紅外熱像儀在建筑摟宇的多種應用講解

1、紅外熱像儀在建筑摟宇的多種應用紅外熱像儀紅外熱像儀是光機電為一體的高科技產(chǎn)品，其技術已成為全世界普 遍關注的熱門產(chǎn)業(yè)技術，由于作為紅外熱像儀關鍵性技術的紅外探測器及技術（圖1a）取得長足進展，特別是非制冷紅外焦平面陣列技術取得突破，實現(xiàn)了非制 冷紅外焦平面陣列熱像儀成為小型化低成本應用的主流。由于紅外焦平面陣列 技術的日趨成熟和全球范圍的激烈競爭 , 如今國內(nèi)外非制冷焦平面探測器的熱成 像儀的種類與規(guī)格的產(chǎn)生如雨后春筍，這些熱成像儀無論是熱參數(shù)紅外熱像儀紅外熱像儀是光機電為一體的高科技產(chǎn)品，其技術已成為全世界普遍關 注的熱門產(chǎn)業(yè)技術，由于作為紅外熱像儀關鍵性技術的紅外探測器及技術 （圖 1a）

2、取得長足進展，特別是非制冷紅外焦平面陣列技術取得突破，實現(xiàn)了非制冷紅 外焦平面陣列熱像儀成為小型化低成本應用的主流。由于紅外焦平面陣列技術的日趨成熟和全球范圍的激烈競爭 , 如今國內(nèi) 外非制冷焦平面探測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 像儀無論是熱參數(shù)、光學 / 紅外、控制、操作、電氣與價格等性能指標及功能各 有特點，值此以 FlUKE Ti30 熱像儀為例在建筑行業(yè)診斷應用上作介紹 , FlUKE Ti30熱像儀（圖1b）的主要參數(shù)指標如下：探測器類型是 1 20X 1 60非制冷焦平面；溫度顯示分辨率為 0.1（oF 或C ）;溫度范圍-10至250E （14至482oF

3、）;精度土 2%或土 2C （在-100C時的 精度土 3C）;重復性土 1%或土 1C （ 2oF）;操作環(huán)境溫度-10至50C ；光學分辨率 90:1；圖像幀頻 20Hz ；儲存能力 100張圖像；熱分析軟件 InsideIR（ 內(nèi)含）。非制冷焦平面熱像儀基本工作框圖示于圖 1（c） 。在圖1（c）所示的橋式電路中，RI為內(nèi)置探測器，R2為工作探測器， R3 R4是橋式平衡電路的標準 電阻，E是取樣電壓信號。R1和R2兩個探測器 的位置擺放很近，R1被屏蔽不露，而作為工作探測器的 R2必須暴露在外以接 收紅外輻射。當工作探測器沒有外來輻射照射時，電橋電路保持平衡 ,則沒有電 壓信號輸出，此

4、時E=0;而當紅外輻射照射到工作探測器時將使 R2的溫度變 化，從而引起該探測器的電阻阻值隨溫度變化 ,把橋式電路的平衡打破，使信號 輸出電路的兩端產(chǎn)生電壓差的兩端產(chǎn)生電壓差，則有電壓信號輸出。當然, 非制冷焦平面熱像儀也應與紅外圖像處理系統(tǒng)聯(lián)機使用 , 這樣可 增加熱像儀的測溫精度和分析顯示功能。紅外診斷技術是設備診斷技術的一種 , 它是利用紅外技術了介和掌握設 備或設施在使用過程中的狀態(tài)，確定其整體和局部是正常或異常 , 以早期發(fā)現(xiàn)故 障或缺陷及其原因 , 并能預測故障或缺陷發(fā)展趨勢的技術。從圖 2 紅外診斷技 術構(gòu)成框圖，可以看出紅外診斷技術的構(gòu)成有四個技術要素：檢出信息 （特征參 量紅

5、外幅射信息的檢出 ）、信號處理、識別評估和預測技式。據(jù)此，可以認為具 有紅外診斷技術特征的熱像儀是最佳預防性和診斷解決方案的理想選擇。于是紅外診斷技術在工廠可對于各種設備進行溫度分布的檢查，如馬達 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 測到發(fā)電機、變電站、電網(wǎng)傳輸、配電等各種設備或部件的發(fā)熱狀況；在研發(fā) 場合可用于檢查電子元件和各種部件的溫度，如各種集成IC和汽車各個部件的熱評估測試等。下面就紅外熱成像技術在建筑摟宇的多種應用作重點分析介紹。紅外熱像儀在建筑樓宇行業(yè)中的應用紅外熱像儀通過測量建筑結(jié)構(gòu)的表面溫度，即可通過這種非接觸的方式 來檢測外墻的剝離、空鼓狀況

6、或評估熱絕緣性能。其內(nèi)置的可見照相機可以方 便的查出存在問題的區(qū)域和位置。如今，建筑師和建筑公司正面臨著各種新型材料和越來越短的完工時間 等問題。針對氣密性和隔熱等進行的有效規(guī)劃、檢測以及報告的要求越來越嚴 格，并應該盡量避免因霉菌滋長或過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，從而避免冗長且成本高昂的維修工作。此外當房屋所有者與保險公司涉及房屋財產(chǎn)理賠時，清晰可見的紅外圖 像可以作為有效證朋，并有助于對需要修復的區(qū)域作合理方案。查找滲漏點紅外熱像儀是可用于快速尋找和檢查管道泄漏的檢測工具，也可以用來 檢測鋪設在地板或石膏板下面的水管。紅外熱像儀可以容易地探測到通過表

7、面 進行輻射的管道熱量的真實情況。一個典型的實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)的滲漏點可以被檢修人員發(fā)現(xiàn)并及時維修。精確確定滲漏點 位置可以避免不必要的開挖過程，節(jié)省開支。圖3(a)為地板下的加熱系統(tǒng)，圖3 (b)為地板下的加熱系統(tǒng)的滲漏點。檢測樓宇結(jié)構(gòu)紅外熱像儀是尋找樓字缺陷最快捷的有效檢測工具。它可以用來檢測建 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題快速轉(zhuǎn)化 為可見的彩色熱圖像(見圖4(a)(b)(c),其4a為沒有密封的窗戶，圖4b為隔熱不良的窗簾，圖4c為室內(nèi)密封不嚴的區(qū)域。房屋干燥為了加快樓字的干燥過程，通常需要使用干燥設備。

8、干燥設備生成的熱 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，并在紅外圖像中以“冷點”形式出現(xiàn)。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題( 見圖 5(a)(b) 。二次規(guī)劃和質(zhì)量保證紅外技術不僅適用于二次規(guī)劃，也同樣可用于樓房的質(zhì)量保證和日常檢 測。從施工干燥的熱圖像中，我們可以看到干燥過程的進展，從而采取必要的 措施來加速干燥過程。如果通過紅外熱像儀來加快干燥過程，并且通過紅外圖 像加以驗證，表明房屋

9、已經(jīng)完全干燥，這意味著能夠更快地向業(yè)主交房，同 時，也意味著建筑商能夠獲得更大利益。檢測空氣泄露點用于檢測空氣泄露點的常用方法是通過檢測空氣交換率并采用一種被稱 為“風門”的檢測過程。在該過程中，房屋內(nèi)會產(chǎn)生負壓。此時，室外的壓力 大于室內(nèi)的壓力，因此，空氣將會從密封不嚴的區(qū)域進入。紅外熱像儀能夠快 速檢測到流動的氣流，密封不嚴的區(qū)域就可以很方便地被加以識別，并且在完 成下一步工序之前解決問題，從而避免由潛在的施工問題變成花費昂貴的棘手 問題(見圖 6(a)(b) 。尋找屋頂滲漏點對屋頂滲漏系統(tǒng)進行評估也是紅外熱像儀常見的應用之一。水蓄熱的時 間比正常屋頂材料蓄熱的時間長，當屋頂在夜間冷卻下來

10、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出來：僅僅修理屋頂 的滲漏區(qū)域而不用更換整個屋頂大大節(jié)省了成本.圖7(a)為滲漏在屋頂?shù)乃瑘D 7(b) 為潮濕天花板表明屋頂發(fā)生滲漏。建筑翻新紅外熱像儀還可以對樓字和古建筑的翻新工程提供非常有價值的信息。 被灰泥掩蓋的建筑框架在紅外圖像中變得清晰可見。它還可以用來判斷裸露的 框架是否有用。紅外熱像儀可以對早期墻壁灰泥脫落的具體位置進行檢測，及 時有效地采取保護的措施。圖 8(a) 為處于灰泥下的建筑框架 , 圖 8(b) 為墻壁 內(nèi)部結(jié)構(gòu)。防火就是保護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

11、漏接縫以及石材松動等情況。過熱的位置有可能引起煙囪內(nèi)部火焰，并 可以立即通過紅外圖像進行肉眼識別。因樓房過于靠近高溫加熱區(qū)域和排氣區(qū) 而引起火災的危險也可以立即加以識別 ,圖 9為有裂縫品煙囪圖。加熱、通風和空調(diào)室內(nèi)溫度對我們的健康以及工作效率的發(fā)揮具有相當大的影響。辦公室 內(nèi)的疾病多數(shù)是由于房間溫度過低或溫度不當引起的。紅外熱像儀可以對空 調(diào)、散熱器或通風系統(tǒng)的功能提供重要的信息。工作環(huán)境可以通過紅外信息加 以優(yōu)化，從而避免不良的工作環(huán)境。避免霉菌侵襲霉菌會損壞建筑物結(jié)構(gòu)，如果在生活或辦公區(qū)域內(nèi)存在霉菌，還將帶來 健康危害和過敏癥狀。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 菌生長和

12、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。帶有特殊的露點用可視化功能軟件的紅外熱像儀作自動進行檢測，并對 問題區(qū)域進行顏色報警、在檢測現(xiàn)場便可早期識別潛在問題。結(jié)語應該說紅外熱像儀是款輕便小巧、操作簡便的預防性和診斷紅外高性 能熱像儀。只須簡單地扣動扳機，便可以得到高質(zhì)量的熱像。作為用紅外診斷技術的熱像儀還應在以下幾方面的功能上進一步提高： 擴展的預維護程序，即可使工廠熱分析專業(yè)人士管理一個更龐大的紅 外預維護程序，并將檢測計劃的職責分配到相關設備的人員，如負責檢測電氣 設備和機械設備的人員。易學易用，即具有簡潔的單層菜單設置，無需進入復雜的多層菜單； 在自動模式下儀器自動調(diào)整增益和熱級值，也可將其轉(zhuǎn)為手動模式以適應不同 的測量需要；扣動扳機后，圖像定格，然后選擇存儲或是不存儲圖像；可隨意 更改諸如激光瞄準、溫度單位、陶色板、液晶屏背帚光和測量模式等設置。強大而靈活熱分析軟件 能使維護人員夠快速簡單地拍攝高質(zhì)量的紅外熱圖。熱像儀收集的應在 19200個像素點以上，每一個像素點采用的是 12位的分辨率。這使得現(xiàn)場人員 能夠準確的定位、聚焦和拍攝