在一个夏天的正午,天空中万里无云,此时,即便是闭着眼睛,仅仅凭借皮肤的热感,我们也能大致判断出太阳在哪个方向。这种常见的经历其实也传达着一个容易被我们忽略的可能性:不必借助光线,仅仅凭借温度我们也可以判断某个物体的存在。
可是这有什么用呢?毕竟世界上除了太阳,能让我们靠体感来察觉的,可能只有近在咫尺的火堆了,这也太危险了。除非,我们借助一种对温度更为敏感的东西来展开“观测”。
还真有!只不过在这之前,我们需要先了解温度的本质:从微观上讲,温度是分子热运动的剧烈程度,自然界的绝对零度是-273℃,此时万物归于沉寂,但只要温度在这之上,无论是北极冰川,还是火焰、人体,甚至极寒冷的宇宙深空,其微观分子的热运动都是相对“活跃的”,而这种运动就必然会产生红外辐射,也就是物体发散出来的热量。在了解万事万物都有它散发出来的热量之后,接下来我们的问题就转化为:如何感知这种热辐射?
室温下物体所发出的热本质上就是电磁波,而且它的波长就在760nm-1mm之间,也就是我们常说的红外线。早在1800年,天文学家威廉·赫歇尔就发现了红外线。不过第一台热成像仪的问世要在一百多年后了。它在1929年,被一位匈牙利物理学家率先制造了出来。不过那时的热成像仪还很原始、粗糙。
总的来说,它的原理就是基于物体的温度越高,以黑体辐射的形式发射的红外辐射就越多。为此,热成像仪内部通常装备了一种称为热敏元件的探测器,这些热敏元件可以感知来自物体的红外辐射,并将其转换成电信号。到了这一步,探测的过程就算完成了,接下来人们就是想办法让它可视化。
实际上,我们平时看到的热成像图片并不是真实的颜色,因为红外线本身就在可见光之外,又怎么会有眼色呢?正是为了便于人眼能直观的观察,科学家认为定义了热成像仪里的“色温”温度越高,颜色越亮、越白;温度越低,颜色越暗、越深。
常人很暗想象到,这种能直接观察到温度的技术,为人类生活带来了多大的便利。
在电力行业,红外热成像技术是诊断输、变、配电线路设备热缺陷的先进技术,对及时发现、预防、处理重大事故的发生可起到关键作用,能有效提高设备运行的稳定性,为开展设备状态检修创造条件。
红外热成像测温检验检疫核验一体机,对动物进行检查时不需要与动物进行接触,不会影响动物的正常生活,不会对动物产生副作用;因此,在动物疾病诊断方面具有广阔的应用前景。
而在工业生产领域,无法用肉眼监测到的气体泄露也让热成像仪大显身手。肯麦思红外热成像的主要优势在于探测范围。它的热成像摄像头可以检测出几米外的小泄漏,因此在设备充电时可以安全使用。这意味着没有停工待检,节省时间,节约成本,提高效率。
与此同时,在无法从外部观测的封闭式生产环境中,也可以使用红外热成像诊断技术实现多种检测:如钢包和铁水的检测;回转窑的检测;重要管道的检测和诊断。
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