第七章 红外技术的应用

Chapter7Applications 7 1TIP CCT ThermalImageProcessingCircuit CardTester Tester 2 ThermalImage 3 FlyingProbe 光电学院研制TIP电路故障检测仪效果图 1 原理 Bycapturingaseriesofimagesasanelectroniccircuitcardisstimulated onecancomparetheheatingrateofaknowngoodcircuitcardtothoseoftheUnitUnderTest UUT Givenastimulationpatternwithsufficientenergytobeviewableviainfrared malfunctioningareasoftheboardaremademanifestbyinappropriateheatingrates 2 EnhancesSupportCapability EnhancessystemavailabilitybyprovidingcomponentlevelreplacementcapabilitywithoutschematicsDoesnotdependuponoutofbusinesscontractorsorcontractorsthatdon tsupportoldersystems Improvesreliabilitybydetectingcomponentspriortofailure Doesnotuseprobes scanstheCCAfromadistance theproblemofRFloadinginwhichCCAcharacteristicschangewhenloadeddownbyprobesinotherconventionalequipmentiseliminated 7 2NDTENon DestructiveTestEquipment Providehighlysensitiveandaccuratethree dimensionalnondestructiveinspectionandevaluationofmanmadestructuresinavarietyofapplications Non DestructiveTestEquipment 1 原理 Locatesdefectsinmaterialsbysensingtime dependenttemperaturedifference Temperaturemapshowingsubsurfacedefectsonly 2 InspectionandEvaluationProcess Thematerialorstructureisheatedartificiallyusingpulselaserorflashlamps ThematerialorstructureisscannedbytheNDTE Theresultingtime sequencetemperaturemapsshowheat flowanomaliesthatcouldbecausedbydefectsorcorrosion showtheflaws theirlocation size shape depth andseverity 3 DisadvantageofOtherNDTTechniques UltrasoundInordertodeterminetheextentofcorrosiondamage thefuselagemustbetakenapart Eddy currentCannotbeusedinnondestructiveinspectionofhiddendefectsorcorrosioninsidematerialorstructure 4 ApplicationofIR TIPNDTE Highway bridgeinspectionAircraftmaintenanceinspection ArecentinvestigationofNDTEusedtodetecthiddencorrosiononU S AirForceaircraftindicatedthatfalsedetectionofcorrosionresultsincostly unnecessary anddestructiveexploratorymaintenance saidDelGrande Weexpectourtechnologytocutthecostofdestructiveexploratorymaintenanceinhalfbyeliminatingclutter shesaid 7 3辐射测温 7 3 1装置原理 红外测温仪结构原理 7 3 2红外测温的优势 1 不接触测量 remotesensing 2 快速响应速度不难达到甚至级一般测温速度S 3 测温范围宽 7 3 3应用 1 微小区域 激光微细加工中曝光焦斑 温度测量 测温区域直径红外探测器光敏光学系统放大倍率 测量区域 即光敏面在激光曝光面的共轭区域 直径 调整或是 可进一步减小 但需考虑温度分辨能力 2 化工 化学反应的速度一般与温度呈指数关系 微电子 光电子器件制做中的 腐蚀 工艺就需严格控制 温度 和 时间 强酸 强碱的温度测温 3 交通 火车轮轴温度测量 高温润滑油碳化升温加速碳化恶性循环运动中的温度测量要求不接触测量 快速响应 4 轻工 纺织 纸板 布疋的温度测量运动平面 5 钢材 建材 玻璃板 钢板温度测量 不接触测量 高温运动平面 不接触测量 6 电力 电气 高空 高压 实时检测 FaultyFuseConnection remotesensing LooseConnection OxidationofHighVoltageSwitch remotesensing IncorrectlySecuredConnection ThethermaCAMPM695isthefirstcameraintheworldtoproduceaninfraredandavisualimageatthesametime 7 Adidas Improvethecomfortathletesword 8 资源探测 矿藏地下水温泉 remotesensing 9 农林 农作物旱况森林火警 remotesensing 7 4红外气体分析 7 4 1装置 原理 一种气体分析仪的工作示意图 稀薄气体 选择吸收不同气体有不同的选择吸收波长4 354 77 36 2 滤光片波长正好是样品带测气体的吸收波长参考室缺待测气体 其余成分与样品室同调制方式 参考室通 样品室断参考室断 样品室通 输出信号 7 4 2特点 1 灵敏度高 1ppm 2 反应速度快 0 1S量级 3 连续分析 利于自动控制 7 4 3应用 1 农业施肥 农产品储存 运输 2 工业 冶金 化工 3 环境污染监控 大气遥测 强激光Raman散射 4 战争环境毒气监测 7 5MilitaryApplications 7 5 1红外侦察抗伪装的能力特强对伪装的树枝 草坪都能识别可以侦察几个小时前驻过的营地能识别1 2小时前停过的飞机 7 5 2红外夜视 7 5 3红外制导 1 优势任何军事装备 飞机 火箭 坦克 军舰等只要运动 就会有强烈的红外辐射 利用敌方目标的红外辐射引导导弹 成本会很低 命中率会很高 2 云团与目标的区分 小目标输出方波大云团输出脉动直流 调制盘置于光学系统的象平面 3 方位信号的产生方位相位 产生目标方位信息的简单双扇面调制盘 四象限探测器 四个象限信号电压的相对关系方位 7 6BuildingDiagnostic Findingleaksinflatroof HeatLossesOutwards 7 7MedicalApplications 7 7 1MedicalDiagnoses Thepresenceoftraceamount atparts per billionppb ofammonia nitricoxide intheexpiredbreathhasbeenlinkedtokidney livermalfunction asthma cancer ultrasensitive laser based trace gasdetectiontechnologyisabletodetectandmeasureppbconcentrationoftracegases Responsetimeislessthan60seconds 7 8SecurityApplication SeekingExplosives Itisverydifficulttoavoidleavingmicroscopictracesofexplosiveontheoutsideofluggageifthosehandlingtheluggagehavethemselvespackedtheexplosives Laserbasedtechniquescouldscanallitemsofluggage Themethodlooksforlightproducedwhentinyamountsofexplosivearedetonatedbya10 6umlaserpulse Thepulseoflightfromthedetonationofexplosivescanbedetectedconsiderablyearlierthanthatfromsugar Thespectrageneratedbytheexplosivedetonationwerealsoeasytoidentifyanddist