紅外檢測器,紅外檢測器是什么意思

紅外檢測就是利用紅外輻射原理對設備或材料及其它物體的表面進行檢驗和測量的專門技術，也是采集物體表面溫度信息的一種手段。

紅外檢測的原理

紅外線檢測物體表面溫度分布的變化如圖1所示。

圖1 紅外檢測物體表面溫度變化示意

從圖中可見，熱流注入是均勻的，對無缺陷的物體，正面和背面的溫度場分布基本上是均勻的，如果物體內部存在缺陷，在缺陷處溫度分布將發生變化，對于隔熱性的缺陷，正面檢測方式，缺陷處因熱量堆積呈“熱點”，背面檢測時，缺陷處則是低溫點；而對于導熱性的缺陷，正面檢測時，缺陷處的溫度是低溫點，背面檢測到缺陷處的溫度是“熱點”?？梢?，采用紅外檢測技術，可以形象地檢測出材料表層與淺層缺陷和范圍。

當一個物體本身具有不同于周圍環境的溫度時，不論物體的溫度高于環境溫度，還是低于環境溫度；也不論物體的高溫來自外部熱量的注入，還是由于在其內部產生的熱量造成，都會在該物體內部產生熱量的流動。熱流在物體內部擴散和傳遞的路徑中，將會由于材料或投射的熱物理性質不同，或受阻堆積，或通暢無阻傳遞，最終會在物體表面形成相應的“熱區”和“冷區”，這種由里及表出現的溫差現象，就是紅外檢測的基本原理。

紅外檢測器的分類

紅外的檢測器是紅外分光光度計的重要組成部分，紅外的檢測器也有多種。

紅外檢測器分為熱電檢測器和光檢測器兩類。熱電檢測器是將紅外的輻射熱能轉化為電能，從而檢測電信號來測量紅外線的強弱。光檢測器則是利用紅外線的熱能使得檢測器的溫度發生改變，從而導電性發生變化，此時通過測量電阻來衡量紅外信號的強弱。

熱電檢測器有：DTGS（氘化硫三肽）、LiTaPO3（鉭酸鋰）等。

光檢測器有：MCT（汞鉻碲）、InTe（銻化銦）等。

紅外檢測的基本方法

紅外檢測的基本方法分為兩大類型，即被動式和主動式。被動式的紅外檢測在設備的紅外檢測診斷技術中應用比較多；主動式的紅外檢測又可分為單面法和雙面法

紅外檢測中對被測目標的加熱方式也分為穩態加熱和非穩態加熱。

紅外檢測儀器的安裝和運載方式有固定式、便攜式、車載式和機載式(直升機裝載)等多種。

（1）被動式紅外檢測

所謂被動式系指進行紅外檢測時不對被測目標加熱，僅僅利用被測目標的溫度不同于周圍環境溫度的條件，在被測目標與環境的熱交換過程中進行紅外檢測的方式。被動式紅外檢測應用于運行中的設備、元器件和科學試驗中。由于它不需要附加熱源，在生產現場基本都采用這種方式。

（2）主動式紅外檢測

主動式紅外檢測是在進行紅外檢測之前對被測目標主動加熱，加熱源可來自被測目標的外部或在其內部，加熱的方式有穩態和非穩態兩種，紅外檢測根據不同情況可在加熱過程當中進行，也可在停止加熱有一定時間后進行。

1）單面法：對被測目標的加熱和紅外檢測在被測目標的同一側面進行。

2）雙面法：相對于上述的單面法而言，雙面法是把對被測目標的加熱和紅外檢測分別

在目標的正、反兩個側面進行。

（3）加熱方式

1）穩態加熱：將被測目標加熱到其內部溫度達到均勻穩定的狀態時，再把它置放于一個低于(或高于)該恒定溫度的環境中進行紅外檢測。

這種方式多用于材料的質量檢測，如被測物內部有裂紋、孔洞或脫粘等缺陷時，則被測物與環境的熱交換中熱流將受到缺陷的阻礙，其相應的外表面就會產生溫度的變化，與沒有缺陷的表面相比則會出現溫差。

2）非穩態加熱：對被測目標加熱，不需要使其內部溫度達到均勻穩定狀態，而在它的內部溫度尚不均勻、具有導熱的過程中即進行紅外檢測。

3)如將熱量均勻地注入被測目標，熱流進入內部的速度要由它的內部狀況決定，若內部有缺陷，則會成為阻檔熱流的熱阻，經一定時間會產生熱量堆積，在其相應的表面會產生熱的異常。缺陷造成的熱流變化取決于缺陷的位置、走向、幾何尺寸和材料的熱物理性能。

紅外檢測儀器的安裝和運轉方式

（1）固定式：用于對旋轉型設備故障的監測、關鍵設備的監測和生產在線產品工藝、質量的監測。

（2）便攜式：便攜式的紅外檢測儀器應用十分廣泛，在日常巡檢、定期普測、配合設備檢修和跟蹤監測中都要使用(主要使用或配合使用)便攜式儀器。

（3）車載式：在進行設備的定期普測時，由于被測設備數量多、檢測路線長，必須采用車載式檢測。車載式是把熱像儀裝載在汽車(或其它車輛)上，可以使用兩組測距不同的鏡頭攝取遠、近兩處設備的紅外圖像；對于汽車不能到達的目標，則步行到位檢測；車內有圖像監視器顯示，操作者發現異常(包括需要立即檢修和進一步調查監測兩種情況)，則立即在車上紀錄并打印，及時向主管人員遞交紅外檢測報告；遇有緊急情況需要及時處理，可采用無線電電話取得聯系。

（4）機載式：對于需要在上空檢測的目標，特別是極長距離、人員和車輛都不便到達的高山峻嶺處的設備檢測，應該采用直升機機裝載熱像儀進行。

紅外檢測的優勢

紅外檢測作為非破壞檢測眾多方法中的一個，它們的功能在相比之下是各有特色，但紅外檢測卻有其獨到之處，形成了它的檢測優勢，可完成X射線、超音波、聲發射及激光全息檢測等技術無法擔任的檢測。

（1）非接觸性：紅外檢測的實施是不需要接觸被檢目標的，被檢物體可靜可動，可以是具有高達數千攝氏度的熱體，也可以是溫度很低的冷體。所以，紅外檢測的應用范圍極為寬廣，且便于在生產現場進行對設備、材料和產品的檢驗和測量。

（2）安全性極強：由于紅外檢測本身是探測自然界無處不在的紅外輻射，所以它的檢測過程對人員和設備材料都不會構成任何危害；而它的檢測方式又是不接觸被檢目標，因而被檢目標即使是有害于人類健康的物體，也將由于紅外技術的遙控檢測而避免了危險。

（3）檢測準確：紅外檢測的溫度分辨率和空間分辨率都可以達到相當高的水平，檢測結果準確率很高。例如，它能檢測出0.1℃，甚至0.01℃的溫差；它也能在數毫米大小的目標上檢測出其溫度場的分布；紅外顯微檢測甚至還可以檢測小到0.025mm左右的物體表面，這在線路板的診斷上十分有用。在某種意義上說，只要設備或材料的故障缺陷能夠影響熱流在其內部傳遞，紅外檢測方法就不受該物體的結構限制而能夠探測出來。

（4）操作便捷：由于紅外檢測設備與其它相比是比較簡單的，但其檢測速度卻很高，如紅外探測系統的響應時間都是以μs或ms計，掃描一個物體只需要數秒或數分鐘即可完成，特別是在紅外設備診斷技術的應用中，往往是在設備的運行當中就已進行完了紅外檢測，對其他方面很少帶來麻煩，而檢測結果的控制和處理保存也相當簡便。