節後工廠開工,學校開學,全國即將迎來大規模人員流動,如何快速的對流動人員進行體溫篩查是十分迫切的需求。測溫安檢門是通過非接觸方式檢測人體溫度,可以簡捷、安全、直觀、準確的查找、判斷人員是否存在體溫異常現象,迅速采取措施解決防止發熱人員流動。因此,本係統設計建設一套基於測溫安檢門人體測溫篩查的整體解決方案,能夠幫助用戶熱成像人體測溫篩查應用方案—測溫安檢門快速發現體溫異常的人員。

係統功能:通過測溫人體安檢門上的熱成像相機(非接觸式方式),初步對進入測溫範圍 的人員進行人體溫度檢測。如發現溫度異常個體,觸發安檢門本地聲光報警,觸發後端設備聯 動聲光報警(外接聲光報警),提醒現場工作人員進一步處置。

係統優勢:

1、無感測溫:可對通過安檢門的人員進行臉部溫度測試,溫度精度度:±0.5℃,測試距 離:0.3 米-3 米。

2、人體溫度初篩:可通過安全溫度閾值設置,超過該閾值,可聯動安檢門本地聲光報警, 建立首道防線。

3、金屬檢測:可檢測到 1 個回形針大小的金屬,有效進行違規物品核驗。

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