红外热像法原理及使用要求讲解
发布时间:2019-12-23
摘要: 红外热像法是一种简单、快捷的无损检测方式,能够实时、连续、大面积地测量物体表面温度,可帮助人们判断建筑物外墙表面及内部存在的缺陷。因此,在建筑物外墙质量检测中,红

  红外热像法是一种简单、快捷的无损检测方式,能够实时、连续、大面积地测量物体表面温度,可帮助人们判断建筑物外墙表面及内部存在的缺陷。因此,在建筑物外墙质量检测中,红外热像法受到越来越多的关注,但要引起注意的是,红外热像法的测试结果易受多种因素的影响,目前只停留在定性分析阶段。

红外热像法原理及使用要求讲解

  本文主要介绍红外热像法的基本原理、优势弊端、适用条件和操作要求,以及目前红外成像发在建筑外墙检测领域,如裂缝、空鼓和渗漏等方面的应用现状。

  1.红外线辐射

  红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射。在常规环境下,任何物体自身的分子和原子都会无规则地运动,并不停地向外辐射出红外线。分子和原子的运动越剧烈,辐射的能量越大,相反,分子和原子运动越缓慢,辐射的能量也越小。温度在绝对零度以下情况下,物体都会因自身的分子和原子运动而辐射出红外线。

  2.红外热像法特点

  红外热像法是利用红外热像技术进行成像和检测判断的。

  红外热成像技术通过接受物体发出的红外辐射,将其热像显示在荧光屏上,从而帮助人们准确判断物体表面的温度分布情况。该技术是一种教新的检测技术,它集光电成像技术、计算机技术和图像处理技术于一身,具有准确、实时和快速等优点。物体由于其自身分子和原子的运动不停地向外辐射红外热能,从而在物体表面形成一定的温度场,也称“热像”。利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像,测试效果直观,灵敏度高,可准确反映物体发热情况,对发现物体表面和内部的缺陷非常有效。

  目前,商业化的红外热像仪已开始应用于建筑和工业测试。这种仪器通过红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号后,成像装置的输出信号就可以一一对应地模拟扫描物体表面温度的空间分布,经电子系统处理传至显示屏上,得到与物体表面热分布相应的热像图。

  3.红外热像仪工作原理

  红外热像仪主要由两部分组成,红外摄像头和处理器。其中红外摄像头包括光学系统、扫描系统和探测器等;处理器包括前置放大器及视频处理器。红外热像仪利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统来接受被测目标的红外辐射能量分布图形,并反映到红外探测器的光敏元上。

  在光学系统和红外探测器之间有一个光机扫描机构对被测物体的红外热成像进行扫描,聚焦在单元或分光探测器上,探测器将红外辐射能转换成电信号,并由前置放大器将信息放大,转换成标准字信号。

  被扫描目标物体空间上的每个点都对应着某个数字信号,数字信号的大小对应着目标物体空间上点的温度高低,以颜色来表达,从而构建出一幅红外热成像的伪彩色的图像,并通过电视屏或监测器显示出于物体表面热分布相对应的红外热像图。这时的彩色图像反映了不同温度的分布,通常以红和黄等暖色来表示较高的温度,紫和蓝等颜色来表示较低的温度。

  4.红外热像仪局限性及其使用要求

  红外热像仪使用时可能受到多种因素的影响,如天气、时间、气温、距离、墙面朝向、表面装饰材料的种类和颜色及表面凹凸情况等。此外,建筑物室内冷热,红外热像仪与墙面之间有无障碍物,相邻建筑的方位、距离、高度以及阳光斜射时,墙面上屋檐等突出部位遮挡部分面积阳光等情况都会对最终的图像产生影响。

  因此红外热像仪使用时对环境有许多要求:环境温度为0-40℃;无雨,相对湿度RH应不大于75%,无结露;无强电磁场;测定位置、角度对图像处理精度应较小,拍摄方向与被拍摄表面的垂直方向角度宜小于30度;室外平均风速不大于3m/s。测量时,应避免非待测物体进入成像范围。同时,宜采用表面式温度计测量受检部位表面温度,并记录建筑物室内、外空气温度及室外风速、风向。

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