熱像儀在科研行業(yè)的應(yīng)用
在研發(fā)應(yīng)用中,準(zhǔn)確性、可靠性、靈敏度和高性能是至關(guān)重要的,這樣是紅外熱像儀被廣泛應(yīng)用到科研領(lǐng)域的重要緣由,其中包括:工業(yè)研究、學(xué)術(shù)研究、無(wú)損實(shí)驗(yàn)、材料分析、安防和航天科技。
一、工業(yè)研發(fā)
熱像儀能幫助開(kāi)發(fā)人員分析、觀測(cè)和量化研發(fā)項(xiàng)目的散熱和熱屬性。此舉有利于開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的熱效率得到持續(xù)、穩(wěn)定的控制,縮短設(shè)計(jì)周期,避免代價(jià)高昂的產(chǎn)品召回。
電氣檢測(cè)
印刷電路板設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)是如何在不降低產(chǎn)品的性能或成本的前提下進(jìn)行散熱管理。由于電子組件的尺寸越來(lái)越小,要準(zhǔn)確了解其熱信息異常困難。但是,借助熱成像技術(shù),工程師能輕松地將他們制造設(shè)備的熱圖可視化和量化。如果在復(fù)雜印刷電路板的設(shè)計(jì)階段就投入使用紅外熱像儀,便能有效避免后續(xù)故障和昂貴的召回。
汽車行業(yè)
為了生產(chǎn)出更高效、更安全和更高性能的汽車,汽車產(chǎn)業(yè)在研發(fā)環(huán)節(jié)投入的資金相當(dāng)高,往往是其它產(chǎn)業(yè)無(wú)法企及的。汽車產(chǎn)業(yè)的其中一項(xiàng)成功要訣就是將可靠的新產(chǎn)品以更快的速度投入市場(chǎng)。熱成像能幫助汽車工程師們改善安全氣囊系統(tǒng)的設(shè)計(jì),驗(yàn)證供暖和制冷系統(tǒng)的效率,量化熱沖擊對(duì)輪胎磨損的影響,檢測(cè)連接處和焊接處的性能質(zhì)量等……
工業(yè)試驗(yàn)室試驗(yàn)臺(tái)
將新產(chǎn)品更快投入市場(chǎng),這是許多行業(yè)的“成功秘訣”之一。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中,越早使用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行熱模型驗(yàn)證和故障分析,或僅僅是用于更好的布置熱電偶,就越能從中獲益。借助紅外技術(shù),公司可以縮短研發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量,從而增加公司盈利。
制藥產(chǎn)業(yè)
借助紅外技術(shù)進(jìn)行新藥品研發(fā)。科學(xué)家們通過(guò)觀測(cè)化學(xué)反應(yīng)的溫度變化,研究滴定盤中發(fā)生的變化。
二、學(xué)術(shù)研究
熱成像技術(shù)在大學(xué)教室和實(shí)驗(yàn)室中越來(lái)越受歡迎。在教學(xué)環(huán)境中,導(dǎo)師們使用熱成像技術(shù)幫學(xué)生認(rèn)識(shí)熱傳遞和熱力學(xué)理論,加深他們對(duì)重要概念的理解。
生命科學(xué)
熱成像是一種精確、可計(jì)量、非接觸式的診斷技術(shù),可用于觀測(cè)和量化表面溫度的變化情況。其應(yīng)用包括:血管評(píng)估,組織狀況監(jiān)測(cè),肌肉拉傷分析和出血點(diǎn)檢測(cè)等。
快速移動(dòng)事件
高速紅外成像擁有微秒級(jí)的曝光時(shí)間,可以定格動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的視覺(jué)運(yùn)動(dòng),捕捉每秒10,000幀以上的幀頻。研究應(yīng)用領(lǐng)域包括:射擊,超音速射彈,爆炸,燃燒過(guò)程,激光等許多領(lǐng)域。
紅外顯微成像
熱像儀同顯微鏡相結(jié)合就變成了一臺(tái)熱成像顯微鏡,能夠?qū)π〉?微米的目標(biāo)進(jìn)行精確測(cè)溫。研究人員使用熱成像顯微鏡能以非接觸的方式描繪組件和半導(dǎo)體襯底的熱性能。
寬溫度范圍現(xiàn)象
對(duì)JET聚變等離子反應(yīng)器進(jìn)行測(cè)溫時(shí),需要一臺(tái)具有滾動(dòng)積分時(shí)間,超幀頻和實(shí)時(shí)溫度范圍擴(kuò)展功能的熱像儀。
三、無(wú)損檢測(cè)(NDT)/材料檢測(cè)
NDT是一種廣泛用于材料、組件和系統(tǒng)屬性評(píng)估且不對(duì)檢測(cè)對(duì)象構(gòu)成損害的方法。帶有鎖相功能的FLIR熱像儀能夠完成各種先進(jìn)的檢測(cè),比如NDT、應(yīng)力測(cè)繪,還能用于發(fā)現(xiàn)低至1 mK的細(xì)小溫差。
應(yīng)力分析
應(yīng)力測(cè)試和疲勞測(cè)試是機(jī)械工程和材料科學(xué)中常用的測(cè)試方法,但對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)卻只能提供有限的信息。即便是幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜的組件,熱應(yīng)力測(cè)繪也能同時(shí)提供數(shù)千個(gè)應(yīng)力測(cè)量結(jié)果。與應(yīng)變儀相比,這種技術(shù)能為研究者們提供更快速、更完整的信息。
復(fù)合材料
無(wú)損熱檢測(cè)能夠通過(guò)目標(biāo)激發(fā),觀察目標(biāo)表面的熱差異來(lái)檢測(cè)內(nèi)部缺陷。對(duì)于檢測(cè)復(fù)合材料的孔洞、層離、藏水非常有價(jià)值。
太陽(yáng)能電池
太陽(yáng)能電池可能存在電氣分流問(wèn)題。當(dāng)太陽(yáng)能電池通電時(shí),這些分流就可以使用鎖相熱成像輕松檢測(cè)出來(lái)。鎖相光致發(fā)光測(cè)試可以使用近紅外熱像儀實(shí)現(xiàn)。
裂紋檢測(cè)
通過(guò)將捕捉的熱圖像與振動(dòng)頻率或進(jìn)入某一部件的超聲能量同步,就能實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵部件的裂紋進(jìn)行鎖相熱成像檢測(cè)。表面裂紋出的摩擦?xí)a(chǎn)生熱量,這樣細(xì)小的裂紋和斷裂無(wú)需使用染料或滲透液就能看得見(jiàn)。這種形式的NDT無(wú)需紫外線照射就能實(shí)現(xiàn)對(duì)大型部件或復(fù)雜固件的檢測(cè)。
四、安防&航空
大多數(shù)人都將用于安防領(lǐng)域的熱像儀同“發(fā)現(xiàn)敵人”聯(lián)系到一起。但如今,熱像儀還可用于武器、彈藥、導(dǎo)彈和飛行器的研發(fā)中。熱像儀所提供的信息便于研究人員使用熱光譜描繪目標(biāo)物體,從而用于目標(biāo)識(shí)別,防御措施部署和多光譜偽裝研究。
跟蹤
熱像儀系統(tǒng)通過(guò)提高低光照或霧霾條件下的可視度,彌補(bǔ)了視頻追蹤系統(tǒng)的不足,使跟蹤系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)目標(biāo),并持續(xù)更新目標(biāo)的方位、范圍和高度。
紅外特性
紅外特性指的是目標(biāo)的波長(zhǎng)作用反應(yīng)出來(lái)的表觀紅外亮度,它會(huì)在各種不同的距離和大氣環(huán)境中讓傳感器獲得物體的外觀。紅外特性對(duì)于車輛、傳感器和偽裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是非常有價(jià)值的工具。
技術(shù)監(jiān)視和對(duì)抗措施
紅外成像技術(shù)可用于識(shí)別秘密監(jiān)控設(shè)備的熱特性。即便是隱藏在目標(biāo)內(nèi)部的設(shè)備也能在其釋放紅外能量的一瞬間被檢測(cè)出來(lái)。
激光指示
激光指示器會(huì)發(fā)射出一束激光能量,用于標(biāo)記特定的地點(diǎn)或目標(biāo),通常用于精確制導(dǎo)武器。近紅外(NIR)熱像儀能夠檢測(cè)到這些正常情況下無(wú)法看見(jiàn)的激光束,用于標(biāo)識(shí)研究和目標(biāo)確認(rèn)。
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