大家看懂了吗,小编把以下这段有趣红外热像放屁的小视频作为今天文章的开场白。

由红外热像仪这个趣味视频,大家肯定惊叹红外热像仪的功能真是明察秋毫,应用广泛,那么什么是红外热像仪,红外热像仪的工作原理又是什么呢?这要首先从什么叫红外说起。我们的肉眼只能检测到可见光中的电磁辐射,除此之外,所有其它形式的电磁辐射都是肉眼不可见的,比如红外辐射。而红外热像仪可记录电磁光谱的红外光部分所产生的辐射能,并将其转化为肉眼可见的图像。

或者大家理解的红外热像仪仍然是个高深的设备,其实它使用起来就像摄像机、数码相机一样简单,美国FLIR红外热像仪的作用就是实时捕获和记录热分布和热变化,帮助工程师和研究人员观察并准确地测量设备、产品和过程中的热模式、散热、漏热等的温度系数。FLIR红外热像仪可识别细微至0.02°C的温度变化。它性能卓越,拥有最先进的探测技术和先进的数学算法,精确测量-80°C至+3000°的对象的温度。

本期文章,我们对红外技术在各领域的应用进行了一个总结。

FLIR遍布热像仪应用的各个市场领域。无论是非接触式测温领域,如:状态监控、消防自动化,还是夜视领域,如安保、海事等,FLIR都有完整的产品系列面向市场,以满足客户的各种需求。

一些客户逐渐开始意识到热成像技术的强大功能。对于这些客户,我们有低价位的入门级系列产品,满足他们日常的研发工作,也有高级系列产品,为客户提供最佳的解决方案。

在研发应用中,准确性、可靠性、灵敏度和高性能是至关重要的,这样是红外热像仪被广泛应用到各种领域的重要缘由,其中包括:工业研究、学术研究、无损实验、材料分析、安防和航天科技。

我们都喜欢轻便的自行车,可是你知道其中的秘密吗?现代自行车车架采用碳纤维增强塑料制造,但碳纤维增强塑料偶尔也会存在缺陷,严重时还会发生威胁生命的惨剧,科学家们应用FLIR红外热像仪进行脉冲热质量检查,才使碳纤维增强塑料制造技术更成熟更完善。

未探测到碳纤维增强塑料中的缺陷, 可能发生的惨剧。

在这张热图像中,折断的车架显示了脱层现象

无独有偶,香槟研究者利用FLIR红外热像仪可视化倒酒过程中的二氧化碳挥发情况,更让人拍案称奇。最新发现表明,目前倒香槟的方法会导致香槟损失香味,因为也会损失口感。研究人员认为应该像倒啤酒那样倒香槟,红外热像仪对这一发现起到重要作用。

热图像清楚地表明使用倒啤酒的方法倒香槟时(右图),如将杯子倾斜,二氧化碳挥发量会减少。

此外,科学家们还使用FLIR红外热像仪确保了氧气瓶的安全灌装,测试不同材料和组件设计在不同压力和温度环境下对氧气的反应。红外热像仪还可以协助改进超音速空气动力学设计,测试组件及其承受超音速气流的能力,等等。

红外热像仪的八个行业应用

除了上述应用之外,FLIR红外热像仪的应用领域多得超乎想象。现为大家盘点热成像仪的八大应用,也许这只是热成像仪的应用的冰山一角,但希望能激发大家对红外热像仪的兴趣。

一、工业研发

热像仪能帮助开发人员分析、观测和量化研发项目的散热和热属性。此举有利于开发项目的热效率得到持续、稳定的控制,缩短设计周期,避免代价高昂的产品召回。

电气检测

印刷电路板

印刷电路板设计面临的挑战是如何在不降低产品的性能或成本的前提下进行散热管理。由于电子组件的尺寸越来越小,要准确了解其热信息异常困难。但是,借助热成像技术,工程师能轻松地将他们制造设备的热图可视化和量化。如果在复杂印刷电路板的设计阶段就投入使用红外热像仪,便能有效避免后续故障和昂贵的召回。

汽车行业

汽车铸件

为了生产出更高效、更安全和更高性能的汽车,汽车产业在研发环节投入的资金相当高,往往是其它产业无法企及的。汽车产业的其中一项成功要诀就是将可靠的新产品以更快的速度投入市场。热成像能帮助汽车工程师们改善安全气囊系统的设计,验证供暖和制冷系统的效率,量化热冲击对轮胎磨损的影响,检测连接处和焊接处的性能质量等……

工业试验室试验台

玻璃灯泡调光器

将新产品更快投入市场,这是许多行业的成功秘诀之一。在产品设计流程中,越早使用红外热成像技术进行热模型验证和故障分析,或仅仅是用于更好的布置热电偶,就越能从中获益。借助红外技术,公司可以缩短研发周期、提高产品质量,从而增加公司盈利。

制药产业

微量滴定盘

借助红外技术进行新药品研发。科学家们通过观测化学反应的温度变化,研究滴定盘中发生的变化。

二、学术研究

热成像技术在大学教室和实验室中越来越受欢迎。在教学环境中,导师们使用热成像技术帮学生认识热传递和热力学理论,加深他们对重要概念的理解。

生命科学

眼睛分析

热成像是一种精确、可计量、非接触式的诊断技术,可用于观测和量化表面温度的变化情况。其应用包括:血管评估,组织状况监测,肌肉拉伤分析和出血点检测等。

快速移动事件

安全气囊突然展开

高速红外成像拥有微秒级的曝光时间,可以定格动态场景的视觉运动,捕捉每秒10,000帧以上的帧频。研究应用领域包括:射击,超音速射弹,爆炸,燃烧过程,激光等许多领域。

红外显微成像

集成电路评估

热像仪同显微镜相结合就变成了一台热成像显微镜,能够对小到3微米的目标进行精确测温。研究人员使用热成像显微镜能以非接触的方式描绘组件和半导体衬底的热性能。

宽温度范围现象

JET聚变等离子反应器

对JET聚变等离子反应器进行测温时,需要一台具有滚动积分时间,超帧频和实时温度范围扩展功能的热像仪。

三、无损检测(NDT)/材料检测

NDT是一种广泛用于材料、组件和系统属性评估且不对检测对象构成损害的方法。带有锁相功能的FLIR热像仪能够完成各种先进的检测,比如NDT、应力测绘,还能用于发现低至1 mK的细小温差。

应力分析

汽车部件应力测绘

应力测试和疲劳测试是机械工程和材料科学中常用的测试方法,但对于复杂结构却只能提供有限的信息。即便是几何结构复杂的组件,热应力测绘也能同时提供数千个应力测量结果。与应变仪相比,这种技术能为研究者们提供更快速、更完整的信息。

复合材料

复合材料缺陷检测

无损热检测能够通过目标激发,观察目标表面的热差异来检测内部缺陷。对于检测复合材料的孔洞、层离、藏水非常有价值。

太阳能电池

锁相太阳能电池诊断

太阳能电池可能存在电气分流问题。当太阳能电池通电时,这些分流就可以使用锁相热成像轻松检测出来。锁相光致发光测试可以使用近红外热像仪实现。

裂纹检测

感应式裂纹检测

通过将捕捉的热图像与振动频率或进入某一部件的超声能量同步,就能实现对关键部件的裂纹进行锁相热成像检测。表面裂纹出的摩擦会产生热量,这样细小的裂纹和断裂无需使用染料或渗透液就能看得见。这种形式的NDT无需紫外线照射就能实现对大型部件或复杂固件的检测。

四、安防&航空

大多数人都将用于安防领域的热像仪同发现敌人联系到一起。但如今,热像仪还可用于武器、弹药、导弹和飞行器的研发中。热像仪所提供的信息便于研究人员使用热光谱描绘目标物体,从而用于目标识别,防御措施部署和多光谱伪装研究。

跟踪

喷气式飞机

热像仪系统通过提高低光照或雾霾条件下的可视度,弥补了视频追踪系统的不足,使跟踪系统能够发现目标,并持续更新目标的方位、范围和高度。

红外特性

直升飞机的热特

红外特性指的是目标的波长作用反应出来的表观红外亮度,它会在各种不同的距离和大气环境中让传感器获得物体的外观。红外特性对于车辆、传感器和伪装系统的设计是非常有价值的工具。

技术监视和对抗措施

屋顶的秘密监控设备

红外成像技术可用于识别秘密监控设备的热特性。即便是隐藏在目标内部的设备也能在其释放红外能量的一瞬间被检测出来。

激光指示

卡车上的短波红外线激光标识

激光指示器会发射出一束激光能量,用于标记特定的地点或目标,通常用于精确制导武器。近红外(NIR)热像仪能够检测到这些正常情况下无法看见的激光束,用于标识研究和目标确认。

研发的应用远不止这些,FLIR同时拥有一支专业的科研团队,负责设计和研发当今世界最先进的热像仪。FLIR深知客户的需求不同,所以为每个领域都提供了完整的产品系列(科研产品系列请关注下期文章内容),您可以根据您自身的应用需求,再看我们的产品系列,FLIR的产品专家时刻准备为您提供最优异的解决方案。

一、印刷电路板的科学家面临在管理散热的同时,如何兼顾性能或成本的难题。借助热成像,工程师能够很轻易地观察到他们制造的设备中的热模式并做出定量分析。

二、红外热像仪能在最苛刻的条件下指出材料特性并进行非接触式的温度测量。一系列红外传感器类型和光学特性使得红外热成像成为许多研究环境中不可缺少的部分。

三、将红外热像仪和显微镜结合起来就组成了红外热成像显微镜,可对最小3微米的的目标对象进行准确的温度测量。电子产品制造商使用红外热成像显微镜就来确定部件和半导体衬底的热性能,无需做出物理性的接触。

四、红外热像仪可应用到医疗热成像中,医疗应用包括血管评估、肿瘤组织鉴定、肌肉拉伤评估和出血点检测。

五、高速热成像可以将曝光时间缩短至微秒,抓拍动态场景的静态视觉运动,捕获帧率高达每秒62,000 帧。此类应用包括喷气发动机涡轮叶片、超音速飞行弹丸和爆炸的热分析和动态分析。

六、红外热特征可在不同的防区外距离和大气环境下,测量视红外亮度,并向传感器揭示目标的外观。红外热特征是车辆、传感器和伪装系统设计中重要的工具。

七、红外热像仪通过在在光线较暗处或视线不佳的阴霾天气下增加可见度来辅助视频跟踪系统功能,使追踪系统可以保持目标接触并持续更新目标的方位、范围和高程数据。

八、定向能武器(DEW)在无需抛射体的条件下,可定向辐射能量。定向能武器包括激光、高功率无线电频率和粒子束技术。红外热像仪主要用于测试DEW 仪器和分析目标影响。