在一個(gè)夏天的正午,天空中萬(wàn)里無(wú)云,此時(shí),即便是閉著眼睛,僅僅憑借皮膚的熱感,我們也能大致判斷出太陽(yáng)在哪個(gè)方向。這種常見(jiàn)的經(jīng)歷其實(shí)也傳達(dá)著一個(gè)容易被我們忽略的可能性:不必借助光線,僅僅憑借溫度我們也可以判斷某個(gè)物體的存在。
可是這有什么用呢?畢竟世界上除了太陽(yáng),能讓我們靠體感來(lái)察覺(jué)的,可能只有近在咫尺的火堆了,這也太危險(xiǎn)了。除非,我們借助一種對(duì)溫度更為敏感的東西來(lái)展開(kāi)“觀測(cè)”。
還真有!只不過(guò)在這之前,我們需要先了解溫度的本質(zhì):從微觀上講,溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度,自然界的絕對(duì)零度是-273℃,此時(shí)萬(wàn)物歸于沉寂,但只要溫度在這之上,無(wú)論是北極冰川,還是火焰、人體,甚至極寒冷的宇宙深空,其微觀分子的熱運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)“活躍的”,而這種運(yùn)動(dòng)就必然會(huì)產(chǎn)生紅外輻射,也就是物體發(fā)散出來(lái)的熱量。在了解萬(wàn)事萬(wàn)物都有它散發(fā)出來(lái)的熱量之后,接下來(lái)我們的問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為:如何感知這種熱輻射?
室溫下物體所發(fā)出的熱本質(zhì)上就是電磁波,而且它的波長(zhǎng)就在760nm-1mm之間,也就是我們常說(shuō)的紅外線。早在1800年,天文學(xué)家威廉·赫歇爾就發(fā)現(xiàn)了紅外線。不過(guò)第一臺(tái)熱成像儀的問(wèn)世要在一百多年后了。它在1929年,被一位匈牙利物理學(xué)家率先制造了出來(lái)。不過(guò)那時(shí)的熱成像儀還很原始、粗糙。
總的來(lái)說(shuō),它的原理就是基于物體的溫度越高,以黑體輻射的形式發(fā)射的紅外輻射就越多。為此,熱成像儀內(nèi)部通常裝備了一種稱(chēng)為熱敏元件的探測(cè)器,這些熱敏元件可以感知來(lái)自物體的紅外輻射,并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。到了這一步,探測(cè)的過(guò)程就算完成了,接下來(lái)人們就是想辦法讓它可視化。
實(shí)際上,我們平時(shí)看到的熱成像圖片并不是真實(shí)的顏色,因?yàn)榧t外線本身就在可見(jiàn)光之外,又怎么會(huì)有眼色呢?正是為了便于人眼能直觀的觀察,科學(xué)家認(rèn)為定義了熱成像儀里的“色溫”溫度越高,顏色越亮、越白;溫度越低,顏色越暗、越深。
常人很暗想象到,這種能直接觀察到溫度的技術(shù),為人類(lèi)生活帶來(lái)了多大的便利。
在電力行業(yè),紅外熱成像技術(shù)是診斷輸、變、配電線路設(shè)備熱缺陷的先進(jìn)技術(shù),對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)、預(yù)防、處理重大事故的發(fā)生可起到關(guān)鍵作用,能有效提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性,為開(kāi)展設(shè)備狀態(tài)檢修創(chuàng)造條件。
紅外熱成像測(cè)溫檢驗(yàn)檢疫核驗(yàn)一體機(jī),對(duì)動(dòng)物進(jìn)行檢查時(shí)不需要與動(dòng)物進(jìn)行接觸,不會(huì)影響動(dòng)物的正常生活,不會(huì)對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生副作用;因此,在動(dòng)物疾病診斷方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
而在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,無(wú)法用肉眼監(jiān)測(cè)到的氣體泄露也讓熱成像儀大顯身手??消溗技t外熱成像的主要優(yōu)勢(shì)在于探測(cè)范圍。它的熱成像攝像頭可以檢測(cè)出幾米外的小泄漏,因此在設(shè)備充電時(shí)可以安全使用。這意味著沒(méi)有停工待檢,節(jié)省時(shí)間,節(jié)約成本,提高效率。
與此同時(shí),在無(wú)法從外部觀測(cè)的封閉式生產(chǎn)環(huán)境中,也可以使用紅外熱成像診斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)多種檢測(cè):如鋼包和鐵水的檢測(cè);回轉(zhuǎn)窯的檢測(cè);重要管道的檢測(cè)和診斷。
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