第一篇：紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用和展望

紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用和展望

摘要：無(wú)損檢測(cè)，是指在不會(huì)對(duì)材料或元件的有效性或可靠性造成損害的前提下，對(duì)其內(nèi)部的異性結(jié)構(gòu)(缺陷或損傷)進(jìn)行探測(cè)、定位、識(shí)別及測(cè)量的一種實(shí)用性技術(shù)。紅外熱成像技術(shù)是在紅外探測(cè)器、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，屬于綜合性高新技術(shù)，該技術(shù)正朝著快速掃描、非致冷、焦平面陣列式接收、計(jì)算機(jī)圖像處理的方向發(fā)展，利用便攜式筆記本電腦控制的系統(tǒng)正日趨完善。

關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè)；熱成像技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

紅外熱成像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)(又稱紅外熱波無(wú)損檢測(cè)技術(shù))，是一門跨學(xué)科的技術(shù)，它的研究和應(yīng)用，對(duì)提高航空航天器，多種軍、民用工業(yè)設(shè)備的安全可靠性具有重要意義。

1.紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)的原理

紅外熱成像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的基本原理是利用被檢物的不連續(xù)性缺陷對(duì)熱傳導(dǎo)性能的影響，使得物體表面溫度不一致，即物體表面的局部區(qū)域產(chǎn)生溫度梯度，導(dǎo)致物體表面紅外輻射能力發(fā)生差異。借助紅外熱像儀探測(cè)被檢物的輻射分布，通過(guò)形成的熱像圖序列就可推斷出內(nèi)部缺陷情況。

從理論上分析可知，材料或構(gòu)件因內(nèi)部缺陷將導(dǎo)致局部力學(xué)性能的強(qiáng)度改變，由于材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性，這種缺陷將引起材料或構(gòu)件的熱傳導(dǎo)不連續(xù)，致使材料或構(gòu)件的溫度梯度不同，因而顯現(xiàn)出的紅外熱圖像也有所不同。通過(guò)研究被檢測(cè)材料的內(nèi)部缺陷及結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，找出其熱傳導(dǎo)特性與紅外熱圖像之間的關(guān)系和機(jī)理，根據(jù)顯示圖像的溫度梯度就可以確定缺陷的位置和范圍，由溫度梯度隨時(shí)間變化的速率可以確定缺陷的深度。

采用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)的特點(diǎn)是不受材料的幾何結(jié)構(gòu)及材質(zhì)的限制，可以實(shí)現(xiàn)非接觸、大面積的檢測(cè)。

2.紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)的分類

根據(jù)探測(cè)方式不同，紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)可劃分為透射式和反射式，其中反射式更便于使用；根據(jù)引起溫差的方式不同，可劃分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。

主動(dòng)式紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)物體表面進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)，并具有直觀、非接觸、單次檢測(cè)面積大等特點(diǎn)。根據(jù)主動(dòng)式激勵(lì)源不同，主要?jiǎng)澐置}沖紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)、鎖相紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)和超聲紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)等。

2.1脈沖紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)

脈沖紅外熱成像技術(shù)是一種集光、機(jī)、電為一體的非接觸式無(wú)損檢測(cè)方法，也是目前研究最多和最成熟的方法之一。工作原理如圖1所示:以高能脈沖閃光燈作為激勵(lì)熱源，熱流在被測(cè)構(gòu)件內(nèi)部傳導(dǎo)過(guò)程中，若構(gòu)件內(nèi)部存在缺陷或損傷，則使得物體內(nèi)部熱分布將存在不連續(xù)性結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其缺陷或損傷處的表面溫度與無(wú)缺陷或損傷處有明顯不同。

圖1沖紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)的工作原理

脈沖紅外熱成像檢測(cè)方式雖然簡(jiǎn)單實(shí)用，但是也存在著一些缺點(diǎn)：適于檢測(cè)平板類構(gòu)件，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)件檢測(cè)存在困難；對(duì)熱源的均勻性要求非常高；檢測(cè)構(gòu)件厚度有限，當(dāng)檢測(cè)厚度較高的構(gòu)件時(shí)，難以顯示缺陷結(jié)果。

2.2鎖相紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)

鎖相紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)的工作原理，如圖2所示。由函數(shù)發(fā)生器控制激勵(lì)熱源發(fā)出按照正弦規(guī)律變化的光源強(qiáng)度，光源的熱輻射對(duì)被測(cè)構(gòu)件進(jìn)行加熱，采用紅外熱像儀采集構(gòu)件表面的溫度信息。鎖相的目的在于從干擾信號(hào)中提取特定頻率的有用信號(hào)，分析其存在的差異，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷特征的判定與識(shí)別。

圖2相紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)的工作原理

鎖相紅外熱成像技術(shù)與常規(guī)的脈沖紅外熱成像技術(shù)相比，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：不受加熱不均的影響；相位圖與構(gòu)件表面發(fā)射率無(wú)關(guān)；加熱的溫度較低，不會(huì)導(dǎo)致材料表面發(fā)生損傷；根據(jù)鎖相頻率和相位延遲，即可求出缺陷深度。此外，相位檢測(cè)與幅值檢測(cè)相比，在熱像儀精度確定的情況下，能顯著提高缺陷的探測(cè)能力和測(cè)量精度。

2.3超聲紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)

超聲紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)將超聲激勵(lì)技術(shù)與紅外熱成像技術(shù)相結(jié)合，其原理，如圖3所示。利用低頻超聲脈沖波作用在構(gòu)件表面上，利用其特定的振動(dòng)激勵(lì)源促使物體內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，使得缺陷部分因熱彈和滯后效應(yīng)導(dǎo)致聲能在物體中衰減而轉(zhuǎn)化成熱能，通過(guò)紅外熱像儀對(duì)構(gòu)件表面溫度變化情況進(jìn)行捕捉和采集。通過(guò)觀察紅外熱像儀所記錄下來(lái)的溫差，借助于計(jì)算機(jī)對(duì)時(shí)序熱圖進(jìn)行處理，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件內(nèi)部缺陷的判定與識(shí)別。

圖3超聲紅外熱成像檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理

超聲紅外熱成像技術(shù)與脈沖紅外熱成像等其他表面加熱的檢測(cè)方式相比，其檢測(cè)靈敏度更高。超聲紅外熱成像技術(shù)可對(duì)物體更深的亞表面裂紋進(jìn)行檢測(cè)，還可用于對(duì)復(fù)合材料內(nèi)部分層或脫粘進(jìn)行檢測(cè)。超聲紅外熱成像的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)比較復(fù)雜，操作時(shí)需要小心謹(jǐn)慎，避免不必要的損傷和浪費(fèi)。

3.紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

外熱成像技術(shù)因能快速、實(shí)時(shí)、直觀地檢測(cè)零件的損傷，所以應(yīng)用廣泛,可應(yīng) 用于航空設(shè)備檢測(cè)、復(fù)合材料的檢測(cè)、襯里損傷診斷、電力設(shè)備的故障診斷等。

3.1在電氣領(lǐng)域的應(yīng)用

測(cè)試對(duì)象主要包括變電所空壓機(jī)互感器接頭、分電箱導(dǎo)線接頭、變壓器零線接頭、供電廠照明線接頭、電車隧道電纜過(guò)載、空氣開(kāi)關(guān)接頭和高壓線電纜中間接頭溫度的測(cè)試等。通過(guò)對(duì)變電站和輸電線路的定期測(cè)溫，排除了大量的安全隱患，有效避免了不必要的損失，為工廠的安全運(yùn)行提供了重要保障。

3.2在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)的日新月異，其在土木工程領(lǐng)域中的應(yīng)用也有了很大發(fā)展。尤其在建筑物外墻飾面施工質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)日趨成熟。通過(guò)采集外墻表面的溫度場(chǎng)變化，可

為判斷飾面工程質(zhì)量提供一種途徑。

3.3在航天航空領(lǐng)域中的應(yīng)用

發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片是飛機(jī)中能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，在燃?xì)鉀_擊下高速旋轉(zhuǎn)，不但承受變化巨大的各種應(yīng)力，還受到高溫氧化等作用，所以準(zhǔn)確高效的檢測(cè)渦輪葉片的缺陷，對(duì)于預(yù)防危害性故障，提高飛機(jī)運(yùn)行安全有著重要意義問(wèn)。文獻(xiàn)川以熱風(fēng)作為激勵(lì)源，對(duì)正常和故障葉片分別進(jìn)行相同的持續(xù)激勵(lì)，然后用紅外熱像儀記錄葉片表面的溫度變化情況。

4.紅外熱成像檢測(cè)技術(shù)的展望

紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展以紅外探測(cè)器的發(fā)展為標(biāo)志，可以從紅外探測(cè)器的發(fā)展來(lái)推斷其發(fā)展趨勢(shì)：以“二代”焦平面陣列的實(shí)用化，批量生產(chǎn)，大量裝備為重點(diǎn)，解決各種不同功能要求的圖像處理和智能化、自動(dòng)化問(wèn)題，提高非制冷焦平面陣列規(guī)模和水平，與應(yīng)用密切配合，解決應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題；發(fā)展應(yīng)圍繞“第三代”焦平面陣列，著重基本技術(shù)問(wèn)題的研究解決，包括外延材料生長(zhǎng)大規(guī)模高密度器件工藝、非均勻性校正、可低溫工作的信號(hào)處理電路、互聯(lián)耦合技術(shù)、測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)、圖像處理和智能化等技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題，以縮小整機(jī)體積，并增強(qiáng)功能；進(jìn)一步應(yīng)探索新型材料器件的研究開(kāi)發(fā)，從能帶工程出發(fā)，設(shè)計(jì)研究新型焦平面陣列材料和器件；竭力提高成品率，降低價(jià)格，擴(kuò)展紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用價(jià)值。

縱觀現(xiàn)代各種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，均要求對(duì)零件的損傷進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)與評(píng)估，因此，紅外熱成像技術(shù)未來(lái)也要朝著快速、準(zhǔn)確的方向發(fā)展，其具體發(fā)展方向有以下幾點(diǎn)：（1）從定性到定量的轉(zhuǎn)變；(2)采取多樣化的激勵(lì)方式，實(shí)現(xiàn)更加快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)；（3）嘗試各種先進(jìn) 的信息處理方式，得到更加精確的零件損傷信息；（4）為適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的要求，向便攜式方向發(fā)展。

5．總結(jié)

紅外熱成像技術(shù)歷經(jīng)多年的發(fā)展，已從當(dāng)初的機(jī)械掃描機(jī)構(gòu)發(fā)展到了今天的全固體、小型化、全電子、自掃描凝視攝像，紅外熱成像技術(shù)正走向輝煌，同時(shí)，我們應(yīng)清醒的認(rèn)識(shí)到，紅外熱成像技術(shù)，已經(jīng)走上了一條充滿挑戰(zhàn)的發(fā)展道路，要想發(fā)展，必須解決許多問(wèn)題，以提高靈敏度，增加識(shí)別距離，降低成本。

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第二篇：紅外熱成像技術(shù)在森林防火中的應(yīng)用

紅外熱成像技術(shù)在森林防火中的應(yīng)用

森林火災(zāi)具有突發(fā)性、隨機(jī)性、破壞時(shí)間短等特點(diǎn)，因此一旦有火警發(fā)生，就必須速度采取撲救措施。而撲救是否及時(shí)，決策是否得當(dāng)，最重要取決于對(duì)林火的發(fā)現(xiàn)是否及時(shí)，分析是否準(zhǔn)確合理，決策措施是否得當(dāng)。傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)一般基于紅外傳感器和煙霧傳感器，探測(cè)火災(zāi)發(fā)生時(shí)生成的煙、溫度和光等參量，經(jīng)信號(hào)處理、比較、判斷后發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)；其缺點(diǎn)是無(wú)法迅速采集火災(zāi)發(fā)出的煙溫變化信息，難以滿足早期探測(cè)并預(yù)報(bào)此類火災(zāi)的要求。

近年來(lái)，紅外熱成像檢測(cè)和可見(jiàn)光圖像檢測(cè)在火焰檢測(cè)中有一定程度的應(yīng)用，但由于自身成像和檢測(cè)原理，只是單一的檢測(cè)模式極容易產(chǎn)生誤報(bào)、漏報(bào)，影響用戶使用，使得這一技術(shù)的推廣受到了阻礙。基于這種現(xiàn)象，雙光譜探測(cè)森林防火智能預(yù)警系統(tǒng)，采用兩種光譜的圖像智能檢測(cè)技術(shù)最大程度發(fā)揮了各自優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，能有效準(zhǔn)確地檢測(cè)出火焰，彌補(bǔ)傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與單一檢測(cè)模式所存在的不足，以達(dá)到森林防火智能預(yù)警的效果。

雙光譜探測(cè)森林防火智能預(yù)警系統(tǒng)是基于當(dāng)前林火監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足的基礎(chǔ)上研發(fā)的成果，也是一套針對(duì)性很強(qiáng)的系統(tǒng)，其具有高精度、高可靠等特點(diǎn)，多種技術(shù)手段共同確保林火預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)。

國(guó)外森林防火技術(shù)發(fā)展

從19世紀(jì)90年代至20世紀(jì)50年代感溫探測(cè)器一直占主導(dǎo)地位，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)處于初級(jí)發(fā)展階段;20世紀(jì)50年代初，瑞士物理學(xué)家埃斯特邁爾成功研制出離子型感煙探測(cè)器;到20世紀(jì)70年代末，光電元器件技術(shù)取得突破，光電感煙探測(cè)器應(yīng)運(yùn)而生;20世紀(jì)80年代初，日本開(kāi)始研究實(shí)驗(yàn)?zāi)M量火災(zāi)探測(cè)器，最為典型的是1991年日本學(xué)者提出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于火源探測(cè)的問(wèn)題;1994年瑞士推出AlgoRex火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯相結(jié)合，共同決策。

20世紀(jì)70年代末，我國(guó)的一些軍工企業(yè)、部屬企業(yè)開(kāi)始研制火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警產(chǎn)品;進(jìn)入80年代后為了縮短與國(guó)外同類產(chǎn)品的差距，滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要，開(kāi)始引進(jìn)或仿制國(guó)外產(chǎn)品;90年代后，國(guó)外企業(yè)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，帶來(lái)了先進(jìn)的技術(shù)，在一定程度上促進(jìn)了市場(chǎng)的發(fā)展。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和森林防火信息化需求的逐漸升級(jí)，新的火災(zāi)探測(cè)器也不斷出現(xiàn);但目前國(guó)內(nèi)所有的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警技術(shù)主要是基于傳感器的檢測(cè)，在現(xiàn)有的各種火災(zāi)報(bào)警和消防監(jiān)控設(shè)備中，大多數(shù)場(chǎng)所的火災(zāi)檢測(cè)，都采用常規(guī)的火災(zāi)探測(cè)的方法，其性能優(yōu)劣直接會(huì)影響火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警的準(zhǔn)確度和可靠性，例如感煙、感溫、感光探測(cè)器，它們分別利用火焰的煙霧、溫度、光的特性來(lái)對(duì)火災(zāi)進(jìn)行探測(cè)。在大面積森林應(yīng)用中，上述傳感器由于空間距離大，信號(hào)變得十分微弱。大空間使得普通的感煙、感溫火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)都無(wú)法迅速采集火災(zāi)發(fā)出的煙溫變化信息，即使是高精度的傳感器也會(huì)由于種種噪聲干擾而無(wú)法正常工作，導(dǎo)致火情誤報(bào)或錯(cuò)報(bào)，無(wú)法滿足森林火災(zāi)的及時(shí)檢測(cè)需求。

目前世界森林面積達(dá)40億公頃，其中我國(guó)森林面積是1.75億公頃,各類自然保護(hù)區(qū)1551個(gè)，對(duì)森林防火智能預(yù)警系統(tǒng)有著不同程度的需求，防止森林火災(zāi)發(fā)生的最好辦法就是預(yù)防。世界各國(guó)對(duì)火災(zāi)的預(yù)警檢測(cè)越來(lái)越重視，2010年6月俄羅斯大火給各國(guó)敲響了森林防火的警鐘，森林保護(hù)系統(tǒng)的缺失將導(dǎo)致森林火災(zāi)發(fā)生時(shí)要么束手無(wú)策，要么聽(tīng)之任之，因此，俄羅斯生態(tài)學(xué)家指出應(yīng)盡快恢復(fù)國(guó)家森林保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)用、快速、全面的預(yù)警系統(tǒng)尤為重要。

雙光譜探測(cè)森林防火智能預(yù)警系統(tǒng)，采用雙光譜探測(cè)方法，將先進(jìn)的紅外熱成像儀圖像采集和可見(jiàn)光圖像探測(cè)通過(guò)智能分析算法結(jié)合應(yīng)用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，最大限度發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，再加上網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)組成數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的智能森林防火指揮系統(tǒng)。與普通網(wǎng)絡(luò)視頻檢測(cè)系統(tǒng)相比，雙光譜探測(cè)森林防火智能預(yù)警系統(tǒng)是一種更高端、視頻檢測(cè)更智能、更準(zhǔn)確可靠的防火檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人值守，自動(dòng)對(duì)視頻圖像信息進(jìn)行分析判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的異常煙霧和火災(zāi)苗頭，準(zhǔn)確檢測(cè)出火焰，以最快、最佳的方式告警并提供防火預(yù)警信息，達(dá)到早期預(yù)警的目的。能夠有效的協(xié)助消防人員處理火災(zāi)危機(jī)，并最大限度的降低誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象;同時(shí)還可查看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像，根據(jù)直觀的畫面直接指揮調(diào)度救火。

該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于森林等戶外火災(zāi)的預(yù)警監(jiān)測(cè)中，同時(shí)結(jié)合林業(yè)管理的專業(yè)知識(shí)和林業(yè)防火的經(jīng)驗(yàn)，建立新一代森林防火智能分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，針對(duì)性地解決用戶的各種個(gè)性化需求。通過(guò)紅外熱成像和可見(jiàn)光雙光譜的檢測(cè)，以及云臺(tái)精確智能定位系統(tǒng)，獲得林區(qū)的清晰圖像，利用視頻分析技術(shù)，根據(jù)火焰光譜特征判斷是否產(chǎn)生火情，一旦發(fā)現(xiàn)疑似火情，立即觸發(fā)報(bào)警，林區(qū)視頻回傳至監(jiān)控中心，如果確認(rèn)報(bào)警屬實(shí)，攝像系統(tǒng)鎖定目標(biāo)，精確判斷火點(diǎn)位置，并根據(jù)已建立的林業(yè)防火信息數(shù)據(jù)資源做出滅火方案。

解決方案

本系統(tǒng)是一種具有紅外光、可見(jiàn)光雙光譜探測(cè)的森林防火智能預(yù)警系統(tǒng)，系統(tǒng)集成了紅外熱成像儀系統(tǒng)、超溫檢測(cè)系統(tǒng)、可見(jiàn)光攝像機(jī)、火災(zāi)監(jiān)測(cè)分析儀、云臺(tái)精確定位系統(tǒng)、視頻服務(wù)系統(tǒng)、監(jiān)控主機(jī)等部分組成。可同時(shí)輸出兩路視頻信號(hào)，具有紅外熱成像超溫檢測(cè)和可見(jiàn)光火災(zāi)檢測(cè)功能，并根據(jù)置信度系數(shù)模型進(jìn)行分析，自動(dòng)給出報(bào)警信息，有效提高了報(bào)警的準(zhǔn)確率。探測(cè)設(shè)備可根據(jù)用戶在場(chǎng)景中畫出的任意路徑自動(dòng)掃描，并可在運(yùn)動(dòng)掃描過(guò)程中進(jìn)行快速煙火檢測(cè)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸并向遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)發(fā)送報(bào)警機(jī)器ID、云臺(tái)水平和俯仰角度、超溫區(qū)域的坐標(biāo)(左上角和右下角)等信息。遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)根據(jù)回傳信息，經(jīng)過(guò)分析判斷確認(rèn)報(bào)警后產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)、記錄報(bào)警信息，并提供日志查詢和錄像等功能。

連續(xù)變焦紅外熱成像儀

連續(xù)變焦紅外熱像儀由324×256非制冷焦平面陣列探測(cè)器配合75-150mm連續(xù)變焦紅外鏡頭制成，既能大范圍搜索，又能識(shí)別遠(yuǎn)處目標(biāo)。該產(chǎn)品克服了目前國(guó)內(nèi)外固定焦距式或雙視場(chǎng)式熱成像儀的缺陷，在變焦的過(guò)程中成像清晰，功能強(qiáng)大，性能穩(wěn)定。具有堅(jiān)固且密封性能極好的外殼，內(nèi)部充氮，不受雨雪、灰塵的破壞，能夠在惡劣的環(huán)境中正常工作。集第4代非制冷型焦平面紅外探測(cè)器、最先進(jìn)的電子和光學(xué)系統(tǒng)于一身的熱成像儀，能夠穿透灰塵、煙霧、雨雪和黑暗，最小溫度分辨率達(dá)50mK，增加圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)功能、輸出熱白/熱黑/偽彩色圖像。

熱成像超溫檢測(cè)系統(tǒng)

在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由隱火引發(fā)，這是毀滅性火災(zāi)的根源，而用現(xiàn)有的普通檢測(cè)方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。而應(yīng)用紅外熱成像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準(zhǔn)確判定火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍。

自然界中任何溫度高于絕對(duì)零度的物體，都會(huì)不停地向周圍空間輻射包括紅外波段在內(nèi)的電磁波，物體表面的溫度越高，紅外輻射能量就越多，因此可以利用紅外輻射測(cè)量物體表面的熱狀態(tài)。

熱像儀工作在8-14μm，屬于遠(yuǎn)紅外波段，正常森林的輻射波長(zhǎng)范圍為8.5-12.2μm，在熱成像儀8-14μm的探測(cè)范圍之內(nèi)。目標(biāo)溫度越高，從熱成像探測(cè)器組件輸出的數(shù)字信號(hào)值越大,即數(shù)字圖像的灰度值越大，根據(jù)此特點(diǎn)，超溫檢測(cè)工作過(guò)程如下：圖像采集模塊將探測(cè)器輸出的高精度圖像數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存，圖像處理模塊運(yùn)行超溫檢測(cè)算法，首先根據(jù)目標(biāo)和背景的對(duì)比度計(jì)算出原始閾值，再結(jié)合用戶設(shè)定的目標(biāo)溫度等級(jí)，計(jì)算出二值化閾值，將圖像二值化后進(jìn)行連通域檢測(cè)，計(jì)算出目標(biāo)區(qū)域面積和坐標(biāo)，在畫面上標(biāo)識(shí)出超溫區(qū)域并通過(guò)串口發(fā)出報(bào)警信息。

由于探測(cè)器接收到的紅外輻射能量受監(jiān)控距離和工作環(huán)境的影響，被檢測(cè)目標(biāo)的溫度范圍也各不相同，所以為了達(dá)到理想的報(bào)警效果，可以根據(jù)用戶的具體使用環(huán)境設(shè)定被監(jiān)控目標(biāo)的溫度等級(jí)，即目標(biāo)與背景的溫度差別等級(jí)。

可見(jiàn)光圖像檢測(cè)系統(tǒng)

由于紅外熱成像儀成像清晰度差，可能存在一定程度上的誤報(bào)，因此系統(tǒng)又引入可見(jiàn)光圖像檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)火焰的靜態(tài)特征(顏色)和形態(tài)特征(閃爍性)兩個(gè)特征進(jìn)行檢測(cè)。先利用靜態(tài)特征從視頻圖像中提取出與火焰顏色相似的區(qū)域，再利用形態(tài)特征對(duì)上面提取出來(lái)的區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)視頻圖像分析算法，檢測(cè)出火焰產(chǎn)生二級(jí)報(bào)警信號(hào)。可見(jiàn)光攝像機(jī)模擬視頻信號(hào)接入到圖像檢測(cè)模塊，通過(guò)圖像采集單元的視頻解碼電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，被基于DSP的圖像處理單元處理，根據(jù)火災(zāi)火焰的圖像特性，探測(cè)出畫面中出現(xiàn)的火焰，加入火焰識(shí)別標(biāo)記后，再通過(guò)視頻編碼電路轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號(hào)輸出。由于監(jiān)測(cè)場(chǎng)景不同，火焰所呈現(xiàn)的顏色、狀態(tài)也會(huì)不同。因此，在監(jiān)測(cè)時(shí)，可以根據(jù)環(huán)境要求，調(diào)整檢測(cè)模塊的工作狀態(tài)，通過(guò)設(shè)置相應(yīng)參數(shù)閾值，如顏色靈敏度、動(dòng)態(tài)靈敏度等，使檢測(cè)模塊可以更準(zhǔn)確及時(shí)地識(shí)別出火焰。

第三篇：紅外熱成像技術(shù)在安防中的具體應(yīng)用

紅外熱成像技術(shù)在安防中的具體應(yīng)用

由紅外熱成像技術(shù)的原理與特點(diǎn)可知，紅外熱成像技術(shù)能很好地應(yīng)用于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，并且往往是普通攝像監(jiān)控所不能完成的。其具體的應(yīng)用如下。

能真正實(shí)現(xiàn)24h及惡劣氣候條件下的全天候的智能視頻監(jiān)控

普通的視頻監(jiān)控很難做到全天候的監(jiān)控，如銀行的金庫(kù)、機(jī)要室、軍事要地、監(jiān)獄以及核心辦公室等重要的監(jiān)控區(qū)域，不可能完全做到全天候的有可見(jiàn)光，而沒(méi)有了可見(jiàn)光，普通視頻監(jiān)控也就失去了其監(jiān)控功能。要想夜晚監(jiān)控，只能用日夜轉(zhuǎn)換攝像機(jī)加上紅外燈。而紅外熱成像儀，是被動(dòng)接受目標(biāo)自身的紅外熱輻射，無(wú)論白天黑夜24小時(shí)均可以處于運(yùn)行狀態(tài)且正常工作，并隨時(shí)對(duì)背景資料進(jìn)行分析，一旦發(fā)現(xiàn)變化，可以及時(shí)發(fā)出預(yù)/報(bào)警，并可以通過(guò)其他智能設(shè)備自動(dòng)對(duì)有關(guān)情況進(jìn)行處理與上報(bào)。

在雨、霧等惡劣的氣候條件下，由于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)短，克服障礙的能力差，因而觀測(cè)效果差。而工作在8—14μm波長(zhǎng)的長(zhǎng)波紅外熱成像儀，其穿透雨、霧的能力較高，從而仍可以正常地觀測(cè)目標(biāo)。因此在夜間以及惡劣氣候條件下，采用紅外熱成像監(jiān)控設(shè)備可以對(duì)各種目標(biāo)，如人員、車輛等進(jìn)行24h監(jiān)控。在高速公路、鐵路夜間安全保衛(wèi)巡邏、夜晚城市交通管制等領(lǐng)域中，紅外熱成像裝置也有著不可替代的作用。由于熱成像系統(tǒng)在觀察、識(shí)別目標(biāo)方面有著眾多的優(yōu)點(diǎn)，因此在許多發(fā)達(dá)國(guó)家車載或直升飛機(jī)機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

能進(jìn)行火災(zāi)的智能視頻監(jiān)控與識(shí)別

由于紅外熱成像儀是反映物體表面溫度而成像的設(shè)備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控使 用外，還可以作為有效的防火報(bào)警設(shè)備。如在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的，這是毀滅性火災(zāi)的根源，采用現(xiàn)有的普通監(jiān)視系統(tǒng)，很難發(fā)現(xiàn)這 種隱性火災(zāi)苗頭。然而采用紅外熱成像儀，則可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準(zhǔn)確判定火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍，即可透過(guò)煙霧發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，把火災(zāi)消滅在萌芽階段。

如加拿大森林研究中心，利用直升飛機(jī)采用便攜式熱成像儀，在一個(gè)火災(zāi)季節(jié)中就發(fā)現(xiàn)了15次隱火。

在住宅小區(qū)、機(jī)場(chǎng)、碼頭、學(xué)校等人流密集的場(chǎng)所，通過(guò)紅外熱成像儀探測(cè)的紅外熱圖像，均能迅速及時(shí)監(jiān)測(cè)到火災(zāi)源頭，并進(jìn)行預(yù)/報(bào)警，以便及時(shí)采取行動(dòng)進(jìn)行處理。

谷物糧倉(cāng)往往會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象，過(guò)去一般采用溫度計(jì)測(cè)量其溫度變化。而采用紅外熱像儀可以準(zhǔn)確判定這些火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍，從而做到早知道早預(yù)防，早撲滅。

據(jù)美國(guó)保險(xiǎn)公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在所有火災(zāi)中，有25%是電氣設(shè)備隱患引發(fā)火災(zāi)的，即由于插頭接觸不良引發(fā)的。紅外熱像儀還可以用來(lái)探測(cè)電氣設(shè)備的不良接觸，以及過(guò)熱的機(jī)械部件，以免引起嚴(yán)重短路和火災(zāi)。對(duì)于所有可以直接看見(jiàn)的設(shè)備，紅外熱成像產(chǎn)品都能夠確定所有連接點(diǎn)的熱隱患。對(duì)于那些由于屏蔽而無(wú)法直接看到的部分，則可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面部件上的情況，來(lái)發(fā)現(xiàn)其熱隱患。而利用紅外熱成像產(chǎn)品，可以很容易地探測(cè)到回路過(guò)載或三相負(fù)載的不平衡。如我國(guó)利用自制的熱像儀對(duì)華北電力網(wǎng)內(nèi)的20座發(fā)電廠、8座變電站和24條高壓線的10000多個(gè)插頭進(jìn)行了過(guò)熱檢查，發(fā)現(xiàn)不正常發(fā)熱點(diǎn)500多處，嚴(yán)重過(guò)熱 為100處，做到及時(shí)處理，從少減少火災(zāi)事故的發(fā)生率。

此外，即使是在火災(zāi)過(guò)后，消防人員也能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)紅外熱成像儀的監(jiān)視圖像，開(kāi)展對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)卓有成效的搜救工作。

能對(duì)偽裝及隱蔽的目標(biāo)進(jìn)行視頻監(jiān)控與識(shí)別

普通的偽裝是以防可見(jiàn)光觀測(cè)為主。一般犯罪分子作案通常隱蔽在草叢及樹(shù)林中，由于野外環(huán)境的惡劣及人的視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。紅外熱成像裝置是被 動(dòng)接受目標(biāo)自身的熱輻射，人體和車輛的溫度及紅外輻射一般都遠(yuǎn)大于草木的溫度及紅外輻射，因此不易偽裝，也不容易產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。

能對(duì)邊防、周界入侵進(jìn)行遠(yuǎn)距離有效的監(jiān)控與識(shí)別

我國(guó)邊境線甚長(zhǎng)，海洋也遼闊，由于野外環(huán)境的惡劣，特別是在下雨、下雪、大霧、大風(fēng)的日子，許多系統(tǒng)都不可能很好地?fù)?dān)當(dāng)起防范作用，更不用說(shuō)通過(guò)智能分 析報(bào)警了。如果采用人員巡邏，利用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察，往往由于可見(jiàn)光波長(zhǎng)短，使觀察效果不理想，根本不可能做到全天候，這樣難免不造成漏查、誤查和失查的現(xiàn)象。

利用紅外熱成像儀，可以探測(cè)到不同物體的紅外輻射，因而可以遠(yuǎn)距離地進(jìn)行觀察，尤其適用于風(fēng)雨天氣。如在邊境地區(qū)放置紅外熱成像儀，就可成功地破獲非法入境者案件，顯然，其效率大大高于人工巡查。

目前在海邊走私，常常利用“大飛”來(lái)進(jìn)行，這些“大飛”無(wú)燈光，馬力大，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，往往容易擺脫緝私人員和邊防人員的追蹤。而有了紅外熱成像儀，就可以迅速地遠(yuǎn)距離跟蹤這些“大飛”，其距離可達(dá)數(shù)公里。即使是在雷達(dá)的死角，這個(gè)系統(tǒng)也可以正常運(yùn)行，特別是在黑夜和惡劣的天氣下，均可以充分發(fā)揮其良好的特點(diǎn)。

此外，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控技術(shù)只是對(duì)周圍的現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與記錄，在非智能的狀態(tài)下，無(wú)法完成有效的預(yù)/報(bào)警功能。而是傳統(tǒng)的紅外對(duì)射技術(shù)，雖然能夠短距離地對(duì)入侵者進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)/報(bào)警卻無(wú)法認(rèn)識(shí)入侵對(duì)象。而利用紅外熱成像技術(shù)可遠(yuǎn)距離地對(duì)周邊入侵進(jìn)行監(jiān)視，不僅能夠?qū)崟r(shí)預(yù)/報(bào)警，而且能夠察看當(dāng)時(shí)入侵者的紅外監(jiān)控圖像，從而做出分析，達(dá)到一般監(jiān)視系統(tǒng)不易達(dá)到的效果。

過(guò)境人員檢驗(yàn)檢疫人體溫檢測(cè)跟蹤

出入境檢驗(yàn)檢疫局所管轄的機(jī)場(chǎng)等出入境口岸，人員流動(dòng)量大、繁忙擁擠、情況復(fù)雜，與之對(duì)應(yīng)的出入境旅客檢驗(yàn)檢疫工作任務(wù)十分繁重。同時(shí)，近年來(lái)，隨著SARS、禽流感等傳染病疫情的流行和肆虐，落后的傳統(tǒng)檢驗(yàn)檢疫工作面臨越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為確保新形勢(shì)下出入境旅客的安全順暢通關(guān)，發(fā)揚(yáng)與時(shí)具進(jìn)的精神，采用創(chuàng)新思維、創(chuàng)新手段，建立一套技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度高的紅外體溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有效提高口岸出入境人員的傳染病檢測(cè)能力，樹(shù)立檢驗(yàn)檢疫的良好社會(huì)形象。

第四篇：紅外熱成像技術(shù)在采油廠生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控中的應(yīng)用

紅外熱成像技術(shù)在采油廠生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控中的應(yīng)用

智能視頻監(jiān)控技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模式識(shí)別技術(shù)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用，它能對(duì)視頻圖像中的目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)地監(jiān)測(cè)、識(shí)別、跟蹤和分析，從而為用戶提供對(duì)監(jiān)控和預(yù)警有用的關(guān)鍵信息。尤其是在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)所，如在惡劣天氣下24h全天候監(jiān)控、邊防與周界入侵自動(dòng)報(bào)警、火災(zāi)隱患的自動(dòng)識(shí)別、輸油管線漏油檢測(cè)等等，若利用紅外熱成像技術(shù)作智能視頻監(jiān)控探測(cè)與識(shí)別，更顯得方便而容易。下面就介紹一下紅外熱成像技術(shù)以及它在采油廠生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控中的應(yīng)用等。

一、紅外熱成像系統(tǒng)的組成及工作原理

紅外熱成像技術(shù)是一種被動(dòng)紅外夜視技術(shù)，其原理是基于自然界中一切溫度高于絕對(duì)零度(-273℃)的物體，每時(shí)每刻都輻射出紅外線，同時(shí)這種紅外線輻射都載有物體的特征信息，這就為利用紅外技術(shù)判別各種被測(cè)目標(biāo)的溫度高低和熱分布場(chǎng)提供了客觀的基礎(chǔ)。利用這一特性，通過(guò)光電紅外探測(cè)器將物體發(fā)熱部位輻射的功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，成像裝置就可以一一對(duì)應(yīng)地模擬出物體表面溫度的空間分布，最后經(jīng)系統(tǒng)處理，形成熱圖像視頻信號(hào)，傳至顯示屏幕上，就得到與物體表面熱分布相對(duì)應(yīng)的熱像圖，即紅外熱圖像。

紅外熱成像儀，可以分為致冷型和非致冷型兩大類。目前，新的熱成像儀主要采用非致冷焦平面陣列技術(shù)，集成數(shù)萬(wàn)個(gè)乃至數(shù)十萬(wàn)個(gè)信號(hào)放大器，將芯片置于光學(xué)系統(tǒng)的焦平面上，無(wú)須光機(jī)掃描系統(tǒng)而取得目標(biāo)的全景圖像，從而大大提高了靈敏度和熱分辨率，并進(jìn)一步地提高目標(biāo)的探測(cè)距離和識(shí)別能力。非致冷焦平面紅外熱成像系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)、光譜濾波、紅外探測(cè)器陣列、輸入電路、讀出電路、視頻圖像處理、視頻信號(hào)形成、時(shí)序脈沖同步控制電路、監(jiān)視器等組成。系統(tǒng)的工作原理是：由光學(xué)系統(tǒng)接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射經(jīng)光譜濾波將紅外輻射能量分布圖形反映到焦平面上紅外探測(cè)器陣列的各光敏元上，探測(cè)器將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由探測(cè)器偏置與前置放大的輸入電路輸出所需的放大信號(hào)，并注入到讀出電路，以便進(jìn)行多路傳輸。高密度、多功能的CMOS多路傳輸器的讀出電路能夠執(zhí)行稠密的線陣和面陣紅外焦平面陣列的信號(hào)積分、傳輸、處理和掃描輸出，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以送入微機(jī)作視頻圖像處理。由于被測(cè)目標(biāo)物體各部分的紅外輻射的熱像分布信號(hào)非常弱，缺少可見(jiàn)光圖像那種層次和立體感，因而需進(jìn)行一些圖像亮度與對(duì)比度的控制、實(shí)際校正與偽彩色描繪等處理。經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)送入到視頻信號(hào)形成部分進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換并形成標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)，最后通過(guò)電視屏或監(jiān)視器顯示被測(cè)目標(biāo)的紅外熱像圖。紅外熱像儀成像原理圖如下：

總之，熱成像儀是通過(guò)非接觸探測(cè)紅外能量(熱量)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，進(jìn)而在顯示器上生成熱圖像和溫度值，并可以對(duì)溫度值進(jìn)行計(jì)算的一種檢測(cè)設(shè)備。紅外熱像儀能夠?qū)⑻綔y(cè)到的熱量精確量化或測(cè)量，不僅能夠觀察熱圖像，還能夠?qū)Πl(fā)熱的故障區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別和嚴(yán)格分析。

二、熱成像技術(shù)在采油廠的應(yīng)用現(xiàn)狀

采油廠油井和輸油管線分布面積較廣而且分散，油區(qū)內(nèi)村莊多，人員復(fù)雜，油區(qū)治安防控困難，盜油現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，生產(chǎn)設(shè)施經(jīng)常遭到人為破壞，為了修復(fù)被破壞的生產(chǎn)設(shè)施和清理被污染的環(huán)境，采油廠投入了大量的資金以及人力物力。

為了防范不法分子盜油和破壞油田生產(chǎn)設(shè)施、保護(hù)國(guó)有資產(chǎn)不受損失，及時(shí)給采油廠護(hù)衛(wèi)大隊(duì)及河濱分局等部門提供第一手的現(xiàn)場(chǎng)信息資料、有效打擊不法分子，采油廠從2009年底開(kāi)始把紅外熱成像儀技術(shù)引入到油田生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控中，首先在采油四礦的涉海油區(qū)進(jìn)行了安裝運(yùn)行，取得了良好的應(yīng)用效果：

1)油區(qū)治安方面：通過(guò)每天的監(jiān)控值班記錄，摸清了盜油份子經(jīng)常出車的時(shí)間段，減少了盲目巡邏，使護(hù)衛(wèi)隊(duì)的巡邏越來(lái)越有針對(duì)性，通過(guò)繳獲盜油車輛、抓獲偷油分子等有效打擊了不法分子盜油和破壞油田生產(chǎn)設(shè)施的囂張氣焰，挽回了原油損失、修井作業(yè)及污染治理等費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。

2)生產(chǎn)運(yùn)行方面：通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)，可以及時(shí)掌握涉海油區(qū)的海情海況以及重點(diǎn)井、長(zhǎng)輸管線的生產(chǎn)運(yùn)行情況，對(duì)作業(yè)措施井的重點(diǎn)上產(chǎn)工序，技術(shù)人員通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題，采取針對(duì)性措施，有效地提高了生產(chǎn)效率。

目前按照廠領(lǐng)導(dǎo)要求，準(zhǔn)備擴(kuò)大紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用區(qū)域，將逐步選擇產(chǎn)量較高、容易被不法分子偷盜破壞的井區(qū)進(jìn)行推廣安裝。各礦監(jiān)控中心在熱成像技術(shù)投入使用以后，油區(qū)治安環(huán)境有了明顯改善，紅外熱成像視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為治安人員維持油區(qū)安全不可或缺的技術(shù)手段。

三、普通可見(jiàn)光監(jiān)控與紅外熱成像監(jiān)控比較

熱成像儀和激光夜視儀的主要區(qū)別有以下幾個(gè)方面：

①激光夜視儀監(jiān)控范圍是一個(gè)點(diǎn)狀區(qū)域，只適合油井監(jiān)控，而熱成像儀的監(jiān)控范圍是一個(gè)面，可同時(shí)監(jiān)控的范圍比較大，適合油井、輸油管線、道路等監(jiān)控;

②熱成像儀因?yàn)槭强繙囟炔町a(chǎn)生的圖像，不需要特殊操作就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)車輛人員等目標(biāo)，激光夜視儀的操作則相對(duì)復(fù)雜一些;

③如果管線有漏油、穿孔等情況發(fā)生，由于溫度的不同，熱成像儀可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn);

④激光夜視儀屬于主動(dòng)式發(fā)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備，在夜間的被監(jiān)控目標(biāo)上有紅暴產(chǎn)生，隱蔽性不強(qiáng);而熱成像儀屬于被動(dòng)式發(fā)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備，本身不向被監(jiān)控目標(biāo)發(fā)射光源，而是采集被監(jiān)控目標(biāo)的溫度來(lái)成像，所以隱蔽性較高。

熱成像儀具有不同于其它夜視儀的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，如可在霧、雨、雪的天氣下工作，作用距離遠(yuǎn)，能識(shí)別偽裝和抗干擾等，已成國(guó)外夜視裝備的發(fā)展重點(diǎn);缺點(diǎn)是其核心設(shè)備采用進(jìn)口的氧化釩探測(cè)器，生產(chǎn)成本較高，不易于大范圍推廣應(yīng)用。

四、采油廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃

1.進(jìn)一步加強(qiáng)采油廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理

結(jié)合精細(xì)化管理，定期檢查已安裝和將要安裝的紅外熱成像監(jiān)控系統(tǒng)在各三級(jí)單位的運(yùn)行情況，以進(jìn)一步推進(jìn)采油廠視頻監(jiān)控管理規(guī)定、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)流程和維護(hù)工作機(jī)制的貫徹落實(shí)。

2.加大采油廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)力度

采油廠計(jì)劃選擇產(chǎn)量較高、容易被不法分子偷盜破壞的井區(qū)新建視頻監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合熱成像技術(shù)在采油礦的應(yīng)用情況，在油井管線密集、道路復(fù)雜的監(jiān)控點(diǎn)選擇紅外熱像儀作為前端監(jiān)控設(shè)備。為防止不法分子對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備進(jìn)行破壞，專為區(qū)域監(jiān)控點(diǎn)配備了監(jiān)控自保攝像系統(tǒng)，當(dāng)有不法分子企圖破壞前端設(shè)備時(shí)，自保系統(tǒng)將及時(shí)報(bào)警，并把圖像傳回監(jiān)控中心。

3.加大信息集成力度，建立采油廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)整合平臺(tái)。

采油廠前期監(jiān)控系統(tǒng)都存在投產(chǎn)時(shí)間早、設(shè)備型號(hào)不統(tǒng)一、技術(shù)協(xié)議不統(tǒng)一、各系統(tǒng)之間相對(duì)獨(dú)立的問(wèn)題，針對(duì)這些已安裝的系統(tǒng)，建立一套統(tǒng)一的視頻監(jiān)控信息數(shù)據(jù)整合平臺(tái)就顯得尤為重要。因此采油廠計(jì)劃建立廠級(jí)監(jiān)控中心，把前端各監(jiān)控點(diǎn)接入整合平臺(tái)，更換前端無(wú)法兼容的部分編解碼器，完善各分控中心到廠監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)傳輸通道，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的管理軟件，最終實(shí)現(xiàn)“全廠共享、集中管理、分級(jí)監(jiān)控、統(tǒng)一協(xié)調(diào)、授權(quán)使用”，力爭(zhēng)做到廠、礦、隊(duì)共同使用、各取所需。同時(shí)進(jìn)一步修訂、完善系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)后期新建的系統(tǒng)，必須選用符合采油廠相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)備，為系統(tǒng)整合提供技術(shù)保障。

建設(shè)采油廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)整合平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)已有分散在各個(gè)采油礦區(qū)、集輸站庫(kù)、不同地點(diǎn)辦公區(qū)原有監(jiān)控系統(tǒng)的后期整合，及時(shí)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況，針對(duì)突發(fā)事件全廠統(tǒng)一調(diào)度指揮，及時(shí)做出相應(yīng)的決策部署，提高應(yīng)急事件反應(yīng)速度和處置能力。同時(shí)轉(zhuǎn)變工作模式，整合全廠的護(hù)衛(wèi)力量并發(fā)揮護(hù)衛(wèi)大隊(duì)的護(hù)衛(wèi)主體作用，變定點(diǎn)蹲守為主動(dòng)出擊，通過(guò)監(jiān)控盜油分子的行動(dòng)有的放矢，減少了盲目巡邏，有效降低了巡護(hù)成本損耗，減少了人力資源浪費(fèi)，增加了職工的安全感，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)管理水平，確保了油區(qū)安全、清潔生產(chǎn)。

五、結(jié)論

由上看出，紅外熱成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)多，應(yīng)用廣，因而最具發(fā)展?jié)摿ΑｋS著紅外熱成像監(jiān)控系統(tǒng)的建立，為采油廠各級(jí)部門及時(shí)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息提供了更加方便、快捷、高效的信息化手段，為油區(qū)治安環(huán)境的進(jìn)一步改善發(fā)揮著巨大的作用，為采油廠的安全生產(chǎn)提供了有力的保障。

第五篇：紅外熱波無(wú)損檢測(cè)知識(shí)

紅外熱波無(wú)損檢測(cè)屬于紅外熱成像視覺(jué)檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程基于材料表面的溫度場(chǎng)變化特點(diǎn)。由于熱量傳遞的連續(xù)性，材料內(nèi)部熱傳遞或者熱特性的改變必然會(huì)影響到表面溫度場(chǎng)，從而反映出材料內(nèi)部的不連續(xù)性或損傷。

本技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理是通過(guò)熱激勵(lì)源進(jìn)行外部主動(dòng)加熱，在被檢結(jié)構(gòu)表面激發(fā)出熱波并向內(nèi)部傳播，通過(guò)熱像儀記錄結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱波傳播過(guò)程（熱傳遞過(guò)程）不同所導(dǎo)致的表面溫差，由獲取的熱圖像來(lái)判別結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷并進(jìn)行定量分析。

研制的紅外熱波無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、熱激勵(lì)系統(tǒng)和熱圖像采集裝置三部分組成。計(jì)算機(jī)是硬件控制平臺(tái)，提供可視化操作界面；熱圖像采集裝置用于完成對(duì)被檢測(cè)表面溫度場(chǎng)變化情況的記錄；熱激勵(lì)系統(tǒng)用于對(duì)被檢測(cè)部位實(shí)施熱激勵(lì)。熱圖像采集裝置主要由紅外熱像儀、前端顯示器和鋁制盒體組成。紅外熱像儀負(fù)責(zé)熱圖像的實(shí)時(shí)采集并以特定的格式傳輸給計(jì)算機(jī)；前端顯示器用于檢測(cè)人員在檢測(cè)位置實(shí)時(shí)觀察被檢測(cè)表面的溫度場(chǎng)變化情況。熱激勵(lì)系統(tǒng)主要由熱激勵(lì)源和供電電源組成，熱激勵(lì)源安裝在熱圖像采集裝置的鋁制盒體內(nèi)部。熱激勵(lì)源可分別提供熱激勵(lì)時(shí)的脈沖強(qiáng)光熱輻射和連續(xù)光熱輻射輸出。供電電源為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，提供熱激勵(lì)源工作時(shí)所需的大電流。

【技術(shù)特點(diǎn)】與傳統(tǒng)的損傷檢測(cè)方法相比，紅外熱波無(wú)損檢測(cè)具有適用面廣（可用于所有金屬和非金屬材料）、檢測(cè)速度快（每次檢測(cè)只需數(shù)十秒鐘）、檢測(cè)面積大（檢測(cè)面積可根據(jù)硬件及被檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行調(diào)節(jié)）、單向非接觸檢測(cè)、顯示直觀且直接存儲(chǔ)、定量測(cè)量和特征識(shí)別等特點(diǎn)。特別適合于飛機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和表面涂層內(nèi)部脫落或腐蝕的在役檢測(cè)。

【技術(shù)水平】技術(shù)性能參數(shù)：

（1）溫度測(cè)量精度：±2%。

（2）熱靈敏度：0.08℃(30℃時(shí))。

（3）空間分辨率：1.3mrad（毫弧度）。

檢測(cè)性能指標(biāo)：

（1）可檢測(cè)損傷類型：復(fù)合材料層壓板分層、脫粘等內(nèi)部損傷；復(fù)合材料蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)面板與蜂窩芯脫粘、蜂窩芯塌陷、積水、積油等。

（2）最小檢測(cè)損傷面積：16mm2（埋深1mm）。

（3）檢測(cè)速度：?jiǎn)未螜z測(cè)時(shí)間≤60s（連續(xù)工作狀態(tài)）。

【可應(yīng)用領(lǐng)域和范圍】紅外熱波無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)主要用于飛機(jī)、無(wú)人機(jī)和直升機(jī)等纖維增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)件的損傷檢測(cè)及修理工作。該檢測(cè)系統(tǒng)能夠檢測(cè)構(gòu)件內(nèi)部的面積型損傷，可實(shí)現(xiàn)損傷面積和埋藏深度定量計(jì)算，為復(fù)合材料構(gòu)件損傷修理方案的制訂提供參考數(shù)據(jù)，并可用于修理后的質(zhì)量檢查。

可用于航空航天飛行器設(shè)計(jì)與制造、飛行器在役維護(hù)保障等領(lǐng)域，尤其適用于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)評(píng)估與維修質(zhì)量檢查。

【專利狀態(tài)】已獲得1項(xiàng)發(fā)明專利。

【技術(shù)狀態(tài)】小批量生產(chǎn)階段

【合作方式】技術(shù)轉(zhuǎn)讓合作開(kāi)發(fā)

【預(yù)期效益】由于顯著的減重效能和吸波隱身特性，先進(jìn)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料正逐步成為現(xiàn)代新型飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)用于雷達(dá)罩、機(jī)翼、垂尾、方向舵和機(jī)身結(jié)構(gòu)件等部位。國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)和運(yùn)輸機(jī)等都已在使用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，除此以外，復(fù)合材料在其他航空航天飛行器如直升機(jī)、各型導(dǎo)彈和小型艦艇中的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)大。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的大量使用必然伴隨相應(yīng)的維護(hù)和修理需求，尤其是損傷檢測(cè)和修理質(zhì)量控制方面，因而本檢測(cè)設(shè)備具有較好的推廣應(yīng)用前景，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

《航空器復(fù)合材料構(gòu)件紅外熱成像檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)審定

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目前在中國(guó)民航使用的機(jī)型中已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行紅外熱成像無(wú)損檢測(cè)工作。其中空中客車公司在維修手冊(cè)中指定使用紅外熱成像方法檢測(cè)升降舵、方向舵等復(fù)合材料部件。波音系列飛機(jī)維修也涉及紅外熱成像檢測(cè)。國(guó)內(nèi)主要航空器維修單位如國(guó)航工程技術(shù)公司、廣州飛機(jī)維修工程有限公司、廈門太古飛機(jī)維修工程有限公司、上海科技宇航有限公司等都建立了紅外熱成像檢測(cè)系統(tǒng)，開(kāi)始進(jìn)行該項(xiàng)工作。相信不久以后，許多維修單位都將建立紅外熱像檢測(cè)能力。然而，在這一領(lǐng)域內(nèi)，目前中國(guó)民航尚無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，也未開(kāi)展人員資格認(rèn)證，各相關(guān)單位的工作沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。有鑒于此，民航局航空器適航審定司于2009年批準(zhǔn)了《航空器復(fù)合材料構(gòu)件紅外熱成像檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)編寫項(xiàng)目

該項(xiàng)目由中國(guó)國(guó)際航空公司工程技術(shù)分公司成都維修基地、南京航空航天大學(xué)、中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院、廣州飛機(jī)維修工程有限公司等單位聯(lián)合編寫，于2010年10月完成標(biāo)準(zhǔn)送審稿，于2010年12月10日在北京召開(kāi)審查會(huì)。

審查會(huì)由民航局航空器適航審定司主持。審查委員會(huì)由民航局航空器適航審定司、民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司、中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院、首都師范大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空材料研究院、廈門太古飛機(jī)維修有限公司、上海科技宇航有限公司、國(guó)際航空公司工程技術(shù)分公司成都維修基地、北京飛機(jī)維修工程

有限公司和廣州飛機(jī)維修工程有限公司的15位專家和技術(shù)人員組成。審查委員會(huì)聽(tīng)取了標(biāo)準(zhǔn)編寫組關(guān)于《航空器復(fù)合材料構(gòu)件紅外熱成像檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)的編寫情況匯報(bào)，并對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)送審稿進(jìn)行了逐條認(rèn)真細(xì)致的討論和修改，與會(huì)專家一致認(rèn)為：

1、該標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)范、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、文字簡(jiǎn)練、符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1.1-2009的規(guī)定及行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編寫的要求。

2、該標(biāo)準(zhǔn)在編寫過(guò)程中修改采用了美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E

2582-07《航空應(yīng)用中復(fù)合材料板及其維修區(qū)脈沖紅外無(wú)損檢測(cè)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)》，參考了波音公司和空中客車公司飛機(jī)的無(wú)損檢測(cè)手冊(cè)中有關(guān)紅外熱成像檢測(cè)的要求，結(jié)合了我國(guó)民用航空器無(wú)損檢測(cè)工作的實(shí)際情況，因而操作性及實(shí)用性強(qiáng)。

3、該標(biāo)準(zhǔn)提出的要求科學(xué)、合理，能夠?qū)嵤?/p>

4、該標(biāo)準(zhǔn)的制訂規(guī)范了民用航空器紅外熱成像檢測(cè)工作，對(duì)保障航空器的安全具有重要意義。

5、該標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了國(guó)外同行業(yè)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的水平。

標(biāo)準(zhǔn)審查委員會(huì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的部分內(nèi)容提出了修改意見(jiàn)，同意標(biāo)準(zhǔn)編寫組按會(huì)議提出的意見(jiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改后，形成標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿上報(bào)。

該標(biāo)準(zhǔn)的制定將從人、機(jī)、料、法、環(huán)各個(gè)方面進(jìn)行規(guī)范，建立人員培訓(xùn)和資格認(rèn)證機(jī)制，為紅外熱成像檢測(cè)的開(kāi)展提供指導(dǎo)。

標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：GB/T 26643-2011 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：現(xiàn)行

標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格：27.0 元

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標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了閃光燈激勵(lì)紅外熱像法無(wú)損檢測(cè)的一般原則,適用于材料和結(jié)構(gòu)的表面及近表面缺陷檢測(cè)。

Non-destructive testing—Infrared flash thermography—

英文名稱：

Guideline

ICS分類： 試驗(yàn)>>19.100無(wú)損檢測(cè)

發(fā)布日期：

2011-06-16

首發(fā)日期： 2011-06-16

主管部門： 全國(guó)無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC 56)

陶寧、王迅、郭廣平、李艷紅、朱軍輝、曾智、金萬(wàn)平、張存林、起草人：

伍耐明、劉穎韜、金宇飛

出版社： 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社

《無(wú)損檢測(cè) 術(shù)語(yǔ) 紅外檢測(cè)(GB/T 12604.9-2008)》由中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布，本部分由全國(guó)無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC／TC 56）提出并歸口。修改了“紅外檢測(cè)一般術(shù)語(yǔ)”（1996年版的第2章；本版的第2章）；修改了“紅外檢測(cè)設(shè)備、器材和材料的術(shù)語(yǔ)”（1996年版的第3章；本版的第3章）；修改和增加了“紅外檢測(cè)原理和方法的術(shù)語(yǔ)”（1996年版的第4章；本版的第4章）；增加了“檢測(cè)工藝及操作的術(shù)語(yǔ)”（見(jiàn)第4章）。

有機(jī)防腐涂層質(zhì)量的紅外熱波無(wú)損檢測(cè)

缺陷尺寸對(duì)紅外熱波技術(shù)缺陷深度測(cè)量的影響研究