红外成像设备（精选十篇）
红外成像设备 篇1
1 系统组成及原理
1.1 系统组成
红外成像设备内场测试系统主要由计算机图像虚拟机和红外场景生成器组成,如图1所示。
计算机图像虚拟机是以计算机图形工作站为计算平台和控制中心,以目标、背景特性数据为基础,利用Multi Gen Creator建模工具,建立地面或空中背景下目标的三维几何模型,采用三维视景驱动软件Vega和Visual C++编程生成红外成像检测验证试验所要求的虚拟环境,建立红外成像设备的动态视场虚拟机,生成数字场景。
红外场景生成器与红外成像设备工作在同一波段,模拟真实目标和背景在红外成像设备接收系统入瞳处红外辐射能量的空间分布和时间变化,使红外成像设备得到一组与真实目标背景一致的红外景象。不仅能模拟目标和背景的红外辐射特性,而且还能反映目标和背景的运动特性,使红外成像设备如同在真实目标环境中工作。
1.2 计算机图像虚拟机
计算机图像虚拟机由虚拟环境模拟单元、红外成像设备视场模拟单元、过程控制单元、人机交互单元和计算机图形工作站等部分组成。如图2所示。
图中各组成部分分别具有如下功能:
虚拟环境模拟单元主要完成战场环境三维视景的实时生成与显示,为红外成像设备对目标进行探测提供一个直观的可视化平台。建模工具采用Multi Gen Creator,该软件具备强大便捷的矢量编辑、交互式建模与装配以及地形地貌生成功能[3]。利用MultiGen Creator建立天空背景和目标的三维几何模型。虚拟场景利用可视化应用程序开发工具Microsoft Visual C++6.0,基于MFC来编写Vega驱动程序[4],通过实时生成各种条件下动态的、高逼真场景红外成像,从红外成像设备视点模拟观测红外成像设备探测目标的工作全过程。该场景主要提供给监视人员,对此红外成像设备进行评估。
红外成像设备视场模拟单元主要完成红外成像设备成像传感器视场对应场景的实时生成功能[5]。该单元从人机界面获取被试红外成像设备探测器参数,结合红外成像设备坐标参数,确定红外成像设备在虚拟环境中的实时位置信息;根据红外成像设备的瞬时视场角和像素数目,确定观测场景大小和分辨率,以高帧频(大小取决于场景的复杂度和计算机图形工作站性能)实时获取进入探测视场的图像序列。同时,考虑了典型大气环境下大气对红外成像设备的影响参数和红外成像设备自身物理特性对成像质量的影响。从而形成逼真的目标模拟图像。图3给出了计算机生成天空图像和红外成像设备拍摄的实际图像。
过程控制单元主要完成设备实时控制及目标载体运动轨迹的计算,确定红外成像设备与各种动态目标的几何关系。
人机交互单元为操作人员提供一个友好的操作界面,便于观察对比可视窗口。
计算机高速图形工作站完成虚拟环境模拟单元和红外成像设备视场模拟单元的计算、生成和同步协调等功能。工作流程示意图如图4所示。
1.3 红外场景生成器
红外场景生成器用于将计算机图像虚拟机生成的目标和背景红外图像转换成真实的红外图像,为红外成像设备测试、验证提供红外目标模拟环境。
目前,红外场景生成器主要采用热电阻阵列、液晶光阀、IR-CRT和数字微反射镜阵列DMD等技术[6]。
热电阻阵列机理为采用计算机技术控制微型电阻阵列中每个电阻单元的电流强度。按照普朗克定律,各电阻单元的热辐射强度随电流强度变化而变化,辐射的能量大小由电阻的温度、占空因子和辐射率决定。若阵列的温度场以一定的帧速变化,将呈现动态红外场景。
液晶光阀(LCLV)将计算机图像虚拟机生成的图像投影在液晶光阀高电阻一侧的硅光电导上,激发出光电荷载流子,电荷载流子产生空间电压图案转移到高阻抗的液晶层上,引起液晶分子重新排列,导致双折射率发生变化:另一方面,黑体辐射偏振分束器线性偏振后,均匀地照射在液晶层另一侧,按照液晶层空间电压分布,使黑体辐射的偏振方向发生旋转,再通过偏振分束器调制,即可得到红外图像。单晶硅液晶光阀是整个系统的关键部件,其性能主要由响应时间、分辨率和对比度等参数决定。
IR-CRT是一种特殊的阴极射线管,与普通可见光CRT的不同之处在于其采用了红外磷光体材料、热电制冷的反射式靶屏结构、透红外窗口和特殊的对应的动态红外图像[7]。
DMD数字微反射镜阵列,是采用微电子机械原理,利用铝溅射工艺,在半导体硅片上生成的一些方形微镜面。数以百万计的微镜面用铰链结构建造在由硅片衬托的CMOS存储器上。利用静电原理,可使每一个微镜面沿着它的对角线轴线翻转+10°或-10°。当受到光源照射时,每一个微镜面可以反射一个像素的光。当微镜面为+10°时,镜面对着光源,反射光可以通过投影镜头投向屏幕,形成一个亮点;当微镜面为-10°时,镜面背向光源,反射光则不能通过投影镜头而被光吸收装置所吸收,在屏幕上形成一个黑点。通过控制每个微镜面在两个状态的时间,即可实现光的脉冲宽度调制,形成不同亮度、灰度和对比度的图像。表1给出了红外场景生成器的主要技术特点[8]。
根据目前技术水平和应用情况,本系统红外场景生成器采用DMD数字微反射镜阵列。
2 结论
以DMD型红外场景生成器为基础设计了红外成像设备内场测试系统,并对各组成部分的工作原理进行了说明。文中设计的红外成像设备内场测试系统已经成功应用于多个红外成像设备的性能测试,大大减少外场测试实验的次数,节约成本并提高工作效率。
同时,根据相关项目的具体要求,可将该红外成像设备内场测试系统嵌入其中,通过进一步针对性的开发形成实时仿真环境,丰富红外成像设备的探测、跟踪和识别算法研究的科研手段。另外,通过红外辐射定标工作,可以对红外成像设备内场测试系统中红外辐射进行物理标定,可进一步将红外成像设备内场测试系统开发成红外成像计量设备,扩展红外成像设备内场测试系统应用范围。
参考文献
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[4]钱康,王爱民.基于Multigen Creator和Vega的舰载捷联惯导系统的视景仿真设计[J].舰船电子工程,2011(9):92-99.
[5]肖树臣,刘凡,杨尚君.基于Vega的动态红外图像仿真[J].电光与控制,2012(5):4-12.
[6]耿康,周起勃.动态红外景象仿真技术的研究[J].红外,2006(2):23-27.
[7]李平,李卓.基于LabVIEW的红外场景生成器最小可分辨温差测试[J].北京理工大学学报,2010(4):943-946.
红外热成像技术研究 篇2
关键词：红外热成像;无损检测技术;优缺点
从现在的新型科技企业来说，很多企业的设备在车间生产线上都安装和设置了无损检测程序，之前也有很多传统的无损检测技术出现，不过这些技术不管是在管理方面还是在实践上都存在一定的`缺点，而红外热成像无损检测技术能较好的改善一些传统的无损检测技术不能达到的一些检测效果，如今它在很多领域也得到了应用，因为有它检测的便捷、准确性高等优点逐渐得到人们的认可。
1红外热成像无损检测技术的简介
红外热成像无损检测技术是利用红外热成像原理来工作的。
它是由热成像技术、红外标定技术、图象处理技术和图象压缩与恢复技术等多项高技术的集成。
举个例子，就石油化工企业生产程序来说，对这个生产线所需要的仪器设备进行检测，首先是启动设备，之后在设备工作的时候就会散发出热量，每个仪器所散发出的热量是不一样的，在设备工作的时候，可以利用红外热成像仪器检测被测仪器的热量，这些热量会发射出辐射，在自然界中一切物体都会有电磁波辐射，之后根据辐射就会在红外热成像仪器上成像，根据成像的不同可以判断被测仪器的工作状态。
2红外热成像无损检测技术的原理
相位法红外无损检测利用调制激励源在被测物体内部产生周期热波，由于物体内部缺陷产生的反射受到入射波的干扰而在物体表面形成一个可被红外热像仪记录的波形，用红外热像仪采集多幅热图像，经过图像序列信号重构，得到被测物体表面温度变化信号，提取被测物体表面各点温度变化的相位图和幅值图，据此判定缺陷的存在和特征。
图1给出了采用红外相位法技术进行无损检测的原理。
2.1红外无损检测系统的组成
如图2所示，一个典型的红外无损检测系统由以下几部分组成：热激励系统、红外热成像系统、红外图像采集、处理和分析系统。
2.2激励系统
主动式红外无损检测系统必须要有一个热激励系统，用以造成被测材料内部稳态或瞬态不均匀温度场，使被测材料内部缺陷显示出来。
光源激励系统主要包括三部分，一是函数信号发生器;二是功率放大器;三是卤素光源。
2.3红外图像采集系统
红外图像采集系统主要指红外热像仪，它负责把物体自身的红外辐射变成人眼可识别的可见图像，即把物体表面的温度分布转换成图像，以直观、形象的热图像显示出来。
由于热像仪所获得的是物体表面二维温度场信息，因此普遍应用于红外无损检测。
2.4分析处理软件系统
法国CEDIP软件处理系统包括ALTAIRLI处理软件和ALTAIR图像处理软件。
ALTAIRLI软件具有快速采集和处理信号功能，ALTAIR具有图像增强、数据分析等功能。
为实现对法国CEDIP公司ALTAIR红外无损检测系统采集的红外图像序列进行处理与开发，自行设计了后处理软件系统，功能框图如图3所示，通过读取CEDIPMWIRJADE550红外热像仪采集的图像序列，进行提取表面热波信号相位等信息，并可进行信号重构。
自行开发的红外图像序列处理软件，同样用于国产红外无损检测系统采集的红外图像序列的处理，用以实现缺陷的识别。
3红外热成像无损检测技术的优缺点
红外热成像无损检测技术是一门先进的科学技术，与其它传统的无损检测技术相比，它在很多方面都有优点，但是什么东西都有两面性，红外热成像无损检测技术也有一些不如意的地方，下面就这两方面来简单的探讨一下。
3.1红外热成像无损检测技术的优点
目前红外热成像的应用还算不上是广泛，这是因为红外热成像仪器还没有普及到一般的中小企业的工业生产程序中，还有就是可能一些工厂的生产线上还没有设置检测这项程序，不过除了这些方面之外，在其它一些大型的工厂企业中，红外热成像无损检测技术还是因为其优点慢慢的得到了很好的应用。
其优点而言主要有以下几点：
第一，红外热成像无损检测技术的安全性高。
红外热成像无损检测技术是利用红外热成像的原理根据热量的散发检测红外程度，这种方法与其它技术相比更为安全可靠，检测的时候也不需要经过工作人员接触性的工作，就像在石油化工企业对一些设备进行无损检测时，利用其他传统的方法，需要工作人员对设备的操作流程十分的清楚，此外，石油化工的一些设备都是高风险性的，如果在处理的时候，工作人员一不小心弄错了一步，那么就可能会产生很严重的后果，与此相反，红外热成像无损检测只需要启动设备，之后根据工作时的热量差直接判断设备的正常与否。
第二，红外热成像无损检测技术的灵敏度高。
因为这项技术不是经过人为的检测，与之前一些需要人为操作的检测方法相比，红外热成像无损检测技术完全是由机器操控，通过仪器内部零件的控制，分析设备工作时的散热量检测设备，这样会避免很多差错。
第三，红外热成像无损检测技术的诊断效率高。
红外热成像检测技术完全是由红外热检测仪器内部自动检测自发进行的，由需检测的设备在工作中散发的热量经过红外热检测仪器，这个过程需要的时间只有几秒钟而已，这样大大的提高了诊断效率，传统的检测技术，不仅步骤复杂繁琐，如需要进行一次检测，除了要经过工作人员的准备之外，需要的检测仪器设备也比较多，当然时间相应的也就多了，而且，并不是每一次的检测都会成功，有时只要其中一个步骤出错了，可能这次的整个检测就前功尽弃了，所以红外热成像无损检测技术的诊断效率与其他一些传统的无损检测技术相比，诊断效率高多了。
3.2红外热成像无损检测技术的缺点
红外热成像无损检测技术就缺点方面而言主要有两点：
第一是这项技术只能检测仪器表面的热量，虽然红外热成像技术是通过检测热量差来检测仪器的好坏，但是很多仪器工作的时候，背部散发出的热量和仪器表面的温度是不一样的，如果单纯的通过检测仪器表面的温度来断定一个仪器工作状态的正常与否，这样造成的差错可能会对整个工作程序造成重大的伤害。
第二是红外热成像技术需要的设备是高科技的设备，而且这种设备的更新速度与其他的检测仪器来比相对来说也比较快，所以这种设备的价格也是非常昂贵的，如果就规模一般的工业投资来说，这样的投资对企业自身是不合算的。
4红外热成像无损检测技术的应用
现代石油化工企业已经逐渐进入到了一个高科技的生产模式中，很多时候石油生产都是自动化的流水工作流程，所以在进行石油生产之前对仪器设备进行检测过关是十分有必要的，而且在石化企业工作也是一项高风险的工作，面对易燃易爆的石油制品，仪器是不能出一点差错的，而红外热成像无损检测技术在石化工业生产中作出了贡献。
在石化工业生产时中，设备在运行工作时无时不刻伴着温度的变化而改变的，其中高温设备也不少，而红外热成像检测可以根据检测高温设备内衬的温度来检测设备，这样可以避免仪器在工作中出现故障而出现停工现象，石化工业设备在生产工作的过程中，仪器工作状态不一样，其内衬温度也不一样，这样的检测方法不会出现较大的差错。
另外，管道保温层的检测在石化工业中也是很重要的一部分，因为石油主要的运输方式是管道运输，所以对管道保温层进行检测也是一道重要的工序，如果管道中的温度较低的话，在石油运输过程中可能就会出现石油凝固的现象，如果管道中的温度较高的话，就会出现石油爆燃的危险现象，这样对石化企业来说可能不是损失一部分成本那么简单，所以控制管道保温层的温度是保障石油安全的被运输，才能保障石化企业生产工作的正常进行。
红外热成像无损检测技术能正确的检测管道保温层的温度，使得企业生产程序正常进行。
当然了，还不止这些方面的应用，像对工业锅炉和高温管道耐火材料侵蚀和剥落情况的监测，对高温炉管以及其使用寿命的检测，预防烧穿事故的发生，对锅炉及加热炉炉壁和保温容器壁的监测，寻找热能泄露点的发生等等，红外热成像无损检测技术在这些方面都可以得到很好的发挥作用，预防企业恶性事故的发生，减少企业不必要的经济损失。
红外热成像无损检测技术在很多方面都能得到应用，就像其他的一些电力系统中的应用，它利用检测电力设备的一些裸露的导流体与接线之间的温度来判断电力系统中的电力设备是否完好，预防停电和火灾等恶性事故的发生。
此外在其他一些航空领域、还有建筑设备上都可以得到很好的运用，随着科学技术的发展和进步，可以将红外热成像无损检测技术发展的更好。
5结语
随着我国科学技术的进步和发展，近几年来，中国的红外成像技术得到突飞猛进的发展，与西方的差距正在逐步缩小，有些设备的先进性可与西方同步或领先，在国防很多方面都可以体现出来了。
红外热成像技术也是依赖在科技发展的基础上才得以发展的，不管是缺点还是优点都是它的特点，缺点可以在实践中慢慢的得到改善，优点可以在科技的进步中得到更大的发扬，甚至是可以得到更好的改进，而且这项技术在无损检测中有着巨大的潜力和优优势。
随着社会市场的发展，红外热成像仪行业发展前景也是非常广阔的新兴高科技产业，也是红外应用产品中市场份额最大的一块。
像红外摄像机、红外通讯、红外光谱仪、红外传感器等等这些技术已经得到市场广泛的应用，红外热成像技术在以后的发展中会更加成熟和成功。
参考文献：
[1]李丹嵩.红外热成像技术在化工设备检测中的应用及发展[J].上海化工，，6.
[2]刘晖，陈国华.红外热像检测技术在石化工业中的应用[J].石油化工设备，2010，(1).
红外成像设备 篇3
一、引言
近年来，随着高压电气设备的不断更新，SF6以其良好的灭弧和绝缘性能在高压电气设备中得到了广泛的应用，并且以SF6为绝缘介质的高压电气设备已经成为了高压电气设备的主流。但是受制造工艺水平及运行环境的限制，密封不良或密封圈老化是导致SF6气体泄漏的主要原因，会给电力安全生产带来严重的后果。SF6气体泄漏会导致绝缘介质的减少，会严重降低设备的绝缘和灭弧能力，给设备的安全运行造成极大的威胁。而漏点的查找则成为一个令检修人员头疼而无奈的问题。
在未配备红外检漏成像仪之前，电网设备气体检漏一直采用肥皂水气泡测试法和声光报警仪测试法。随着现代检测技术的不断进步和发展，已经有越来越多的光学成像技术被应用于SF6气体泄漏检测。红外成像检漏技术主要是利用SF6气体对红外线较为敏感的特性进行成像。红外检漏成像仪能使SF6气体以动态烟雾的形式呈现在背景环境下，操作方便、直观有效，为现场查找漏气部位提供了一种快速安全的方法。通过现场应用表明，红外成像检漏技术能有效地弥补目前SF6气体检漏方法的不足，及时发现和消除气体泄漏缺陷，保障设备的安全稳定运行。
二、SF6气体的优缺点
SF6作为一种绝缘气体，具有很多优点，它是一种无毒、不可燃的惰性气体，并有优异的冷却电弧特性，特别是在开关设备有电弧高温的作用下产生较高的冷却效应，避免局部高温的可能性。SF6的绝缘性能远远超过传统的油、空气绝缘介质。其用于电气设备中，可以缩小设备的尺寸，提高设备绝缘的可靠性。其缺点是在电弧放电时，分解形成硫的低氟化合物，不但有毒，且对某些绝缘材料和金属具有腐蚀作用。而SF6气体无色无味再加上SF6高压电气设备结构复杂的特点给快速准确地定位漏气部位带来了很大的困难。另外SF6气体还是一种温室效应气体，泄露后对环境有害。因此，如何对SF6气体的泄露进行控制就成了很重要的一个问题，而检漏则成为解决这项问题的基础性工作。
三、电网设备检漏方法现状分析
在未配备红外检漏成像仪之前，设备检漏一直采用肥皂水气泡测试法和声光报警仪测试法来进行SF6气体泄漏检测。其实，往往这两种方法需要配合使用，先用声光报警仪测试法确定大致范围，然后再用肥皂水气泡测试法精确定位。皂水气泡测试法，取材简单，直观有效，但需要逐个部位涂抹观察，工作量大，适用性差。而声光报警法则借助于便携式定性检漏仪沿设备表面以缓慢、均匀的速度移动，结合局部包扎法，检漏效果较好。但其受外界环境影响较大，工作条件比较苛刻，必须是在晴天、无风的条件下进行，而且工作量也相当大，往往需要半天或一天。如果是遇到常见的漏气情况，检修人员凭着检漏经验，漏点还是能比较容易检查到的（如GIS盆式绝缘子漏气或敞开式SF6断路器法兰处漏气），如果要是遇到比较特殊的漏点或者说是位置比较偏僻的漏点，查找漏点则相当的困难。检漏的工作量大暂且不说，重要的是在大量的工作完毕后也未必能查到漏点或者就算能查到漏点，但由于检漏人员移动不稳或现场风大时造成误报警，造成前功尽弃。这就让检修人员感到相当的困惑和无奈。除此之外，上述2种方法最大的缺点是不能带电检测，需要将设备停电。必要时，还需停母线或主变，给电网造成巨大损失。
而红外检漏成像仪能使SF6气体以动态烟雾的形式呈现在背景环境下，操作方便，直观有效，同时不需要停电，给电网设备的SF6气体检漏工作提供了一种快速、有效、安全的检测方法。
四、红外检漏成像仪的检测原理
红外检漏成像仪主要根据SF6气体泄漏处会向外辐射红外线能量，并对周围环境产生影响，当进行大范围拍摄时，根据SF6气体与空气的红外影像不同的特性，就可以寻找到泄漏源。红外线吸收检漏技术是指运用SF6气体对长波红外线有很强吸收能力的特性，采用后向散光成像技术对气体进行成像。当检测区域存在SF6气体泄漏时，由于SF6气体对红外光线具有强烈吸收作用，所以此时反射到检测设备的红外能量会急剧地减弱，SF6气体在显示设备上显示为黑色烟雾状，并且随着气体浓度变化，黑度也不同。在这种方式下，SF6气体泄漏点就可以快速、准确地定位。
结论
综上所述，表明了红外检漏成像仪对SF6电气设备漏气部位远程精确定位的有效性，为设备检修方案的制定提供了准确的依据，大大缩短了检漏时间和抢修时间。此外，对于高处漏气点红外检漏成像仪避免了传统检漏法需要测试人员攀爬梯子或设备等高处作业现象和误碰带电设备现象，最主要的是它不需要设备停电，就可以清楚、直观的检测到漏点，既大大提高了检测效率，又保证了人身、电网和设备的安全。它给电网设备的检修工作带来了一个实质性的飞跃。
参考文献
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（作者单位：国网忻州供电公司）
作者简介
红外成像设备 篇4
1 红外线成像技术在变电设备温度监控中的运用
变电设备在电力运行过程中发挥着十分重要的作用, 温度是变电设备在运行过程中需要重视的一个非常关键的参数, 而红外线检测的方法可以很好的实现对设备的远距离监控, 如果变电设备在运行的过程中出现了一些异常的现象, 就可以最为及时的采取有效的对策对其进行处理, 当前四遥技术已经逐渐的成熟起来, 丢案例系统自动化水平已经有了十分明显的改进, 在电力系统运行的过程中, 电力系统的综合性也已经到达了一个新的水平, 这项技术也成为电力系统综合自动化发展的一座标杆。
红外线成像技术是一种十分有效的变电设备运行状态监控的手段, 在应用的过程中它主要是运用温度变化和红外线之间存在的关系来对变电设备的运行状态进行监控的, 如果设备发生了异常, 设备向外辐射的热能就会产生一定的变化, 而这种变化在设备运行的过程中会转化成热能和温度信息, 借助互联网就可以将这些信息准确的显示出来, 所以这项技术在应用的过程中主要是借助温度的变化来对设备的运行状态做出判断。
2 红外成像的特点
2.1 红外成像技术的优势
红外成像技术在实际的应用中采用了已经创新的变电设备运行监控的方法, 这种手段使得远程的在线监控不再成为难题, 而和传统的监控方式相比, 这种监控方式有着非常大的优势, 首先, 它可以有效的避免其和变电设备发生直接的接触, 被测的变电设备只要照射到元件上就可以完成, 这样一来既有效的避免了感热元件的损伤, 同时也大大的减少了工作人员所面临的安全风险, 这样也充分的保证了操作人员自身的安全。另外, 这种技术在成像速度上也有着非常大的优势, 图像是动态的形式, 所以也更加的清晰, 为工作人员及时的发现故障和异常现象提供了便利, 同时这种技术在使用的过程中并不是非常的死板, 可以适应多种情况, 同时也给工作人员的操作提供了诸多的便利, 这也是传统技术所不具备的。
2.2 红外线成像存在的问题
在电力系统运行的过程中, 红外线成像已经得到了十分广泛的应用, 而我国科学技术的发展和进步也使得我国的红外成像越来越成熟。但是不能否认的是, 这项技术还存在着一定的不足, 在使用该技术进行测温的过程中经常会出现信号微弱的状况, 同时信号也非常容易受到阳光和大风的影响, 所以在使用的过程中也会出现一定的差错。变电设备在小区域内的温度变化异常现象是非常难以发现的。另外在实际应用的过程中监测的温度如果没有达到1000度, 就会产生非常明显的误差, 这样检测结果的准确性就会受到极其明显的负面影响, 红外线成像技术在应用的过程中虽然对很多设备故障的排查都是有效的, 但是如果设备内部出现了较为严重的故障, 该技术还是不能予以判断和排查, 所以该技术还需要进一步的深化和发展。
目前, 为了减少红外成像的判断误差, 首先在安装检测时要充分考虑周边环境的影响, 避免非待测物体的辐射能进入测试角。其次在监控变电设备周围设置屏蔽物, 最大可能的排除外界干扰。在室外环境下监控时要考虑多云天气和晴朗天气等因素对测试温度的影响。再次, 对于发光率低的监控物体, 采用涂抹发射率高的涂料等方式来提高物体的发射率, 增加红外成像的准确性。随着科技的发展, 红外成像技术的运用会越来越成熟、越来越精确。
3 变电设备的远程在线监控
变电设备的远程在线监控主要是通过红外成像来实现的。通过这种先进的技术, 可以实现变电设备在不停电、不接触、远距离的情况下进行设备运行状况的检测、监控, 可以实现对设备存在的缺陷及隐患的早发现、早处理。首先对红外热像仪进行初始设置, 电网系统将自动控制红外热像仪的运作, 对监控的变电设备进行拍摄, 采集红外成像信息, 并对设备的运行进行初步的分析、诊断。其次, 与其他智能设备的组合运用, 使电力系统的自动化得到提升。如与智能报警系统的组合应用。在对设备运行的实时状态进行监控中, 如发现温度图像异常时, 会自动发出声、光报警信号, 引起操作人员的警觉, 对存在的问题及隐患及时作出应对。第三, 定时、定点对变电设备预设测量点, 再对红外热像仪进行初始设置后, 就能实现它对变电设备的自动巡航和自动拍摄功能。操作人员不但能直观、清晰的对采集到的已转化为温度表示形式的热能信息进行监控, 而且还可根据需要对历史数据进行调取、查询和分析, 方便了对变电设备运行的研究。第四, 智能的报警平台还可以以短信的形式给相关操作人员发出警报, 提高了电力系统综合自动化的智能性, 为无人值守创造了条件。第五, 强大的数据库功能, 收集了红外成像的所有监控信息。一方面可以对红外成像的视频进行条件查询, 对当时的视频录像进行回放, 对相似情况进行分析、比较。另一方面可对红外成像视频的历史数据进行智能管理, 方便了相关数据的查询, 使操作人员对变电设备的运行趋向能做出更正确、更准确的判断, 有效的防范了变电设备运行中的错误。
变电设备是电力系统中电能变送的关键, 影响着电能传输的效益和质量, 关系着电能变输的安全可靠。电力设备的工作性质, 决定了它需要在高电压、大电流的环境中长期的、持续的运行, 出现难以预测的问题是不可避免的, 变电设备的热故障就是比较常见的问题之一。
4 结论
电力系统自动化发展的过程中, 红外成像技术是一个不容忽视的环节, 它能够广泛的应用在变电设备检测领域, 这项技术可以通过温度的变化和分布判断出设备哦是否处于正常的运行状态当中, 同时它也可以为电力系统的正常运行提供保障, 但是其在应用中还存在着一定的不足, 需要进一步的加强和改进。
摘要：我国的自动化水平较前几年有了非常明显的提升。电力自动化系统在运行过程中的稳定性和安全性也越来越受到了人们的关注和重视, 电力自动化的水平越来越高, 在无人值守的变电站或者是少人值守的变电站中, 红外成像的变电设备温度远程控制就是电力系统改进中的一个非常重要的突破, 主要分析了基于红外成像的变电设备温度远程在线监控, 以供参考和借鉴。
关键词：红外成像,变电设备,在线监控,自动化
参考文献
[1]俞睿默.在线测温检测技术在无人值班变电站应用的可行性探讨[J].华东电力, 2009 (7) .
红外成像设备 篇5
关键词： 空空导弹； 红外成像； 偏振探测
中图分类号： TN219文献标识码： A文章编号： 1673-5048（2016）04-0047-05
Abstract： As a new imaging technology， infrared polarization imaging detection technology develops rapidly on abroad. The development and research situation of polarization detection technology are introduced， and the application prospect of infrared polarization imaging technology in airtoair missile is analyzed. A project of airtoair missile seeker based on infrared polarization imaging technology is proposed， which indicates that the technology has great significance in improving the detection and antijamming performance of domestic airtoair missile.
Key words： airtoair missile； infrared imaging； polarization detection
0引言
现代战争要求空空导弹能够在复杂战场环境下有效打击具有干扰能力的敌机。 红外型空空导弹面临的复杂战场环境和干扰主要是天空云团和地/水面背景反射的阳光， 以及燃烧的红外诱饵弹。 由于其红外辐射强度与飞机非常接近[1]， 因此严重影响敏感红外辐射强度的空空导弹红外导引头的目标识别、 抗干扰能力。
自然界的电磁波由许多偏振度不同的电磁波组成。 研究表明， 通常人造目标比自然背景表现出更高的偏振度 [2-3]。 因此如果将红外偏振成像技术应用到空空导弹上， 就可以利用这一偏振特性来提高其探测和抗干扰能力。
1红外偏振成像机理分析
光是一种横电磁波[2]。 光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象称作光的偏振。 偏振度是用于度量电磁波中偏振程度的参数， 是偏振光在总光强中所占的比例。
对于偏振现象的机理研究， 已经做了大量的理论工作。 通常采用菲涅尔公式可以较好地解释自然光的偏振特性。 以太阳为光源的自然光可视作由无数杂乱的线偏振点光源构成， 随机分布的特点使其在垂直于传播方向的平面内任一方向上都具有相同的振幅， 因此偏振度为0。 自然光在电介质界面上反射和折射后形成部分偏振光。 由于表面粗糙的物体可视作由大量倾角和尺寸是无序和无规则的微面元组成， 其反射/辐射的偏振方向比较杂乱， 因此会表现出较小的线偏振度[4]。 散射现象的机理也与之类似。
从这些研究成果来看， 物体的偏振特性与物体介质的折射率、 表面反射和自身辐射的空间分布、 观察方位密切相关[2-5]。 在偏振探测技术的实际应用中， 必须加以考虑[6]。
2偏振成像技术研究现状
2.1国外研究进展
从20世纪80年代起， 偏振成像探测开始受到西方发达国家的重视。
1999年， 美国犹他州立大学空间动力学实验室研制了一种基于铁电液晶元件的红外超光谱成像偏振计 [7]。 通过将液晶材料两端的电压反向， 可以在不到3 ms的时间内使光轴旋转45°。 采用0°， 45°， 90°和135°这4个旋转角进行测量， 其结构示意图如图1所示。 该红外超光谱成像偏振计波段为2.5～3.5 μm， 帧频为20 Hz。
此外， 法国、 以色列的研究人员也分别测试了液晶偏振片， 取得了较好的效果[8]。
2006年， 美国空军实验室等机构所研制的长波红外偏振成像仪器采用了在探测器的每个小单元前面放置偏振滤光器的结构， 可以同时获得4个偏振态下的图像， 如图2所示， 具有即时且关联的获得热信息和偏振信息的优点[9]。
以色列的B.Ben-Dor在探测器观测角为70°的条件下对地物背景在8～12 μm的偏振度进行研究， 得出结论[10]： 除水面外的自然背景的偏振度普遍低于金属材料的偏振度。
英国国防实验室将红外偏振成像技术应用到扫雷项目上， 使用3～5 μm的致冷焦平面探测器， 通过将红外热图像与偏振度图像的融合处理， 显著提高了热像系统的探测和识别能力[10]， 如图3所示。
2.2国内研究现状
中科院安徽光机所研制的多波段偏振CCD相机试验系统， 采用三平行光路同时采集3个不同偏振方向的偏振辐射图（0°， 60°， 120°）。 通过步进电机带动滤光片旋转来实现波段切换[11]。
昆明物理研究所提出了几种红外偏振成像的技术方案， 并对红外偏振成像机理进行了研究[5]。
北京理工大学提出了基于微面元散射理论的红外偏振辐射传输方程[12]， 研究建立包含反射和辐射信息的红外偏振辐射传输方程的Stokes表达式， 推导出偏振度、 偏振角的多种因素数学模型。 此外， 还在红外偏振图像融合及色彩重构方法上取得了较好的研究成果[13]。
3红外偏振成像技术在空空导弹上的应用
根据上述国内外研究状况， 可知国外对红外偏振成像探测技术已进行了大量的深入研究， 研究领域主要集中在典型目标与背景的红外偏振特性测量和分析， 成果应用主要集中在对地面目标探测、 识别的卫星遥感、 成像侦察设备、 扫雷设备等， 相关设备已进行到工程化样机阶段。 但目前尚未见到红外偏振成像应用到制导技术领域的报道。
空空导弹采用以自动目标识别为主的制导技术。 受其作战任务的影响， 其作战对象和作战环境都难以在任务规划中加以明确， 因此不适用于传统的基于模板匹配识别的自动目标识别方式， 而更多地采用基于特征的自动目标识别方式。 该方式要求能够从背景中准确地提取稳定且独特的目标特征信息， 利用该特征来区分目标与周围背景。 由前文可知， 人工物体的偏振特性与背景存在一定的差异， 可以利用这一点来实现自动目标识别。 但影响偏振特性的因素较多， 因此需要根据空空导弹制导的要求来选取合适的偏振成像方式。
3.1偏振成像技术对空空导弹制导适用性分析
对于空空导弹制导系统而言， 探测距离越远越好， 识别/抗干扰概率越高越好， 跟踪性能越稳越好。
红外偏振成像系统与常规红外成像系统的差别是增加了偏振器。 理想偏振器的透过率是0.5， 实际水平在0.25～0.42之间。 因此该系统会有不小的能量损失， 在晴空背景下的探测距离也会有相应的缩减。
但是， 在复杂背景下， 由于存在大量与目标辐射强度类似的物体（如反射阳光的亮云）， 因此红外强度对比度会比较低。 而对于红外偏振成像系统， 由于偏振度与物体的材质、 粗糙度等因素密切相关[15]， 使得人造目标与自然背景的偏振度存在较大差异， 因此偏振成像能明显提高图像的对比度， 降低对截获信噪比的要求， 提高作用距离[16]。
同理， 红外诱饵燃烧后的产物是气体、 烟尘等分子物质， 而飞机蒙皮是光滑的金属物体， 两者在偏振度上会有较大差异。 可以利用该偏振特点来实现抗干扰。
对于空空导弹制导系统的跟踪功能而言， 需要所跟踪的物体具有稳定的特征。 由于弹目接近过程中的导弹视线角（入射角）总是连续变化的， 因此测得的偏振特性也在不断变化， 难以作为跟踪用的特征。
3.2红外偏振成像技术在空空导弹上的应用方案
该方案的空空导弹红外导引头应具有同时获取红外强度图像和红外偏振图像的能力。 其信息处理系统采用并行处理的方式， 以红外强度图像数据作为主信息处理流程， 完成目标探测、 识别、 跟踪及抗干扰功能； 以红外偏振图像数据作为副信息处理流程， 在主信息处理流程的识别和抗干扰阶段， 将红外偏振图像数据的处理结果与红外强度图像数据的处理结果作特征/决策层融合， 辅助其完成识别与抗干扰功能。
3.2.1探测系统设计方案
双探测器+偏振棱镜方案如图4所示， 主要缺点是两套探测系统体积较大， 机械结构和电气结构较复杂且昂贵， 数据校正麻烦， 因此不适合体积紧凑的空空导弹导引头使用。
图1单探测器+机械/电控偏振片方案的原理是通过一个凝视焦平面探测器前的光路中循环分时插入不同起偏角度的偏振片， 顺序获取一组不同起偏角度的偏振强度图像， 根据这些偏振强度图像来计算斯托克斯分量图像和偏振度、 偏振角图像。 该方案的缺点是当目标在背景上快速运动时， 分时采集获取的序列图像难以配准， 使得计算得到的目标与背景的偏振特征值存在较为明显的误差。
本文采用偏振片+焦平面探测器集成方案如图5所示。 将偏振片列阵直接安放在256×256元焦平面阵列前， 3个起偏方向不同的微偏振片和1个无偏滤光片共同组成1个偏振片单元， 该偏振片单元对应4个探测器像元。 该方案光路中没有运动光学元件， 探测器可同时得到128×128元大小的3个起偏方向的线偏振分量图像和1个红外强度图像。 为了实现空间对准， 可认定相邻同起偏方向的偏振片组所对应的景物具有一定的相关性， 通过“插值”的方法获得每个无偏振像元所对应空间的3个线偏振分量值， 最后重构出254×254元的斯托克斯分量图像和偏振度、 偏振角图像。
该方案的最大优点是系统能以“凝视”方式工作， 在满足高帧频的前提下获得更长的积分时间， 有助于提高探测距离。 而且同时获取3个起偏方向图像的方式非常适合于目标、 背景与弹体处于相对运动的空空导弹平台。 其缺点是“插值”的做法使其只能用于对扩展源目标的偏振探测。 不过对于空空导弹导引头而言， 云团、 地物等需要用偏振探测方式识别的复杂自然背景都属于扩展源目标， 红外诱饵弹通常也属于这一类型目标， 适用于本文所提的偏振探测系统方案。
3.2.2信息处理系统设计方案
根据探测系统同时获取的3个不同方向的线偏振分量光强I（0°）， I（60°）， I（120°）， 可得斯托克斯分量图像和偏振度、 偏振角图像。 红外偏振成像流程示意图如图6所示。
信息处理算法设想如下：
（1） 检测阶段
如果红外强度图像中的背景较为均匀简单而目标较为突出明显（目标信噪比较高）， 利用传统的强度特征信息已能够准确识别出目标， 则可直接利用强度图像信息来完成目标检测。
如果在强度图像信息检测中出现多个难以识别的相似物体时， 可先将其列为候选强度目标； 再分别统计对应候选强度目标区域的偏振度图像和偏振角图像的特征， 将这些偏振度特征和偏振角特征记入对应的候选强度目标特征链中。 最后遍历候选目标特征链， 滤除掉偏振度和偏振角较小的候选目标， 剩下的候选目标经过强度特征的多帧关联处理， 实现目标检测， 从而提高目标识别的可靠性。
（2） 跟踪阶段
在目标跟踪阶段， 弹目距离变化较快， 导弹平台的观测角发生很大变化， 测得的偏振度会随观测角的变化而变化， 因此偏振度特征不适合作为稳定的跟踪特征。 此时， 以红外强度图像获取的目标特征作为特征链进行处理， 实现对目标的稳定跟踪。
（3） 抗红外诱饵干扰阶段
在抗红外诱饵干扰阶段， 一方面对红外强度图像数据进行处理， 提取目标与干扰的各种能量特征、 形状特征及运动特征； 另一方面对红外偏振图像数据进行处理， 提取对应红外强度图像中疑似目标和干扰的对应区域内物体的偏振度、 偏振角特征， 将这些红外偏振特征与能量特征、 形状特征及运动特征融合， 有效提高目标的正确识别率。
4结论
对红外偏振成像技术在空空导弹上的应用做了初步分析。 红外偏振成像技术是红外成像制导技术发展的新方向之一， 该技术可有效增加红外成像信息量， 有助于解决复杂场景下的自动目标识别和抗人工诱饵难题， 可以极大地提高空空导弹在复杂战场环境中的适应能力。
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红外成像设备 篇6
关键词：电力设备,热故障,红外热成像,诊断
0 引言
红外热成像诊断是一种对电力设备热故障进行诊断的重要技术。利用这种技术, 可以准确了解电力设备的状态, 具有检测误差小、诊断范围广、自动跟踪温度最高点等特点, 提供的图谱非常清晰。本文通过重点分析红外热成像诊断方法及其影响因素, 旨在与业内同行探讨红外热成像诊断技术, 以不断提高其在电力设备热故障诊断中的应用水平。
1 电力设备热故障的主要特征及分类
1.1 电力设备热故障的主要特征
(1) 电力设备在正常运行的情况下, 会出现发热的情况。这主要是在电流和电压的作用下导致的, 通常有如下3种方式:一是通过铁磁损耗的方式使电力设备发热;二是通过电阻的方式使电力设备发热;三是通过介质的方式使电力设备发热。
(2) 异常情况下设备的热分布图与正常情况下设备的热分布图是不相同的。从通常情况来看, 异常性发热根据其发热部位可以分成内部故障与外部故障2种。
1.2 电力设备热故障分类
(1) 电力设备异常故障从产生故障的机理进行分类, 电力设备故障可以分成以下几种:一是内部连接或接触不良类故障, 主要是指电气连接性不佳或触头不良故障, 譬如高压设备中导电体的连接不佳、断路器触头故障等。二是内部绝缘性不强而导致过热。在高压电气设备之中, 常常容易出现绝缘体性能下降、绝缘层破损、进水受潮等问题, 导致设备局部发生放电而过热, 如在电缆护套里面出现的局部放电过热故障。三是因一些高压设备的绕组线圈设计不科学或磁路组成不合理, 出现磁滞、漏磁的问题, 从而导致箱体过热或局部过热。四是在设备缺油的情况下, 也容易使设备表面温度出现异常。如果承载的负荷出现较大变化, 或是电压不稳等问题, 也容易使电力设备局部出现过热。和外部故障相比而言, 内部故障具有很强的隐蔽性, 其检测方式也可以通过红外热成像图无病理反射异常进行判断。
(2) 电力设备外部异常故障, 不言而喻就是指在设备外部可以直接观测的故障。外部故障主要有2种:一是接触不良而导致的过热故障。过热故障主要因为各种电气接头长期暴露在空气中, 往往容易因为接触性能不佳而出现这种故障。二是绝缘性不良而导致设备热度过高, 出现过热故障。如果电力设备的表面存在污秽, 或是电力设备表面受到外力的撞击磨损等, 就会影响设备表面的绝缘性能, 从而使设备自身出现过热故障。譬如, 当绝缘子被严重污秽或劣化, 导致泄漏, 就会使电流量大大增加, 从而引起设备迅速发热。从这类故障来看, 主要是某些部位过热后, 对四周辐射红外线。此时, 就会呈现出以故障部位为中心区域的热场分布。
2 红外热成像诊断方法
红外热成像诊断方法, 笔者主要简要介绍以下3种:
(1) 相对温差诊断法。当状况相同或基本相同设备的2个对应测点间温差与其中较热测点温升的比值>35%时, 可诊断该设备存在缺陷, 应予以跟踪监测, 必要时安排检修。
(2) 同类比较诊断法。在同类设备之间进行比较, 对同类设备对应部位温度值进行比较, 可较容易地判断出设备是否正常。该方法应用范围较广。
(3) 温度诊断法。依据现有标准, 对显示温度过热部位根据有关规定进行诊断。该方法虽可以判定部分设备的故障情况, 但易受外界条件影响, 难以准确判断故障。
3 影响红外热成像诊断的因素
3.1 大气尘埃或悬浮粒子对红外热成像诊断的影响
在大气中, 存在着不少的悬浮粒子、尘埃等, 这对红外辐射的传输有一定的影响, 容易使能量发生衰减。当红外辐射波长与大气中悬浮粒子、尘埃的大小相接近, 就非常容易导致红外辐射出现散射, 从而使其本来的传播方向发生转变。所以, 针对这种情况, 应该特别注重红外检测的环境选择。在选择检测的环境时, 应该尽量选择在空气清新特别是无尘的环境, 以确保红外检测的准确性。
3.2 大气吸收对红外热成像诊断的影响
当红外辐射在大气核子中传输时, 由于大气对其具有一定的吸收能力, 就会使其能量不同程度地衰减。因为, 在大气中有不少的气体分子, 如CO2 (二氧化碳) 、H2O (水) 等, 能够有选择地吸收与之波长相应的红外辐射。所以, 进行红外检测必须注意天气的选择, 尽量选择晴朗的好天气, 尽可能地避免在空气湿度较高的天气进行, 如雨雪、有雾、打雷等天气。空气湿度不超过大气的15%才可以进行红外检测, 以防止检测对红外线诊断造成影响。
3.3 风力对红外热成像诊断的影响
如果电力设备在室外的露天场所运行, 由于往往具有比较大的风力, 空气流动性强, 电力设备在风力的影响下, 其散发的热量就会被风力快速吹散, 从而大大改善了设备的散热条件, 提高了散热系数, 降低了设备的温度。如果设备存在缺陷, 就容易因为风力加速散热而导致设备温度下降, 通过红外检测就不会发现缺陷设备存在过热的问题, 从而就难以发现设备存在的缺陷问题。所以, 对于一旦发生故障而容易出现较大升温的设备, 在进行红外检测时, 应该严格选择风速适宜的环境。一般而言, 应尽可能地选择风速较低的环境, 将风速控制在0.5 m/s以下, 然后进行红外检测。
3.4 环境温度对红外热成像诊断的影响
当电力设备所在环境的温度比较低的时候, 其设备具有较好的散热条件, 设备的温度就相对较低。如果设备在这样的环境中一旦出现缺陷, 可能就会因为环境温度太低而无法正确判断, 从而导致误测误判的问题。由此可见, 红外检测的环境温度不可过低, 一般应该选择比环境温度高5℃的场所开展红外检测。如果环境温差较大, 就必须注意环境温度的调整设置, 注意环境温度参照物的选择, 一般以运行状态中电气设备的绝缘瓷柱为参照对象。
3.5 发射率对红外热成像诊断的影响
物体发射率为0~1, 其值与物体的材料、温度和表面状况有关。发射率对测温有很大影响。对带电设备进行一般外部故障巡检时, 可选择发射率0.9;对带电设备进行精确诊断时, 可参考下列数值选取:瓷套类发射率选0.92, 带漆部位金属类发射率选0.94, 金属导线和金属连接件的发射率选0.9。
3.6 检测距离对红外热成像诊断的影响
红外诊断很容易受到检测距离带来的多方面的影响。检测距离越小, 红外辐射所产生的衰减就越小, 其成像面积就越大。反之, 如果检测距离越大, 红外辐射所产生的衰减就越大, 其成像面积就越小。如果成像空间的分辨率达不到检测距离的要求, 其测温值将受到很大的影响。所以, 在保证安全距离的前提下, 应该尽量缩短检测距离, 检测人员应尽可能地靠近检测设备。
3.7 检测角度对红外热成像诊断的影响
根据红外辐射空间分布规律, 正对故障设备位置检测时, 红外热像仪接收到的红外辐射强度最大。因此, 应从多角度进行检测, 选择最佳的检测角度。在需要进行复测的情况下, 应记录检测位置, 以便下次在同一位置检测时进行比较。使检测角度保证小于30°。
4 结语
总而言之, 电力设备热故障的红外成像诊断是一种非常复杂而重要的故障诊断技术。我们应该根据影响其诊断的主要因素, 采取有针对性的措施, 不断提高电力设备的诊断技术水平, 尽量将设备故障处理在萌芽状态, 减少设备损耗, 延长设备寿命, 提高设备有效利用率和工作效率。
参考文献
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红外成像设备 篇7
自20世纪60年代第一台制冷型热像仪问世以来, 随着微电子技术和传感器技术的发展, 热像仪历经四代的革新, 体积越来越小, 温度分辨率和空间分辨率越来越高[1]。如今, 红外成像系统是由红外热像技术、计算机图像处理技术、微电子电路技术等多种高新技术的综合体, 涉及物理、光学、材料、电子学、计算机、图像处理等多个领域[2]。
我国对红外技术的研究起步相对较晚, 经过几十年的发展, 也取得了一定的成果。不过, 由于国外对关键技术的封锁, 仍与其他先进水平国家存在一定的差距。
近年来, 红外成像技术由于其非接触、无损伤、可靠性高、测量快速, 测温面积大等优势在电气、建筑、石化、医学等行业中得到了广泛的应用。文章主要总结了近年来我国红外成像技术的研究成果, 对其在设备监测诊断中的应用进行了系统性的概述, 并提出了未来可能的应用领域及发展方向。
1 红外成像技术原理及问题
自1800年, 英国物理学家F.W.赫胥尔发现了红外线, 红外热成像技术经历了漫长、复杂的发展过程。任何高于绝对0度的物体都会不断的向外辐射能量, 其中波长范围在0.76-1000μm之间的称为红外光谱。虽然其波长范围很广, 但是研究发现, 大气对红外线的吸收和波长有很大关系, 只有几个特定波段的红外辐射能够较好的穿透大气, 将这几个特定的波段称为大气窗口。目前在红外成像领域研究较多的是采用中波红外 (3μm~5μm) 和长波红外 (8μm~14μm) 两个大气窗口, 将这些波段的辐射转换为人眼可观测并可供测量分析的图像数据。
红外波段具有很强的温度效应, 对外不同的辐射强度, 反映了物体的温度高低, 正是利用这一原理, 能够通过测量物体表面的辐射能量确定温度场分布。红外辐射的四个基本定律:普朗克公式、维恩位移定律、朗伯余弦定律和斯蒂芬-波尔兹曼定律, 描述了物体辐射能量与表面温度、发射率、介质透射率、环境等影响参数的关系。
红外热像仪利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上, 从而获得与温度场对应的红外热像图。但是红外热像仪所获得的辐射能量受多种因素的影响并不能完全真实的反映出被测物体表面的实际温度。目前采用的凝视焦平面探测器由于加工工艺不足导致半导体材料不均匀、缺陷、掩模误差等因素使得探测器在接收均匀入射辐射时其输出幅值并不相同。并且在将输出幅值转为图像信号时, 也会受到读出电路、放大器、暗电流等多种因素的影响, 导致探测器中各像元的响应不一致。红外探测器将探测信号转为灰度图像输出, 由于红外信号的动态范围大, 而人眼对灰度级的敏感程度不高, 如何将原始灰度信号调整为使人眼能够具有良好分辨且信息丰富的图像是红外探测系统的另一难题。
可见, 想要提升红外成像系统的整体效果, 提高测量精度, 需要对红外成像原理、探测器加工工艺、图像信息处理等多方面进行深入、细致的研究。
2 红外成像技术研究现状
针对影响红外成像系统的各种因素, 国内多位研究学者进行了深入的研究。海军工程大学杨立等人对红外热像仪测温原理及影响因素进行了深入的研究, 主要讨论了被测物体表面发射率、反射率、环境温度、湿度、距离等多种因素对测量误差的影响, 给出了由热像仪辐射温度准确算出被测表面的真实温度的通用公式[3,4,5,6]。刘慧开对太阳辐射对热像仪测温误差的影响进行了分析[7], 张健对高温环境对热像仪误差的影响进行了研究[8]。
西安电子科技大学刘上乾等人对焦平面探测器的非均匀度带来的图像噪声影响进行了研究, 提出了自适应校正算法, 低次插值算法、时空域非线性滤波等多种校正算法, 取得了比较好的效果[9,10,11,12]。然而, 不同的校正算法都有其自身的局限性, 如利用时空域非线性滤波算法, 可利用连续几帧的图像对非均匀性进行效果比较好的校正, 对于静止场景的细节处理效果却一般。
南京理工大学陈钱等人对红外图像增强技术做了全面细致的研究[13]。对红外图像直方图双向均衡技术, 红外与微光图像融合技术, 形态学图像边缘增强技术都有着较为深入的研究[14,15,16]。传统的红外图像增强主要以直方图均衡和反锐化掩模为主, 简单而有效, 得到了广泛的应用, 但是普遍都存在过度增强, 平坦区域噪声过度放大等问题, 而通过微光融合及形态学边缘增强, 可以较好的解决这些问题。
随着热像仪在我国各行业的普及, 对热像仪应用性方面的研究也呈现逐年上升的趋势, 同时也有很多高校的团队对热像系统的基础理论研究、产品研发和应用研究方面做出了比较突出的贡献, 如南京理工大学、华南理工大学、哈尔滨工业大学等。
3 红外成像技术应用及发展方向
早期红外热像仪主要是为了军方提供夜视能力, 第一代热像仪除了光学扫描系统外还需要配备液氮制冷系统, 这使得热像仪不仅体积庞大, 而且价格昂贵, 最初也只能应用于军事及尖端的科研领域。然而随着凝视型焦平面探测器的出现和非制冷热像仪的研制成功, 红外热像仪向着轻小型化、非制冷、集成、大阵面方向发展。这很大程度的降低了热像仪的使用成本并使得热像仪在多个领域得到了广泛的应用。
瑞典国家电力局于20世纪60年代最早使用热像仪对电力设备进行故障诊断检测, 我国对电力设备红外检测诊断技术始于70年代, 主要对运行中的电气设备裸露过热接头进行检查。在1990年国际大电网会议中, 指出该技术对电力设备的预知性状态维修中发挥了重要作用, 充分肯定了红外成像技术在电力设备故障诊断中的地位。1985年广东电力实验所引入对广州供电局、佛山供电局及其所属电站对变电站电气设备、线路接头、发电机及使用直升机装在红外热像仪巡检高压输电线路进行了普检[17], 并指出红外热像仪进行电力设备诊断是切实可行切卓有成效的。1994年邯郸电业局使用红外热像仪在9个月时间中队108个变电所、发电站和配电室进行了检测, 初步提出了设备故障的热像图谱和判断方法[18], 并于1998年提出了电气设备红外诊断的相对温差法及判断标准[19]。我国于1999年颁布了《带电设备红外诊断技术应用导则》 (DL/T664-1999) 标准, 并于2008年对该标准进行了修订, 颁布《带电设备红外诊断应用规范》 (DL/T 664-2008) 用于替代DL/T664-1999, 对电气设备中对设备的校验、操作、检测及各部件的诊断标准都做出了明确规范, 更进一步地促进了红外热像技术在电力系统中的应用。目前, 红外成像技术以能够不改变设备运行状态进行在线检测, 操作简单方便、使用面广, 绩效比高等优势在国内已经得到了广泛的应用[20,21]。
红外热像技术在石化领域也发挥着同样重要的作用。由于在现代石油化工中, 装置设备大型化、复杂化, 要求能够连续长期、安全、稳定运行, 所以对设备在线监测诊断十分重要。1981年上海石油化工总厂引进红外热像仪主要对裂解炉炉管弯头、列管式换热器内漏、保温层、衬里材料和球形储罐液位高进行了检测, 红外热像仪以效率高, 直观性强的特点, 并结合其他无损检测方法展现了相当的优越性[22]。抚顺石化公司对催化再生器在检修前进行了红外热像检测, 在检修时, 对衬里损伤部位进行仔细的检查, 在装置内部均发现了相应的缺陷, 并且与之前红外检测时的分析结果一致[23]。但是红外热像仪检测时, 受现场各种因素较大, 如风力、日光、周围辐射源等对测试结果都有一定的影响, 在实际操作时应充分考虑。
由于红外成像技术只能获得设备表面温度分布, 对内部缺陷并不能直接体现, 制约了其使用范围。近年来, 随着导热反问题的发展, 更多的学者通过设备表面温度分布对内部缺陷尺寸、方位、及不规则边界的识别算法进行了研究[24,25], 取得了一定的成果。考虑到实际情况较为复杂、建模难度大、算法速度较慢等问题, 目前还没有得到广泛的应用。
红外成像技术以非接触, 响应快, 分辨率高, 不破坏原有温度场的优势, 理论上可以适用于所有需要进行温度检测的情况, 但是由于红外热成像技术受到物体表面发射率、周围环境、辐射波段等因素的影响, 及针对不同应用场合需要进行不同热特性捕捉等问题。今后红外热成像技术的发展方向主要有如下几个方面:对红外成像原理的继续发展, 不同波段红外特性的分析与对比;新型红外探测器的研制, 降低探测器本身的不均匀度带来的噪声影响;结合微光及图形学技术, 增强红外图像细节表现能力的同时结合场景非均匀性校正技术减少不良效果;针对不能够直接观测设备内部情况红外探测器应该微型化, 提高抗干扰能力, 如将红外成像技术集成在工业内窥镜前端, 实现可见光与红外双成像内窥镜。未来红外热像仪将会继续朝着微型化、高性能、高可靠性、智能化的方向继续发展。而随着导热反问题等其他学科的发展, 也将使得红外成像技术的应用领域越来越广泛。
4 结束语
虽然相比于可见光成像而言, 红外成像在分辨率、清晰度、成像效果上仍然有较大的提升空间, 但是红外成像技术发展至今, 已经从原本的军用大型化设备转变成为了便携式商用设备, 红外热像仪的成本大大降低, 红外成像技术已经应用到各个领域, 并且以其独特的技术优势发挥着重要作用。
摘要：红外成像技术具有非接触、实时监测、不破坏温度场等优势, 在我国各领域得到了广泛的应用。文章简要介绍了红外热成像系统的工作原理和我国红外成像技术发展历程, 指出了目前红外成像技术发展存在的主要问题, 对红外热像技术在电力、石化领域设备检测诊断中的应用进行了简要的概述, 并提出了未来的发展方向。
红外成像设备 篇8
红外热成像技术是一种重要的设备故障诊断评估手段, 其测试数据显示了设备运行的温度场参数。运行中设备的热状态变化或异常, 对确定设备的工作状态和可靠性具有重要意义。该技术分辨率高, 显示多样化, 可连续监测物体表面的瞬态二维温度分布场, 便于发现热区、热区形状和热点分布。
红外热成像技术有以下特点: (1) 非接触测量。对于许多无法接近的目标, 如远距离目标、高速运转中的设备、放射性环境中的设备、高温和高电压设备等均可测量; (2) 响应速度快。可动态监测各种启动、过渡过程的温度; (3) 灵敏度高。可分辨被测物的微小温差; (4) 测温范围广。从摄氏零下数十度测到零上2 000℃, 可适于多种目标的使用。
二、红外检测技术在石化行业的应用实例
1. 在催化两器衬里损伤检测中的应用
2008年9月12日检测时发现, 二套催化装置再生器再生斜管有多处超温区域, 最高达277.0℃。从超温区域的温度分布情况判断其内部衬里可能出现了损伤, 为保证生产正常进行, 加焊一层同材质钢板进行保护, 维修后温度明显降低, 其后加密监测再斜管的温度变化, 到大修前再生斜管未再出现明显的超温区域。大修后将再生斜管改为循环管, 运行至今检测中未发现有明显超温区域。另外9月15日检测时发现, 三套催化装置第一再生器沉降器有一超温区域, 最高温度为262.4℃, 判断其相应部位的衬里出现了损伤, 需要在大修期间检查并修复。
2. 热力管道保温测试与评价
红外热成像技术的发展为保温测试与评价提供了一个全新的方法, 避免了测点选取带来的随机误差, 在测试过程中也不会发生因仪器接触不良等问题导致的误差。2009年5月, 应用红外热成像技术对动力—煅烧3.5MPa蒸汽管线进行了全面普测, 为管网车间维修提供了准确的测试数据, 解决了生产实际问题。如一弯头处保温外表面温度超标, 在一直管段又发现一超温区域, 利用传统测试方法则难以发现类似内部保温材料破损情况。
3. 电器设备的故障诊断
2008年10月12日, 在对厂北变电所检测时, 发现重整1#线B相下接线柱瓷瓶温度偏高, 最高温度为85.5℃, 而上接线柱瓷瓶最高温度为49.1℃, 判断其出现了故障, 经检查发现下接续柱螺栓发生了松动。另外, 在对煤代油电厂配电间进行检测时, 发现2#进线B相下端一螺母处出现了超温区域, 其温度明显高于其他螺母, 最高温度达102.4℃, 经检查发现原因是该螺栓已松动虚接, 引起局部过热, 检修后恢复正常。
三、结语
实践表明, 红外热成像技术在石化行业的设备故障诊断中有着广阔的应用前景。该技术也可用于管线漏点的查找及薄壁容器液位的判断等方面。随着红外热成像仪性能的提高, 以及其基础理论与基础实验的进一步完善, 在加热炉炉管的评估等方面也将取得一定的应用成效。
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红外成像设备 篇9
红外成像检测技术具有检测效率高、定位准确的优点,并且能够在故障进一步恶化之前对设备的负载进行及时转移,将出现故障的设备进行隔离,从而更好安排检修,避免因设备故障而出现大范围的停电。红外成像检测技术已经成为电力设备检修的主要方式,在实践中应用的范围也越来越广。当前,我国一线生产线上大多数都配备了红外成像检测仪。采用红外成像检测技术对电气设备进行定期的检修能够及时发现各种类型的设备故障,防止故障的进一步恶化,为企业减小了经济损失。随着检测技术的进一步发展,红外成像检测技术还有更广阔的应用前景。
1我国变电设备运行过程中红外检测技术的应用现状
1.1缺乏完善的制度保障
制度是一切活动的基本保障,但在红外成像检测技术的管理上却缺乏相应的制度保障,导致很多操作人员在检测过程中的行为无法得到有效约束,操作过程也没有一定的标准可以参考,因此存在很大的随意性。每个操作人员都按照自己的习惯和主观判断对设备进行检测,使得检测质量参差不齐,还容易遗漏设备故障。很多检测人员为了减少自己的工作量,对设备的检测只进行一次,导致最终检测结果存在很大的随机性和片面性,无法真实反映设备的状态。电力系统中的许多设备都是直接暴露在室外的,在空气、高温等因素的作用下,端子的表面会出现严重的腐蚀、氧化现象,从而埋下严重的安全隐患,若二次端子产生松动,将会对控制线路产生极大的影响,甚至引发火灾。
1.2缺乏对红外成像分析的重视和掌握
信息技术在各个领域的应用愈发广泛,红外成像检测技术能够与信息技术进行有机的结合,因此也有很好的应用前景。将红外检测设备与一些计算机软件程序进行结合,能够拓展红外成像检测技术的功能,如成像图像分析、数据总结和整理等。但当前,能够真正掌握这些检测技术的人员数量很少,拥有丰富操作经验的操作人员更是十分匮乏。很多操作人员在实际操作过程中还存在不符合规范的问题,对图像的分析也不够科学有效,影响了检测的精度,导致设备运行出现严重的安全隐患。
2变电设备管理工作中运用红外线检测技术的方法
2.1提高工作人员的专业能力
变电设备管理过程中的红外成像检测对工作人员的专业技术和能力有较高的要求,为此,需要对技术人员进行定期的培训,增强他们对专业知识的掌握,不断提高其专业技能。当前,我国对红外成像检测技术人员的培养主要是通过口头相传的形式,很少进行专业系统的培训,相关的权威培训机构和教材数量也很少。这导致很多技术人员在基础理论知识和操作技能上不过关。为了提高操作人员的整体素质,相关部门应当加紧制定红外检测技术的教材,并对工作人员的能力进行定期考查。操作人员自身也要不断加强学习,积极参加资格认定考试。企业则应当为工作人员提供培训的机会,成立一些内部的培训机构,并加强对工作人员的考评。
2.2不断完善红外成像检测方面的制度和规范
红外成像检测的过程包括红外线扫描、测温、环境分析等几个部分,为了确保整体检测质量,应当对每一个环节制定相应的操作规范和制度,明确红外成像检测过程中可能出现的各种意外、风险。在实际检测前,必须做好相应的准备工作,明确工作过程中的注意事项,所有工作流程的进行都必须严格按照规范进行,并做好各项数据的检测工作。对于开关、断路器、接头等关键环节的检测,应当采取一定的保护措施,确保每一个部分都得到完善的检测,避免出现检测上的遗漏[1]。
2.3提高操作人员分析红外成像的能力
红外成像的过程是先扫描,后测温,再对相关的数据进行一定的分析。大多数操作人员对扫描和测温的步骤掌握较好,但在数据分析能力上却存在很大不足。事实上,扫描和测温只是红外成像检测技术的基础部分,最为关键的环节是对数据的分析。操作人员应当学会利用一定的软件对各种参数进行有效的分析,其中包括测温距离、测温时间、测温设备、电流大小等。操作人员需要对图像进行预处理,具体内容包括图像的增强和恢复,这两个过程中输入和输出的均是图像。其次,用多尺度、多分辨率的方式进行图像的增强。从频域的角度对图像进行观察可以发现,图像低频部分一般是图像中的背景,而高频部分是物体的边界。图像可以分解为大小、方向、位置等不同的分量。对源图像进行采用后,得到下一层高频部分,对每一层的高频部分进行增强后,可以重构得到增强后的图像。
2.4引进先进的检测设备和技术
红外遥视测温是近年来发展起来的一种新型红外测温技术。它通过视频检测的方式对测温的设备和过程进行远程监控,并且在测温过程中可以对设备进行拍照、扫描等。采用红外遥视测温技术能够减少人工成本的投入,降低安全风险,还能弥补无人值班变电站红外成像检测上的缺陷。在现代科技的支持下,国内外已经研发出了一系列新型红外成像技术,如传统非制冷微阻技术、光读出技术(具体情况如图1所示)、精确测温技术等、DDE细节增强技术、无挡片可测温技术、超分辨率重构技术、红外/可见光图像精准融合技术等。其中,精确测温技术采用了独特的标定技术、物理模型、测温算法,可以对相关参数自动修正,保证各种场合精确测温;DDE技术并非简单增加图像对比度,而是采用先进智能算法,大幅提高细节分辨能力和故障研判能力,DDE细节增强技术作用示意图(如图2所示);无挡片可测温技术:真正实现了无间断监控。当前最新的红外成像检测设备包括手持式、在线式等,具有人体测温、气体检测等多种功能。
2.5重视测温工作中的细节性问题
在测温工作中,普遍存在“重一次,轻二次”的现象。在这种情况下,二次端子出现问题的概率会大大增加。正如上文所述,在室外环境中,端子箱比较容易受到外界环境的影响,受到潮气的侵蚀,使得端子的运行温度升高。此外,在检修过程中如果没有发现二次端子松动的现象也会出现断线的现象。在一些比较严重的情况下甚至会发生火灾。由此可见,二次回路和端子测温工作也是非常重要的。因此,在红外线测温时必须要注重细节,工作人员必须要严格按照相关的规定进行测温,确保将每一项工作都落到实处。在测温时,不仅要测量断路器、隔离开关等设备的温度,同时还应测量端子箱等二次回路设备的温度,从而保证所有的设备都处于正常工作的状态之中。
2.6要重视电压致热型热缺陷
根据相关统计数据显示,在变电设备运行的过程中,90%左右的缺陷都是电流致热型热缺陷,大概只有10%左右的缺陷属于电压致热型热缺陷。因此,人们比较重视电流致热型热缺陷。当电流致热型热缺陷发生时,设备温度变化也是比较明显的,与正常设备相比,缺陷设备的温度会升高10℃以上。但如果出现了电压致热型热缺陷,设备温度变化比较小,通常在2℃~5℃之间,人们不易察觉。如果工作人员没有认真观察,很难发现红外图像的细微变化,从而埋下严重的安全隐患。因此,必须要加强对电压致热型热缺陷的重视。一方面,工作人员要有较强的责任意识,能够发现红外图像的细微变化,及时发现问题;另一方面,工作人员应具有判断电压致热型热缺陷的能力,可以观察到电压致热型热缺陷。
3结语
变电设备在人们的日常生活与生产过程中都发挥着重要的作用,因此确保其运行的安全性和稳定性具有重要的意义。而变电设备自身的结构较为复杂,要减少其检修的频率,就必须在日常运行过程中做好检测工作。采用红外成像检测技术能够及时有效地发现变电设备中存在的安全隐患,让工作人员可以提前做准备,防止安全事故的发生,
参考文献
红外成像设备 篇10
【关键词】 骨关节炎，膝；红外线热成像；红外线热像图；柔肝；化痰；疗效评价
膝骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）是关节软骨变性、软骨下骨和关节边缘有新骨生成的慢性关节疾病，在中老年人群中最为常见[1]。本病属中医学“骨痹”范畴，为本虚标实之证，主要病因病机为肝肾亏虚，风寒湿外邪侵袭，气滞血瘀阻滞经络而致病。临床对于KOA的治疗方法多样，治疗后多采用各种量表作为疗效评价指标，红外热成像作为功能影像学的一个分支，临床应用广泛。笔者根据KOA患者治疗前后红外线热像图变化对比临床症状改善程度，发现红外线热成像技术可以为临床评价KOA疗效提供客观证据，现总结报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料 选取2015年3月至2016年1月在河南省洛阳正骨医院颈肩腰腿痛科就诊的KOA单膝发病患者60例，男21例，女39例；年龄42～74岁，中位数54.5岁；病程1～86个月，中位数48.5个月；左侧发病23例，右侧发病37例。
1.2 诊断标准 西医诊断标准按照美国风湿病学会（ACR）1995年骨关节炎诊断标准[2]。中医诊断标准按照中医肝肾不足、筋脉瘀滞证诊断标准[3]。
1.3 纳入标准 ①符合上述诊断标准；②单侧膝关节发病；③年龄42～74岁；④近期未使用药物或其他治疗方法；⑤签署知情同意书。
1.4 排除标准 ①有明确的膝关节外伤手术史者；②合并有膝关节感染性关节炎、类风湿关节炎、肿瘤、结核、关节内骨折急性期者；③膝关节有明显内、外翻畸形及患侧有血管神经损伤性疾病者；④合并有重要脏器功能不全（心、脑、肾、肝）及精神病患者；⑤妊娠或哺乳期妇女；⑥过敏体质者。
2 方 法
2.1 红外线热成像检查方法 采用由台湾汉唐公司生产的医用SP-9000红外热像仪，空间分辨率为1 mrad，可测温度范围为10～40 ℃，最小解析温差为0.01 ℃。所有受检者在无空气对流、无阳光直射的屏蔽室内采集图像，室温保持在24～25 ℃，相对湿度控制在40%～60%。受试者前一天晚上禁止饮酒、吸烟、服药及熬夜等。检查前完全裸露膝关节，并在恒温室内静坐5～10 min后，距红外摄像机镜头2.5 m处采集规定体位的标准热成像图，然后对采集热像图进行存储、编辑、图像处理，利用计算机软件对所需部位进行温度测量。采集图像后，以胫股关节间隙中心划水平线，再以其中点划垂直线，分别在股骨髁上缘及胫骨结节下缘划水平线，见图1。对膝关节的前、后、内、外侧进行四分区划分。测量膝关节前、内、外侧温度，因后侧受血流影响较大，予以排除，热像图上所测定部位以边长为0.5 cm的正方形投影区为数据采集区，取该区域的平均温度值。分别采集治疗前后图像，记录膝关节前、内、外侧温度值。
2.2 药物治疗方法 采用柔肝化痰法治疗，本院自拟方，药物组成：白芍15 g、秦艽6 g、牛膝12 g、川芎9 g、独活9 g、防风12 g、威灵仙12 g、全蝎6 g、蜈蚣3 g、僵蚕9 g、白蒺藜9 g、甘草6 g，每日1剂，早、晚2次分服。连续服用4周。
2.3 评价指标 ①临床疗效性指标：关节压痛数、关节肿胀数、晨僵持续时间、疼痛VAS评分。②红外热像图温度变化。
2.4 统计学方法 采用SPSS 13.0软件进行统计分析。计量资料以表示，采用t检验。若不满足正态分布及方差齐性，采用秩和检验。计数资料采用非参数检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
3 结 果
3.1 治疗前后红外热像图膝关节温度变化 治疗后，膝关节温度较治疗前稍增高，红外线热像图显示为膝关节周围主体温度由浅蓝色转为黄色，治疗前患膝温度明显低于健侧温度，治疗后双侧温度色阶趋于一致。见表1。
3.2 治疗前后症状、体征比较 治疗后，患膝关节压痛数、关节肿胀数、晨僵时间、VAS评分较治疗前均降低，差异有统计学意义（P < 0.05）。见表2。
4 讨 论
KOA是中老年人常见病和多发病，其发病机制尚未明确[4]，目前已经发现与年龄、遗传、炎症以及机械因素损伤有关。临床症状主要表现为早期不适感，活动后疼痛，休息后减轻，随着病情的发展，逐渐出现静息痛，休息不减轻，关节肿胀，活动受限，后期出现明显畸形。
KOA属中医学“痹证”“痿证”范畴，通常认为其病机为肝肾亏虚、寒湿侵袭、瘀血阻络。《素问》曰：“肝主身之筋膜。”“肝气衰，筋不能动。”叶天士《临证指南医案》中也指出：“肝为刚脏，非柔韧不能调和。”肝为刚脏，用药宜柔不宜刚。这些理论都说明筋病与肝的关系，故可以通过肝的功能调节治疗筋病。《素问》中有“风寒湿三气杂至，合而为痹”“百病皆由痰作祟”的记载。患者久病，脾失健运，水湿不化，聚湿生痰。KOA患者长期劳损，不仅伤及脏腑气血，同时累及筋脉肢节，营卫不贯，经络不畅，津液不能正常输布，故KOA患者又可从“痰”治疗，采用柔肝化痰法论治。石氏伤科对于无明显寒热表现且同时合并关节积液的患者主要采用柔肝和化痰法[5]。王学宗等[5]研究证实，柔肝化痰类中药可以抑制KOA早期和晚期患者体外培养滑膜细胞的增殖，减少关节腔积液量。
nlc202309081548
目前，关于KOA的治疗方法很多，中医外治法可采用针灸、理疗、小针刀，以及减少负重、限制活动量等保守治疗方法[6]，内服中药多以补肾、柔肝祛痰、活血化瘀、祛风散寒为治疗原则。西药以内服非甾体抗炎药、环氧化酶-2抑制剂抗炎镇痛；硫酸氨基葡萄糖促进软骨基质修复；关节腔注射玻璃酸钠润滑关节，保护软骨，抗炎，减少渗出。目前，治疗措施已相对成熟；但对于治疗后效果评估多采用各种评分量表的形式，结果易受患者主观影响。红外线热成像区别于解剖影像学，可以显示局部功能代谢情况，因此可以发现解剖结构未出现异常的病变。因其对温度敏感，通过表面温度变化反映内部病理变化，体现中医“司外揣内”的思想。红外线热成像用于临床诊断已有几十年的历史，现已用于多种疾病的诊断[7-9]，如炎症、栓塞、疼痛、乳腺癌、周围血管疾病、溃疡、烧伤、放射线灼伤、疼痛、胎盘定位、断肢再植等。由于同时具有无辐射、可重复、价格低廉等优点，备受现代医学推崇。近年来研究发现，其在肌骨系统中运用价值较大，不仅可以用来诊断疾病，而且通过红外热像图色阶变化可以辅助中医辨证分型、指导冷热治疗及治疗后效果评价[10-13]。膝关节位置表浅，腘窝处血管较多，对温度测量影响较大，予以排除；前、内、外侧也正是髌股关节、胫股内外侧关节处，因此具有一定的可信度。红外线热成像诊断疾病的原理是通过温度变化反应机体内部代谢情况。久病多虚、多瘀，通过补肾、柔肝、祛痰、活血化瘀等治疗方法，能够加速局部代谢，促进患膝血液循环。这一变化能够通过相应的红外热像图以温度值的形式表现出来，治疗后患侧温度升高。笔者运用红外热成像技术测量温度这一客观指标来评价局部功能代谢情况，对比临床症状、体征的改善以及VAS评分，证实其可行性。
综上所述，通过比较KOA患者治疗前后红外线热像图变化，对照临床疗效评价指标结果，证实其可用于中医药治疗KOA的效果评价。红外线热成像技术作为现代医学的一部分，主要通过机体局部代谢情况（以温度值表示）反映机体内部病理变化，具有灵敏度高，安全无辐射，重复性强的优点，为中医药治疗效果评价提供新的思路。是否可以为中医发展做出更大贡献，值得进一步探索。
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