帶電設(shè)備紅外診斷ppt課件(已修改)
2025-05-17 22:23 本頁(yè)面
【正文】 帶電設(shè)備紅外診斷 洛陽(yáng)供電公司 前言、紅外線理論及基本概念 紅外線是一種電磁波（英國(guó)物理學(xué)家 FW赫胥爾在 1800年發(fā)現(xiàn)）( ?m ???1000?m)，高于無(wú)線電波，位于可見(jiàn)光紅色光帶之外 。 10nm 100nm 1181。m 10181。m 100181。m 1mm 10mm 100mm 1m 10m 100m 1km X射線 紫外線 可見(jiàn)光 紅外線 微波 無(wú)線電 2181。m 13181。m 紅外熱像圖和可見(jiàn)光圖比較 紅 外 熱 圖 可 見(jiàn) 光 圖 可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為 ~ ?m，普通玻璃能透過(guò)可見(jiàn)光，但是卻幾乎不能透過(guò)紅外線。 紅外線就在我們身邊！ 熱量或熱輻射是紅外線的主要來(lái)源，任何溫度高于絕對(duì)零度（ ）的物體都會(huì)發(fā)出紅外線。比如冰塊也會(huì)輻射紅外線。 平時(shí)，我們是看不到紅外線的，但它產(chǎn)生的熱量 我們的神經(jīng)末梢是可以感覺(jué)到的。日常生活中， 陽(yáng)光、火、散熱器等散發(fā)的被我們感覺(jué)到的熱量 都是紅外輻射。 不論是白天還是夜晚紅外輻射都在我們的身邊。 物體的溫度越高它發(fā)射紅外射線就越強(qiáng)。 紅外熱像技術(shù) 紅外熱像技術(shù)是研究紅外輻射的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換、探測(cè)并付諸于應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。 熱傳輸?shù)姆绞? 熱傳輸有三種方式，分別是：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。對(duì)流通常只發(fā)生在流體介質(zhì)中。 紅外熱成像儀 顯示目標(biāo)熱像的過(guò)程，叫做紅外熱成像。而實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程的設(shè)備稱為紅外熱成像裝置。 紅外探測(cè)器的工作原理 A、 紅外探測(cè)器：能把被測(cè)物體紅外輻射量的變化變成電量變化的裝置。 B、 紅外熱像儀一般是由三部分組成：紅外探測(cè)頭、圖像處理、監(jiān)視器；探測(cè)器分為光機(jī)掃描型和聚焦平面凝視型。 C、 光機(jī)掃描指紅外探測(cè)頭由高速光學(xué)機(jī)掃描裝置和低溫致冷裝置等組成其原理：光機(jī)掃描是通過(guò)平行光束掃描技術(shù)，將進(jìn)入硅窗口的被測(cè)物體表面紅外輻射經(jīng)紅外光學(xué)器件掃描到多元探測(cè)器列陣上，該探測(cè)器列陣處于低溫恒器內(nèi)，一般是冷卻到186176。 C的多元紅外探測(cè)器列陣，逐點(diǎn)把紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)放大處理后，被測(cè)物體表面的熱分布以可見(jiàn)光圖像顯示在屏幕上。 IR optics 2 dim. detectormatrix 焦平面探測(cè)器 光機(jī)掃描探測(cè)器 D、焦平面紅外探測(cè)器的 工作原理：是依靠探測(cè)微型輻射熱量的熱探測(cè)器 (Microbolometer)。探測(cè)器通過(guò)吸收入射的紅外輻射致使自身溫度上升，從而引起探測(cè)器電阻變化，在外加電壓的情況下進(jìn)而產(chǎn)生信號(hào)電壓。 紅外輻射能 微橋 整個(gè)成像技術(shù)過(guò)程如下圖所示： 目 標(biāo) 空 氣 熱 像 儀 熱 圖 目標(biāo)物體 黑體 ：在任何情況下對(duì)一切波長(zhǎng)的入射輻 射的吸收率都等于 1的物體。 普朗克定律 、 維恩位移定律 和 斯蒂芬 波爾 茲曼定律 對(duì)黑體的輻射作了全面地描述。 普朗克定律： 描述了黑體輻射強(qiáng)度、溫度和波長(zhǎng)的 關(guān)系。 一個(gè) 理想的輻射體所發(fā)出的電磁波功率，隨波 長(zhǎng)的分布可用 PLANCK定律公式示： 光波輻射量（ J） 波 長(zhǎng) (um) 可以看到黑體輻射覆蓋很寬的波譜 ， 但它們 有各自不同的輻射強(qiáng)度最大值 。 最大值處的 波長(zhǎng)可以計(jì)算出來(lái) 。 這公式就是著名的 維恩 位移定律 ， 表達(dá)為 ?max = 2898/T T： 物體的絕對(duì)溫度，開(kāi)氏溫標(biāo)測(cè)量 (K) ?max ： 最大強(qiáng)度的波長(zhǎng) 物體的輻射率小于 1且隨著波長(zhǎng)的變化而變 化。技術(shù)上為了近似處理，就引入了 灰體 。 灰體 ：輻射率不隨波長(zhǎng)變化的物體。 對(duì)于 灰體 ， 斯蒂芬 波爾茲曼公式 為 W = ??T4 W/m2 ?斯蒂芬 波爾茲曼常數(shù)，其值為 ?物體表面發(fā)射率 ?物體的熱力學(xué)溫度 自然界中沒(méi)有絕對(duì)的黑體 ,不同的物體具有不同的輻射性能，我們需要引入輻射率（ ?） 來(lái)描述這一性能。 ? = Wbb ： 黑體的輻射能量； Wobj： 同溫度的“普通”物體的輻射能 ? : 輻射率由物體自身決定 Wobj Wbb 波長(zhǎng)（ 181。m） 光譜輻射能 黑體輻射源 , ?=1 灰體輻射源
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