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1、紅外熱像與建筑安全檢測上海榕申國際貿易有限公司摘要：本文主要闡述使用紅外熱像手段對建筑的安全性能如滲漏、白蟻防治、空鼓等進行無損檢測的原理和方法，通過四個現場案例表明使用紅外熱像檢測的效果，使讀者對紅外熱像這種新型的無損檢測方法有較為深刻的認識。關鍵詞：建筑型紅外熱像、建筑安全、建筑節(jié)能、滲水、白蟻防治、空鼓第一部分：紅外熱像的發(fā)展和在國內的使用現狀一、紅外熱像儀的發(fā)展歷史自從1800年赫謝爾利用水銀溫度計制作的最原始的熱敏探測器發(fā)現了紅外輻射以來，人們就開始不斷運用各種方法對紅外輻射進行檢測，并根據紅外光的特點而加以應用，相繼制成了各種紅外探測器，如熱敏型輻射探測器（溫差電偶探測器、電
2、阻測輻射熱計、熱釋電探測器）和半導體光電探測器（光電導探測器、光伏型探測器等）。最初，人們只能以單個探測單元通過光機掃描的方式并協同低溫制冷器來實現圖像探測；后來，則出現了探測單元數目在一萬以上，且自帶有信號讀出電路的二維N×M元焦平面陣列(FPA)探測器；而現今，集成了探測器后續(xù)信號處理電路，包括信號讀出電路、前放、模數轉換器等的第三代被稱為“靈巧”（smart）凝視的大陣列焦平面也已開始嶄露頭角。紅外焦平面熱像儀是一種可探測目標的紅外輻射，并能通過光電轉換、電信號處理等手段，將目標物體的溫度分布圖像轉換成視頻圖像的設備，是集光、機、電等尖端技術于一體的高科技產品。因其具有較強的抗干擾
3、能力，隱蔽性能好、跟蹤、制導精度高等優(yōu)點，在軍事及民用領域獲得了廣泛的應用。二、紅外熱像探測器的分類紅外熱像探測器的焦平面上排列著感光元件陣列，從無限遠處發(fā)射的紅外線經過光學系統成像在系統焦平面的這些感光元件上，探測器將接受到光信號轉換為電信號并進行積分放大、采樣保持，通過輸出緩沖和多路傳輸系統，最終送達監(jiān)視系統形成圖像。紅外焦平面陣列分類有：1、根據制冷方式劃分制冷型和非制冷型。2、依照光輻射與物質相互作用原理劃分為光子探測器與熱探測器兩大類。3、按照結構形式劃分為單片式和混成式兩種。4、按成像方式劃分為掃描型和凝視型兩種5、根據波長劃分：1～3μm的短波紅外、3～5μm的中波紅外、8
4、～14μm的長波紅外三種不同波長的探測器。三、紅外熱像技術在國內應用狀況隨著科技的進步，目前紅外熱像技術除在軍事領域外，在民用領域也得到了長足的發(fā)展。現在在民用領域使用的紅外熱像儀探測波段為8～14μm長波的非制冷焦平面凝視型紅外熱成像儀，其體積、重量、操作性均比第一代制冷型紅外熱像儀有了很大的改進。紅外熱像儀在國內現主要應用于如下行業(yè)：?建筑檢測：檢測房屋的節(jié)能、滲漏和空鼓等狀況。?設備預測性維護：主要對設備的工作狀態(tài)進行巡檢，提前發(fā)現設備存在的問題。?研發(fā)與品質管理：主要對產品的發(fā)熱狀態(tài)進行檢測，提高產品的質量。?消防：搜救和日常防火安全檢測。?其他：如科研、教育、醫(yī)療等。四、紅外熱
5、像技術在國內建筑檢測的應用狀況目前，紅外熱像儀在國內部分建筑行業(yè)已經開始使用，主要應用有：建筑安全檢測：建筑滲漏檢測白蟻防治空鼓及外墻飾面粘貼缺陷檢測建筑電氣檢測建筑節(jié)能檢測：節(jié)能材料檢測建筑密封性檢測暖通系統檢測第二部分：紅外熱像儀的工作原理1800年英國的天文學家WilliamHerschel用分光棱鏡將太陽光分解成從紅色到紫色的單色光，依次測量不同顏色光的熱效應。他發(fā)現，當水銀溫度計移到紅色光邊界以外，人眼看不見任何光線的黑暗區(qū)的時候，溫度反而比紅光區(qū)更高。反復試驗證明，在紅光外側，確實存在一種人眼看不見的“熱線”，后來稱為“紅外線”，也就是“紅外輻射”。自然界任何物體，只要溫度高
6、于絕對零度(-273.15C?)，就會以電磁輻射的形式在非常寬的波長范圍內發(fā)射能量，產生電磁波(輻射能)。紅外線在大氣中穿透比較好的波段，通常稱為“大氣窗口”。紅外熱成像檢測技術，就是利用了“大氣窗口”。維恩位移定律X軸：波長Y軸：每單位波長對應波譜區(qū)域的輻射量——光波輻射量(W/m2xμm)從普朗克定律可以得知，物體的溫度越高，其輻射得峰值能量就越偏向短波方向，故紅外熱像儀，特別是用以建筑檢測得紅外熱像儀，其工作波段通常在8-14μm的長波波段，建筑用紅外檢測的溫度范圍一般在-20-100℃范圍內。紅外熱像儀是一種新型的光電探測設備，可將被測目標表面的熱信息瞬間可視化，快速定位故障，并
7、且在專業(yè)的分析軟件的幫助下，可進行分析，完成建筑、節(jié)能、安全檢測和電氣預防性維護工作。熱像儀由兩個基本部分組成：光學器件和探測器。光學器件將物體發(fā)出的紅外輻射聚集到探測器上，探測器把入射的輻射轉換成電信號，進而被處理成可見圖像，即熱圖。探測器紅外輻射電路轉換物體紅外熱圖鏡頭光柵紅外熱像儀檢測原理圖第三部分：紅外熱像在建筑安全檢測方面的應用一、建筑滲漏檢測建筑滲水可導致混凝土表面炭化，使得混凝土表面出現裂縫后銹蝕鋼筋，鋼筋銹蝕后直徑變
