《红外检测技术》课件.pptx

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1、红外检测技术 制作人：PPT制作者时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 热像仪的原理与应用热像仪的原理与应用第第3 3章章 热成像技术的应用热成像技术的应用第第4 4章章 红外辐射测温技术红外辐射测温技术第第5 5章章 红外热成像测量技术的发展现状和前景红外热成像测量技术的发展现状和前景第第6 6章章 总结总结 0101第1章 简介 红外检测技术介绍红外检测技术是指利用红外辐射能量进行探测和分析的一种非接触式检测技术。它广泛应用于军事、航空航天、电子、医疗、环保等领域。红外检测技术的发展历程1800年代初期发现红外辐射20世纪20年代发明红外检测器20世纪60年代冷焦

2、平面阵列技术的发展20世纪70年代应用于军事和民用激光检测技术激光检测技术非接触式检测非接触式检测测距精度高测距精度高易受干扰易受干扰超声波检测技术超声波检测技术接触式检测接触式检测适用于材料测试适用于材料测试易受杂音影响易受杂音影响X X射线检测技术射线检测技术接触式检测接触式检测适用于材料测试适用于材料测试存在辐射危险存在辐射危险红外检测技术与其他检测技术的比较红外检测技术与其他检测技术的比较红外检测技术红外检测技术非接触式检测非接触式检测对温度敏感对温度敏感适用于特定波段适用于特定波段热辐射和黑体辐射的关系热辐射是指物体因为温度而发射出来的电磁辐射。根据普朗克定律，任何物体都会以一定频率

3、发射电磁波，这种电磁波的频率与物体的温度有关。当物体的温度越高，它所发出的电磁波的频率就越高。热辐射与温度的热辐射与温度的关系关系物体的温度与其所发出的电磁波的频率存在一种确定的关物体的温度与其所发出的电磁波的频率存在一种确定的关系。这种关系称为维恩位移定律。根据维恩位移定律，物系。这种关系称为维恩位移定律。根据维恩位移定律，物体的温度越高，其所发出的电磁波的波长越短，对应的频体的温度越高，其所发出的电磁波的波长越短，对应的频率就越高。率就越高。热辐射的基本定律和特性热辐射的能量密度与温度的四次方成正比斯特藩-玻尔兹曼定律热辐射的波长峰值与温度呈反比维恩位移定律所有物体对热辐射的吸收和发射都是

4、一样的基尔霍夫定律 利用热电偶在温度差作用下产生电势的特性原理0103精度受限，对环境干扰敏感缺点02响应速度快，测量范围广优点热释电红外检测器热释电是指在温度变化或热流动作用下，对电荷产生运动的现象。热释电红外检测器利用该现象，将红外辐射转化为电信号输出。利用半导体材料对红外辐射的电磁波产生反应原理0103对温度变化和干扰敏感缺点02灵敏度高，响应速度快优点原位检测和非原位检测根据检测方式的不同，红外检测器可以分为原位检测和非原位检测两种。原位检测是指检测器直接接触被测物体，非原位检测则是通过光学透镜等介质进行观测。光学系统光学系统光学系统由发射源、透镜、光谱仪等组成，主要用于收集光学系统由

5、发射源、透镜、光谱仪等组成，主要用于收集和分析红外辐射信号。其核心部件是光谱仪，能够将红外和分析红外辐射信号。其核心部件是光谱仪，能够将红外辐射信号分解为不同波长的光谱成分，并输出相应的电信辐射信号分解为不同波长的光谱成分，并输出相应的电信号。号。接收系统接收系统接收系统由检测器、探头等组成，主要用于接收和转换红接收系统由检测器、探头等组成，主要用于接收和转换红外辐射信号。检测器是红外检测器的核心部件，能够直接外辐射信号。检测器是红外检测器的核心部件，能够直接将红外辐射转化为电信号输出。探头则是检测器的辅助部将红外辐射转化为电信号输出。探头则是检测器的辅助部件，可以对被测物体进行位置和方向控制

6、。件，可以对被测物体进行位置和方向控制。信号处理系统对检测器输出的微弱信号进行放大放大器对信号进行频域分析，提取有用信号频谱分析仪对信号进行数字处理和分析，生成图像和数据计算机 0202第2章 热像仪的原理与应用 热像仪的基本原理热像仪是一种通过测量物体表面温度分布来获取物体内部温度信息的仪器。它由一组红外探测器组成，可以将物体表面发出的红外辐射信号转换成电信号，再经过处理后显示出物体表面对应的温度分布图。热像仪的组成结构包括光学系统、热成像器、信号处理系统和显示系统等。热像仪应用的基本原理和技术指标热像仪应用的基本原理是：利用物体发出的红外辐射信号来记录物体表面的温度分布。热像仪的主要技术指

7、标包括：分辨率、灵敏度、温度范围、测量误差、帧率等。非接触式测温、热泵效率监测等工业领域0103体温检测、病灶检测、手术导航等医学领域02夜视仪、导弹追踪等军事领域热像仪的优缺点分析高精度、高稳定性、无需接触、高效率优点价格较高、分辨率有限、可靠性不高、工作环境限制缺点 热像仪市场现状热像仪市场现状和发展趋势和发展趋势热像仪市场规模不断扩大，市场份额不断增加。热像仪技热像仪市场规模不断扩大，市场份额不断增加。热像仪技术也在不断升级，发展趋势包括高清晰度、高精度、小型术也在不断升级，发展趋势包括高清晰度、高精度、小型化、多功能化等方向。化、多功能化等方向。热像仪市场现状和发展趋势热像仪市场规模不

8、断扩大，预计将达到500亿美元以上市场规模热像仪在工业、军事、医学等领域的应用越来越广泛市场份额热像仪技术将不断升级，发展方向包括高清晰度、高精度、小型化、多功能化等方向技术发展趋势 0303第3章 热成像技术的应用 热成像技术的基础原理热成像技术是利用物体本身发出的热辐射来获取物体表面温度分布的技术。其基本原理是物体在温度不同的情况下会发出不同强度的红外辐射，而红外辐射可以被专门的热像仪捕捉和处理，从而得到物体表面的温度图像。热成像技术主要由红外探测器、镜头、信号处理器和显示器等组成。常用的热成像技术指标包括分辨率、温度范围、热灵敏度、场角、数据存储和传输等。热成像技术的相关术语物体在温度不

9、同的情况下产生的电磁辐射红外辐射用于捕捉和处理红外辐射的设备热像仪热像仪所能分辨的最小温度差异热成像分辨率 生产线温度监测对生产线温度进行实时监测，及时发现异常情况实时监测根据生产线温度变化，进行节能降耗的优化节能降耗根据温度变化，调整生产参数，提高生产效率提高生产效率 建筑热损失检测通过热成像技术监测建筑的热损失情况监测热损失根据热成像技术评估建筑保温性能评估保温性能通过热成像技术检测建筑漏水和防水情况检测漏水防水 热成像技术在气象学中的应用通过热成像技术监测大气温度变化，预测天气情况天气预报通过热成像技术监测海洋表面温度变化，预测海洋气象情况海洋监测热成像技术可以用于监测林区的温度变化，预

10、测林火情况林区监测 热成像技术在污热成像技术在污染控制中的应用染控制中的应用热成像技术可以用于监测污染源的热辐射情况，从而判断热成像技术可以用于监测污染源的热辐射情况，从而判断其排放情况，发现并及时处理存在的问题。同时，热成像其排放情况，发现并及时处理存在的问题。同时，热成像技术还可以用于检测地下水埋深和分布情况，对环境污染技术还可以用于检测地下水埋深和分布情况，对环境污染的防治起到重要作用。的防治起到重要作用。用于捕捉物体发出的红外辐射红外探测器0103对捕捉到的红外辐射信号进行处理，生成热成像信号处理器02用于聚焦红外辐射，成像于探测器上镜头温度范围温度范围热像仪所能测量的最高和最低热像仪

11、所能测量的最高和最低温度温度通常以摄氏度为单位衡量通常以摄氏度为单位衡量热灵敏度热灵敏度热像仪所能探测的最小温度变热像仪所能探测的最小温度变化化通常以毫开尔文为单位衡量通常以毫开尔文为单位衡量场角场角热像仪所能观察的范围大小热像仪所能观察的范围大小通常以度数为单位衡量通常以度数为单位衡量热成像技术的技术指标热成像技术的技术指标分辨率分辨率热像仪所能分辨的最小温度差热像仪所能分辨的最小温度差异异通常以像素为单位衡量通常以像素为单位衡量 0404第4章 红外辐射测温技术 红外辐射测温技术的基本原理红外辐射测温技术利用物体在不同波长的红外辐射下的能量差异来得到物体的温度信息。其工作原理是利用热辐射法

12、，将物体发出的辐射量与它的温度相联系，得到物体的温度。红外辐射测温技术优点是可以非接触、高精度、快速测量目标物体温度，但缺点是测温受环境影响较大，需要校正。红外辐射测温技术的优点和缺点非接触、高精度、快速测量目标物体温度优点测温受环境影响较大，需要校正缺点 铁水温度测量、铸坯温度测量等钢铁行业0103炉温测量、铝水温度测量等冶金行业02反应釜温度测量、催化剂温度测量等石油化工行业红外辐射测温技术的实现方法利用单只测温仪器测量物体的温度。单点测温利用红外热像仪捕获并记录目标物体的热图像，并由此计算物体的温度分布。成像测温 红外辐射测温技术的未来发展方向红外辐射测温技术未来将向高精度、高分辨率、多

13、功能化方向发展，并应用于智能化、自动化程度更高的领域。0505第5章 红外热成像测量技术的发展现状和前景 红外热成像测量技术的发展历史红外热成像测量技术是一种无损检测技术，可以对目标物体进行热成像，实现对温度、热辐射分布的检测和分析。自20世纪60年代开始，随着红外技术的不断发展，红外热成像测量技术逐渐成为热学领域的重要研究方向。红外热成像测量技术的发展历史红外热成像技术的基础红外辐射能被探测探测器、光学系统、数字处理技术等的不断改善和升级红外热成像测量设备的发展军事、医学、航天、机械、兵器等领域均有应用红外热成像测量技术的应用领域不断扩大 红外热成像测量红外热成像测量技术的应用领域技术的应用

14、领域红外热成像测量技术广泛应用于工业自动化、军事、医学红外热成像测量技术广泛应用于工业自动化、军事、医学等领域。在工业领域，红外热成像测量技术可以用于设备等领域。在工业领域，红外热成像测量技术可以用于设备故障诊断、能源损失分析等方面。在军事领域，红外热成故障诊断、能源损失分析等方面。在军事领域，红外热成像测量技术可以用于目标侦测、识别和跟踪。在医学领域，像测量技术可以用于目标侦测、识别和跟踪。在医学领域，红外热成像测量技术可以用于乳腺癌诊断、体表温度测量红外热成像测量技术可以用于乳腺癌诊断、体表温度测量等方面。等方面。军事军事目标侦测目标侦测识别和跟踪识别和跟踪情报采集等情报采集等医学医学乳腺

15、癌诊断乳腺癌诊断体表温度测量体表温度测量疾病监测等疾病监测等航天航天太阳能电池板检测太阳能电池板检测空间目标跟踪空间目标跟踪火箭发动机温度监测等火箭发动机温度监测等红外热成像测量技术的应用领域红外热成像测量技术的应用领域工业自动化工业自动化设备故障诊断设备故障诊断能源损失分析能源损失分析动态温度监测等动态温度监测等红外热成像测量技术的发展趋势不断提高图像分辨率高分辨率化通过融合其他检测手段，提高测量精度和可靠性多模态化通过人工智能、深度学习等技术，实现自动化、智能化测量智能化 红外热成像测量红外热成像测量技术的市场前景技术的市场前景随着红外热成像测量技术的不断发展和应用，红外热成像随着红外热成

16、像测量技术的不断发展和应用，红外热成像测量设备市场前景广阔。未来，随着智能制造、工业测量设备市场前景广阔。未来，随着智能制造、工业4.04.0的快速发展，工业自动化领域对红外热成像测量技术的需的快速发展，工业自动化领域对红外热成像测量技术的需求将进一步增加。此外，医学、军事、机械、航天等领域求将进一步增加。此外，医学、军事、机械、航天等领域的需求也将逐步增长。的需求也将逐步增长。红外热成像测量技术的市场竞争分析FLIR、Testo、FLUKE等主要厂商FLIR占据50%以上市场份额市场份额产品性能不断提高，价格逐渐下降产品特点 0606第6章 总结 红外检测技术的优势和局限性非接触、非破坏优势

17、探测距离远、反应速度快优势环境干扰大、对温度稳定性要求高局限性 红外检测技术的应用领域和前景医学诊断应用领域安防监控应用领域火灾预警应用领域隐蔽物体探测技术前景从2019年的60亿美元增长到2027年的110亿美元市场规模0103政策推动、技术创新、应用拓展影响因素02复合年增长率达13.5%增长趋势红外技术基础与红外技术基础与应用应用红外光谱的基本原理是物体受热后会放出红外辐射，在红红外光谱的基本原理是物体受热后会放出红外辐射，在红外光谱区域产生特征光谱，通过检测来分析物体的性质。外光谱区域产生特征光谱，通过检测来分析物体的性质。红外技术被广泛应用于军事、医学、安防等领域，如红外红外技术被广

18、泛应用于军事、医学、安防等领域，如红外热成像、红外测温、红外成像探测器等。热成像、红外测温、红外成像探测器等。红外线热像仪红外线热像仪反应速度快反应速度快灵敏度高灵敏度高适用于特定行业适用于特定行业红外线探测器红外线探测器分辨率高分辨率高噪声低噪声低可量化分析可量化分析红外分光仪红外分光仪分辨率高分辨率高可分析多种物质可分析多种物质适用于实验室适用于实验室红外热成像测量技术与应用红外热成像测量技术与应用热成像仪热成像仪分辨率高分辨率高动态范围大动态范围大通量较大通量较大红外检测技术在建筑工程中的应用红外光谱的特性使得其在建筑工程中得到了广泛应用，例如建筑结构的热损耗分析、水管和地暖检测、混凝土冻融损伤检测等。此外，红外相机还可用于建筑热效应分析，以提高建筑的能量效率。红外技术的发展历程发现红外辐射现象20世纪初红外线技术应用于航空侦察20世纪50年代红外热像仪应用于医学检测20世纪70年代 谢谢观看！下次再会