自然界一切温度高于绝对零度的物体都会向外界发出红外辐射，辐射大小主要与物体材料类型、物理与化学结构特征、波长和温度等因素有关。基于该原理，采用红外热像仪记录构件的红外热图，把人眼所无法观察到的表面热分布可视化，并以灰度差或伪彩色形式表现物体各点温度差，通过对温差的分析，即可识别出缺陷位置、大小等重要信息，这是红外热成像检测技术的基础。

近年来，红外热成像检测技术受到国内外学者和工程技术人员的广泛关注，被逐渐应用于航空航天、电气、土木工程、医学等诸多领域。

一、红外热成像检测技术分类

根据引起温差的方式不同，红外热成像检测技术可划分为主动式和被动式。主动式红外热成像检测技术可以对物体表面进行快速、准确的检测，并具有直观、非接触、单次检测面积大等特点。根据主动式激励源不同，主要划分为脉冲红外热成像检测技术、锁相红外热成像检测技术和超声红外热成像检测技术等，本文主要介绍以下3种常用的红外热成像检测技术。

1、脉冲红外热成像检测技术

脉冲红外热成像技术是一种集光、机、电为一体的非接触式无损检测方法，其工作原理（如下图）是以高能脉冲闪光灯作为激励热源，热流在被测构件内部传导过程中，若构件内部存在缺陷或损伤，则使得物体内部热分布存在不连续性结构，从而导致其缺陷或损伤处的表面温度与无缺陷或损伤处有着明显不同。脉冲红外热成像检测方式虽简单实用，但也存在着一些缺点：对于复杂结构构件检测较困难；对热源均匀性要求非常高；检测构件厚度有限。

2、锁相红外热成像检测技术

锁相红外热成像检测技术的工作原理（如下图）是由函数发生器控制激励热源发出按照正弦规律变化的光源强度，光源的热辐射对被测构件进行加热，采用红外热像仪采集构件表面的温度信息。锁相红外热成像技术的优点是：无加热不均的影响；相位图与构件表面发射率无关；不会导致材料发生损伤等。此外，在热像仪精度确定的情况下，相位检测还能显著提高缺陷的探测能力和测量精度。当然，该技术也存在着一些不足，如需要较长检测时间，后续数据处理较困难，实验系统也相对较复杂。

3、超声红外热成像检测技术

超声红外热成像检测的原理（如下图）是利用低频超声脉冲波作用于构件表面，利用其特定振动激励源促使物体内部产生机械振动，使得缺陷部分因热弹和滞后效应导致声能在物体中衰减而转化成热能。通过观察红外热像仪所记录下来的温差，借助计算机对时序热图进行处理，即可实现构件内部缺陷的识别与判定。

超声红外热成像技术的检测灵敏度更高，还可对物体更深的亚表面裂纹进行检测，以及对复合材料内部分层或脱粘进行检测。由于该技术实验系统比较复杂，操作时需谨慎，避免不必要的损伤和浪费。

二、红外热成像检测技术的应用

1、在航天航空领域中的应用

发动机涡轮叶片是飞机能量转换的关键部件，所以准确高效地检测涡轮叶片的缺陷对于预防危害性故障有重要意义。如果以热风作为激励源，对正常和故障叶片分别进行相同的持续激励，再用红外热像仪记录叶片表面的温度变化情况，就可以清晰准确的找出缺陷位置，为后续的维修等工作提供依据。

2、在电气领域的应用

测试对象可包括变电所空压机互感器接头、变压器零线接头、供电厂照明线接头、电车隧道电缆过载、空气开关接头和高压线电缆中间接头温度等。通过对变电站和输电线路的定期测温，可有效避免不必要的损失，为工厂的安全运行提供了重要保障。

3、在土木工程领域的应用

当外墙饰面材料发生空鼓现象时，空鼓位置处形成很薄的空气层，而空气层的隔热性能会导致空鼓处的热量不能及时传给基底及墙体，因此可通过采集外墙表面的温度场变化，来判断饰面工程质量。

4、在医学领域的应用

红外热成像技术可作为一种高效可靠的非接触式测温技术，提供实时可视化的人体温度分布图。发烧、皮肤烧伤、甚至皮肤溃疡或皮肤移植等情况都可以由灵敏度高的红外热像仪进行检测和监控。红外热成像技术还在早期皮肤癌的检测、疼痛治疗、烧伤程度判断医学应用有着重大的作用。

三、红外热成像技术的发展趋势

红外热成像技术作为一门新兴的无损检测技术，具有非接触、大面积、响应快等诸多优点。随着国内外学者对红外热成像检测技术的不断深入，在今后一段时间内，将主要侧重于以下几个方面的研究：将由定性研究向定量研究转变，并逐渐走向标准化；采取更多样的激励方式，并将多种检测技术与红外热成像技术融合使用，以实现更加高效、精确检测；随着数学和计算机科学的迅猛发展，将会涌现出更多先进的信号处理算法，更加有效地实现缺陷特征的提取。

关键词:红外热像仪 无损检测 热成像技术

浏览量：1749

来 源：电子发烧友网

编辑：马致远

声明：凡本网注明"  来源：仪商网"的所有作品，版权均属于仪商网，未经本网授权不得转载、摘编使用。
经本网授权使用，并注明"来源：仪商网"。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
本网转载并注明自其它来源的作品，归原版权所有人所有。目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如有作品的内容、版权以及其它问题的，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
本网转载自其它媒体或授权刊载，如有作品内容、版权以及其它问题的，请联系我们。相关合作、投稿、转载授权等事宜，请联系本网。
QQ：2268148259、3050252122。