1、紅外熱像儀的技術(shù)特征
1.1非制冷紅外焦平面陣列是關(guān)鍵性的紅外探測(cè)器及技術(shù)
    最近幾年間，紅外熱像儀技術(shù)是光機(jī)電為一體的高科技產(chǎn)品,其技術(shù)已成為全世界普遍關(guān)注的熱門(mén)產(chǎn)業(yè)技術(shù),由于作為紅外熱像儀關(guān)鍵性技術(shù)的紅外探測(cè)器及技術(shù)(見(jiàn)圖1a所示)取得長(zhǎng)足進(jìn)展,特別是非制冷紅外焦平面陣列技術(shù)取得突破,實(shí)現(xiàn)了非制冷紅外焦平面陣列熱像儀成為小型化低成本應(yīng)用的主流.

*由于紅外焦平面陣列技術(shù)的日趨成熟和全球范圍的激烈競(jìng)爭(zhēng),如今國(guó)內(nèi)外非制冷焦平面探測(cè)器的熱成像儀的種類與規(guī)格的產(chǎn)生如雨后春筍,這些熱成像儀無(wú)論是熱參數(shù)、光學(xué)/紅外、控制、操作、電氣與價(jià)格等性能指標(biāo)及功能各有特點(diǎn),值此以FlUKE Ti30?熱像儀為例在建筑行業(yè)診斷應(yīng)用上作介紹,值此僅對(duì)FlUKE Ti30?熱像儀的主要參數(shù)指標(biāo)簡(jiǎn)介如下：

探測(cè)器類型是120X160非制冷焦平面；溫度顯示分辨率為0.1（°F 或 °C）;溫度范圍為-10 至 250°C（14 至 482°F）；精度為±2% 或 ±2°C(在-10 ~ 0°C時(shí)的精度為±3°C)；重復(fù)性為±1% 或 ±1°C（±2°F）； 操作環(huán)境溫度為 -10 至 50°C；光學(xué)分辨率為90:1；圖像幀頻為20Hz ；儲(chǔ)存能力為100張圖像；熱分析軟件為InsideIR（內(nèi)含）；計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)為Microsoft? Windows? 98、Windows 2000 或 Windows XP 。由于這是非制冷焦平面熱像儀(見(jiàn)圖1(b)為外形與有關(guān)部件圖)的應(yīng)用,為此有必要對(duì)非制冷型紅外焦平面熱像儀的工作原理作一簡(jiǎn)介.

*非制冷焦平面熱像儀基本工作框圖,可見(jiàn)簡(jiǎn)化圖1(c)所示。
在圖1(c ) 所示的橋式電路中，Rl為內(nèi)置探測(cè)器，R2為工作探測(cè)器，R3、R4是橋式平衡電路的標(biāo)準(zhǔn)電阻，E是取樣電壓信號(hào)。R1和R2兩個(gè)探測(cè)器的位置擺放很近，R1被屏蔽不露，而作為工作探測(cè)器的R2必須暴露在外以接收紅外輻射。當(dāng)工作探測(cè)器沒(méi)有外來(lái)輻射照射時(shí)，電橋電路保持平衡,則沒(méi)有電壓信號(hào)輸出，此時(shí)E=0；而當(dāng)紅外輻射照射到工作探測(cè)器時(shí)將使R2的溫度變化，從而引起該探測(cè)器的電阻阻值隨溫度變化,把橋式電路的平衡打破，使信號(hào)輸出電路的兩端產(chǎn)生電壓差，則有電壓信號(hào)輸出。
當(dāng)然, 非制冷焦平面熱像儀也應(yīng)與紅外圖像處理系統(tǒng)聯(lián)機(jī)使用,這樣可增加熱像儀的測(cè)溫精度和分析顯示功能。
1.2關(guān)于紅外熱像診斷技術(shù)的應(yīng)用
*紅外診斷技術(shù)是設(shè)備診斷技術(shù)的一種,它是利用紅外技術(shù)了介和掌握設(shè)備或設(shè)施在使用過(guò)程中的狀態(tài)，確定其整體和局部是正?；虍惓?以早期發(fā)現(xiàn)故障或缺陷及其原因,并能預(yù)測(cè)故障或缺陷發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù).從圖2 紅外診斷技術(shù)構(gòu)成框圖,可以看出紅外診斷技術(shù)的構(gòu)成有四個(gè)技術(shù)要素,即檢出信息(特征參量紅外幅射信息的檢出)、信號(hào)處理、識(shí)別評(píng)估和預(yù)測(cè)技式。據(jù)此，可以認(rèn)為具有紅外診斷技術(shù)特征的熱像儀是最佳預(yù)防性和診斷解決方案的理想選擇。
于是紅外診斷技術(shù)可以：在工廠可對(duì)于各種設(shè)備進(jìn)行溫度分布的檢查，如馬達(dá)軸承、管道的熱滲和耐火材料的熱絕緣性等；在電廠、電網(wǎng)和供電公司可以檢測(cè)到發(fā)電機(jī)、變電站、電網(wǎng)傳輸、配電等各種設(shè)備或部件的不異常發(fā)熱的狀況；在研發(fā)場(chǎng)合可用于檢查電子元件和各種部件的溫度，如各種集成IC和汽車各個(gè)部件的熱評(píng)估測(cè)試等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
而本文就紅外熱成像技術(shù)在建筑摟宇的多種應(yīng)用作重點(diǎn)分析介紹.為此首先應(yīng)說(shuō)明為什么在建筑行業(yè)需要使用紅外熱像儀?
2、建筑樓宇行業(yè)為何要使用紅外熱像儀?
紅外技術(shù)能檢測(cè)出導(dǎo)致能量損失的建筑物缺陷.自從20世紀(jì)70年代發(fā)生石油危機(jī)以來(lái),人們已經(jīng)越來(lái)越

意識(shí)到我們的能源儲(chǔ)備具有重要的價(jià)值和產(chǎn)量有限性。二氧化碳大量排放引起的全球變暖現(xiàn)象的很大一部分原因是由于向住戶供暖所燃燒燃料引起的大氣污染。紅外技術(shù)能檢測(cè)出導(dǎo)致能量損失的建筑物缺陷。通過(guò)修復(fù)故障區(qū)域，從而節(jié)省大量能源。
紅外熱像儀通過(guò)測(cè)量建筑結(jié)構(gòu)的表面溫度,即可通過(guò)這種非接觸的方式來(lái)檢測(cè)外墻的剝離、空鼓狀況或評(píng)估熱絕緣性能.其內(nèi)置的可見(jiàn)照相機(jī)可以方便的查出存在問(wèn)題的區(qū)域和位置。則紅外熱像儀是”建筑摟宇診斷”的一種理想選擇.
如今，建筑師和建筑公司正面臨著各種新型材料和越來(lái)越短的完工時(shí)間等問(wèn)題。針對(duì)氣密性和隔熱等進(jìn)行的有效規(guī)劃、檢測(cè)以及報(bào)告的要求越來(lái)越嚴(yán)格，并應(yīng)該盡量避免因霉菌滋長(zhǎng)或過(guò)于潮濕而引起的有損健康的生活環(huán)境。紅外熱像儀可以提供重要的信息，從而避免冗長(zhǎng)且成本高昂的維修工作。
此外當(dāng)房屋所有者與保險(xiǎn)公司涉及房屋財(cái)產(chǎn)理賠時(shí),清晰可見(jiàn)的紅外圖像可以作為有效證朋,并有助于對(duì)需要修復(fù)的區(qū)域作合理方案。

3、紅外熱像儀熱像儀在建筑樓宇診斷的多種應(yīng)用
3.1查找滲漏點(diǎn)
紅外熱像儀是可用于快速尋找和檢查管道泄漏的檢測(cè)工具，也可以用來(lái)檢測(cè)鋪設(shè)在地板或石膏板下面的水管。紅外熱像儀可以容易地探測(cè)到通過(guò)表面進(jìn)行輻射的管道熱量的真實(shí)情況。
一個(gè)典型的實(shí)例是尋找地板加熱系統(tǒng)發(fā)生滲漏的位置。在紅外熱像儀的幫助下，加熱系統(tǒng)的滲漏點(diǎn)可以被檢修人員發(fā)現(xiàn)并及時(shí)維修。精確確定滲漏點(diǎn)位置可以避免不必要的開(kāi)挖過(guò)程，節(jié)省開(kāi)支。
3.2檢測(cè)樓宇結(jié)構(gòu)
紅外熱像儀是尋找樓字缺陷最快捷的有效檢測(cè)工具。它可以用來(lái)檢測(cè)建筑結(jié)構(gòu)的合格情況，并能夠?qū)崃繐p失、潮濕和空氣泄露等各種問(wèn)題快速轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)的彩色熱圖像

3.3房屋干燥
為了加快樓字的干燥過(guò)程，通常需要使用干燥設(shè)備。干燥設(shè)備生成的熱量能夠蒸發(fā)墻壁和其他區(qū)域的水份。仍然潮濕的區(qū)域可以被紅外熱像儀方便地加以檢測(cè)，并在紅外圖像中以“冷點(diǎn)”形式出現(xiàn)。
3.4能量損失的可視化改善樓宇的隔熱性
熱梯度不僅能夠顯示房屋內(nèi)能量損失的位置，還可以導(dǎo)致周圍空氣中水份的冷凝或沉積，因此，在這些區(qū)域?qū)⒆躺咕?，從而影響居住者的身體健康。紅外熱像儀能夠快速找到這些問(wèn)題。

3.5二次規(guī)劃和質(zhì)量保證
紅外技術(shù)不僅適用于二次規(guī)劃，也同樣可用于樓房的質(zhì)量保證和日常檢測(cè)。從施工干燥的熱圖像中，我們可以看到干燥過(guò)程的進(jìn)展，從而采取必要的措施來(lái)加速干燥過(guò)程。如果通過(guò)紅外熱像儀來(lái)加快干燥過(guò)程，并且通過(guò)紅外圖像加以驗(yàn)證，表明房屋已經(jīng)完全干燥，這意味著能夠更快地向業(yè)主交房，同時(shí)，也意味著建筑商能夠獲得更大利益。
3.6檢測(cè)空氣泄露點(diǎn)
用于檢測(cè)空氣泄露點(diǎn)的常用方法是通過(guò)檢測(cè)空氣交換率并采用一種被稱為“風(fēng)門(mén)”的檢測(cè)過(guò)程。在該過(guò)程中，房屋內(nèi)會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓。此時(shí)，室外的壓力大于室內(nèi)的壓力，因此，空氣將會(huì)從密封不嚴(yán)的區(qū)域進(jìn)入。紅外熱像儀能夠快速檢測(cè)到流動(dòng)的氣流，密封不嚴(yán)的區(qū)域就可以很方便地被加以識(shí)別，并且在完成下一步工序之前解決問(wèn)題，從而避免由潛在的施工問(wèn)題變成花費(fèi)昂貴的棘手問(wèn)題。
3.7尋找屋頂滲漏點(diǎn)
對(duì)屋頂滲漏系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估也是紅外熱像儀常見(jiàn)的應(yīng)用之一。水蓄熱的時(shí)間比正常屋頂材料蓄熱的時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)屋頂在夜間冷卻下來(lái)后，有水的區(qū)域由于其溫度比其他區(qū)域高，因此，可以輕松被紅外熱像儀檢測(cè)出來(lái)：僅僅修理屋頂?shù)臐B漏區(qū)域而不用更換整個(gè)屋頂大大節(jié)省了成本。
3.8建筑翻新
紅外熱像儀還可以對(duì)樓字和古建筑的翻新工程提供非常有價(jià)值的信息。被灰泥掩蓋的建筑框架在紅外圖像中變得清晰可見(jiàn)。它還可以用來(lái)判斷裸露的框架是否有用。紅外熱像儀可以對(duì)早期墻壁灰泥脫落的具體位置進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)有效地采取保護(hù)的措施。

3.9防火就是保護(hù)生命
在紅外熱像儀的幫助下可以很容易地發(fā)現(xiàn)煙囪和排氣系統(tǒng)中產(chǎn)生的裂縫、泄漏接縫以及石材松動(dòng)等情況。過(guò)熱的位置有可能引起煙囪內(nèi)部火焰，并可以立即通過(guò)紅外圖像進(jìn)行肉眼識(shí)別。因樓房過(guò)于靠近高溫加熱區(qū)域和排氣區(qū)而引起火災(zāi)的危險(xiǎn)也可以立即加以識(shí)別

4.0加熱、通風(fēng)和空調(diào)
室內(nèi)溫度對(duì)我們的健康以及工作效率的發(fā)揮具有相當(dāng)大的影響。辦公室內(nèi)的疾病多數(shù)是由于房間溫度過(guò)低或溫度不當(dāng)引起的。紅外熱像儀可以對(duì)空調(diào)、散熱器或通風(fēng)系統(tǒng)的功能提供重要的信息。工作環(huán)境可以通過(guò)紅外信息加以優(yōu)化，從而避免不良的工作環(huán)境。
4.1避免霉菌侵襲
霉菌會(huì)損壞建筑物結(jié)構(gòu)，如果在生活或辦公區(qū)域內(nèi)存在霉菌，還將帶來(lái)健康危害和過(guò)敏癥狀。在外界空氣的水分能夠形成露滴的潮濕區(qū)域是最適宜真菌生長(zhǎng)和快速聚殖的先決條件，墻壁、墻紙和油漆中的礦物質(zhì)是霉菌的最佳滋生地。帶有特殊的露點(diǎn)用可視化功能軟件的紅外熱像儀作自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)問(wèn)題區(qū)域進(jìn)行顏色報(bào)警、在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)便可早期識(shí)別潛在問(wèn)題。
4、結(jié)束語(yǔ)
應(yīng)該說(shuō)紅外熱像儀是—款輕便小巧、操作簡(jiǎn)便的預(yù)防性和診斷紅外高性能熱像儀。只須簡(jiǎn)單地扣動(dòng)扳機(jī)，便可以得到高質(zhì)量的熱像.
但由上可知”建筑行業(yè)的診斷”是當(dāng)今的紅外熱像儀拓展了的應(yīng)用領(lǐng)域，它不再是一臺(tái)簡(jiǎn)單用于預(yù)防性維護(hù)的紅外熱像儀,可以說(shuō)是安全生產(chǎn)與控制的保護(hù)神,其使用現(xiàn)埸也愈來(lái)愈復(fù)雜與嚴(yán)酷,因此對(duì)各紅外熱像儀的性能指標(biāo)與功能要求也隨之提高,其溫度分辨率(包含NETD)與非制冷紅外焦平而陣列均可提高一個(gè)數(shù)量級(jí)外,如溫度分辨率應(yīng)≤0.03℃, 非制冷紅外焦平而陣列用320×240陣列,但如選用是要實(shí)際需要而定.但作為用紅外診斷技術(shù)的熱像儀還應(yīng)在以下幾方面的功能上進(jìn)一步提高：
*擴(kuò)展的預(yù)維護(hù)程序,即可使工廠熱分析專業(yè)人士管理一個(gè)更龐大的紅外預(yù)維護(hù)程序，井將檢測(cè)計(jì)劃的職責(zé)分配到相關(guān)設(shè)備的人員，如負(fù)責(zé)檢測(cè)電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的人員。

*易學(xué)易用,即具有簡(jiǎn)潔的單層菜單設(shè)置，無(wú)需進(jìn)入復(fù)雜的多層菜單;在自動(dòng)模式下儀器自動(dòng)調(diào)整增益和熱級(jí)值，也可將其轉(zhuǎn)為手動(dòng)模式以適應(yīng)不同的測(cè)量需要;扣動(dòng)扳機(jī)后，圖像定格，然后選擇存儲(chǔ)或是不存儲(chǔ)圖像;可隨意更改諸如激光瞄準(zhǔn)、溫度單位、陶色板、液晶屏背帚光和測(cè)量模式等設(shè)置。

*強(qiáng)大而靈活熱分析軟件
能使維護(hù)人員夠快速簡(jiǎn)單地拍攝高質(zhì)量的紅外熱圖。熱像儀收集的應(yīng)在19200個(gè)像素點(diǎn)以上，每一個(gè)像素點(diǎn)采用的是12位的分辨率。這使得現(xiàn)場(chǎng)人員能夠準(zhǔn)確的定位、聚焦和拍攝。一幅拍攝合理,調(diào)焦良好的熱圖可以使在安靜舒適的辦公室里通過(guò)軟件進(jìn)行后期的分析。

在熱像儀掃描中或是在軟件中您可以調(diào)整：調(diào)色板設(shè)置、發(fā)射率、反射背景溫度值與增益和熱級(jí)。
*為設(shè)備維護(hù)人員提供通用的解決方案：即,高性能適合于專業(yè)人士，簡(jiǎn)單易用適合于初學(xué)者;可以在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)(發(fā)射率、RTC、溫度熱級(jí)或增益)，也可以事后在辦公室里通過(guò)軟件調(diào)整;大尺寸的液晶屏LCD顯示，使得圖像無(wú)論是在室內(nèi)還是室外部很清晰.