《无损检测仪器+红外线热成像+系统与设备+性能描述GBT+38238-2019》详细解读

《无损检测仪器红外线热成像系统与设备性能描述GB/T38238-2019》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4系统概述5物镜5.1概述5.2光谱范围5.3焦距contents目录5.4光圈(f数)6探测器6.1概述6.2探测器类型6.3探测器阵列6.4扫描系统6.5工作波段6.6探测器像元数6.7盲元contents目录6.8探测器像元完好率6.9热时间常数6.10信号响应6.11动态范围6.12启动时间7图像处理器7.1概述7.2图像采集7.3图像显示contents目录7.4图像分析7.5图像处理7.6图像记录7.7图像读取8激励源8.1概述8.2光加热源8.3高温气体发生器8.4电磁感应加热器contents目录8.5振动加热器8.6制冷装置9红外系统和设备的综合性能参数及功能9.1综合性能参数9.2综合功能10辅助设备10.1概述10.2红外反射镜10.3衰减片contents目录10.4滤波片10.5三角架011范围123本标准明确了红外线热成像系统的定义，并对其进行了分类，包括便携式、固定式等不同类型。红外线热成像系统的定义和分类详细阐述了红外线热成像系统及设备在性能方面的要求，如测温精度、图像分辨率、稳定性等关键指标。系统与设备的性能要求提供了对红外线热成像系统进行性能检测的具体方法，以及相应的评价准则，确保系统及设备能够满足实际应用需求。检测方法和评价准则1范围022规范性引用文件该标准主要引用了GB/T19000质量管理体系系列标准，为红外线热成像系统的质量管理提供了基本框架和方法。GB/T19000本部分引用了GB/T2900《电工术语》系列标准，确保在描述红外线热成像系统与设备时使用的电工术语的准确性和规范性。GB/T2900该标准提供了有关红外线热成像系统和设备的安全性能的详细要求，确保产品的安全性和可靠性。GB/T301072规范性引用文件033术语和定义利用红外辐射原理，将物体表面的温度分布转换成可见的图像，并通过图像处理技术提取和分析温度信息的一种无损检测方法。红外线热成像指由红外热像仪、数据处理装置和显示记录装置等组成的红外线热成像检测设备总和。系统红外线热成像系统在规定的条件下，执行检测任务所能达到的技术指标和质量要求。设备性能3术语和定义044系统概述红外线热像仪用于捕捉目标物体的红外辐射，并转换为可见光图像。数据处理单元对捕获的红外图像进行数据处理和分析，提取目标信息。显示与记录设备将处理后的红外图像及相关数据显示在屏幕上，并支持数据记录与存储。4系统概述055物镜03分辨率影响物镜的分辨率决定了系统能够分辨的最小温差，高质量的物镜能够提供更高的图像分辨率。01聚焦作用物镜是红外线热成像系统中的关键部件，能够将远处物体发出的红外辐射聚焦到探测器上，形成清晰的图像。02光谱范围选择不同的物镜对不同波长的红外辐射有不同的透过率，因此物镜的选择直接影响系统的光谱响应范围。5物镜065.1概述本标准规定了无损检测仪器中红外线热成像系统与设备的性能描述，旨在确保这类设备的性能可靠、稳定，提高无损检测的准确性和效率。标准范围与目的概述了本标准中使用的关键术语及其定义，如红外线热成像、无损检测等，以确保读者对标准内容的准确理解。术语和定义介绍了本标准与其他相关标准、规范的关系，帮助读者构建完整的无损检测技术标准体系框架。标准与其他文件的关系5.1概述075.2光谱范围定义与概述光谱范围是指红外线热成像系统能够检测和显示的红外辐射波长范围，它直接影响了系统的测温精度和目标识别能力。典型光谱范围根据GB/T38238-2019标准，红外线热成像系统的光谱范围通常包括短波红外、中波红外和长波红外等几个典型波段。不同波段对温度和发射率的敏感度不同，因此需根据实际应用需求选择合适的光谱范围。影响因素及选择依据光谱范围的选择受到多种因素的影响，包括目标物体的温度、发射率、大气透过率以及背景辐射等。在选择光谱范围时，应综合考虑这些因素，以确保系统能够在实际应用场景中发挥最佳性能。5.2光谱范围085.3焦距

5.3焦距定义焦距是指从透镜中心到光聚集之焦点的距离，亦是照相机中从镜片光学中心到底片、CCD或CMOS等成像平面的距离。意义焦距是红外热成像系统中的重要参数，直接影响成像质量和观测距离。选型依据根据实际应用需求选择合适的焦距，以达到最佳的观测效果。095.4光圈(f数)光圈是镜头中控制光线穿过大小的装置，在红外线热成像系统中具有关键作用。通过调整光圈大小，可以控制进入镜头的光线量，进而影响成像的质量。定义作用5.4光圈(f数)106探测器制冷型探测器需在工作时进行制冷，以降低热噪声，提高检测灵敏度。非制冷型探测器无需制冷，可在常温下工作，结构相对简单，成本较低。混合型探测器结合制冷型与非制冷型探测器的优点，提高检测性能。6探测器116.1概述标准制定的背景和意义01介绍红外线热成像技术在无损检测领域的应用情况，以及制定该标准对于规范市场、提高检测质量的重要性。标准的主要内容和适用范围02概述该标准所涵盖的红外线热成像系统与设备的性能描述，包括其术语定义、技术要求、测试方法等，并明确标准适用的范围和对象。与其他相关标准的关系03阐述该标准与国内外其他相关标准之间的关联性和差异性，以便读者更好地理解和应用该标准。6.1概述126.2探测器类型制冷型探测器采用制冷技术以降低探测器的工作温度，减少热噪声，提高探测灵敏度和图像质量。非制冷型探测器无需制冷，可在常温下工作，具有结构简单、成本较低、维护方便等优点。6.2探测器类型136.3探测器阵列阵列规模探测器阵列的规模可以根据实际需求进行定制，包括探测器元件的数量、排列方式等。阵列材料与工艺红外探测器阵列的材料与工艺对探测器的性能和稳定性有着重要影响，通常采用先进的半导体材料和微纳加工工艺。红外探测器阵列由多个红外探测器元件按照一定规则排列组成，用于捕捉红外辐射并将其转换为电信号。6.3探测器阵列146.4扫描系统通过逐个像素点进行扫描，获取整个场景的红外热像。逐点扫描采用线性扫描方式，一次性获取一条线上的红外数据，适用于大面积快速扫描。线扫描通过面阵红外探测器，一次性获取整个场景的红外热像，扫描速度最快。面阵扫描6.4扫描系统156.5工作波段红外波段定义工作波段是指红外线热成像系统所能探测到的红外辐射的波长范围。常见波段范围根据不同的应用需求和设备性能，常见的工作波段包括短波红外、中波红外和长波红外等。选择依据工作波段的选择应基于目标物体的辐射特性、大气传输特性以及系统探测能力等因素综合考虑。6.5工作波段166.6探测器像元数6.6探测器像元数像元数概念指红外探测器在有效成像区域内水平和垂直方向上的像元数量。影响分辨率像元数越多，红外热成像系统的分辨率越高，图像细节表现能力越强。176.7盲元盲元是无损检测仪器红外线热成像系统中的一个重要参数。盲元指的是热成像系统中，对红外辐射无响应或响应明显偏离正常响应的探测元。盲元的存在会影响红外热成像的质量和准确性。6.7盲元186.8探测器像元完好率探测器像元完好率是指探测器中正常工作的像元数与总像元数的比值，反映了探测器的整体性能状况。定义像元完好率是衡量红外线热成像系统性能的关键指标，直接影响成像质量和温度测量的准确性。重要性6.8探测器像元完好率196.9热时间常数热时间常数是指红外热像仪在阶跃温度变化下，输出信号达到稳定状态所需时间的度量。热时间常数是评价红外热像仪响应速度的重要指标，对于快速变化的温度场检测具有重要意义。6.9热时间常数意义定义206.10信号响应红外热成像系统的信号响应是指输入信号与输出信号之间的关系。信号响应反映了系统对不同输入信号的敏感度和响应速度。信号响应是评价红外热成像系统性能的重要指标之一。6.10信号响应216.11动态范围指红外热像仪能够探测到的最小温度与最大温度之间的范围。动态范围定义动态范围是衡量红外热像仪性能的重要指标，它决定了仪器在不同温度环境下的探测能力。重要性6.11动态范围226.12启动时间定义启动时间指的是从仪器开机到进入正常工作状态所需的时间。重要性启动时间是评价无损检测仪器性能的重要指标之一，直接影响检测效率和用户体验。6.12启动时间237图像处理器功能图像处理器的主要功能包括图像增强、噪声抑制、温度测量与计算等，以提取出有用的热信息并生成高质量的红外图像。重要性图像处理器的性能直接影响到红外线热成像系统的成像质量和测量精度。定义图像处理器是红外线热成像系统的核心组件，负责对采集到的红外图像进行一系列的处理和分析。7图像处理器247.1概述7.1概述标准制定背景介绍红外线热成像技术及应用的快速发展，以及制定该标准的必要性和重要性。标准适用范围明确该标准适用于无损检测领域中使用的红外线热成像系统与设备的性能描述，包括主动式和被动式系统。与其他标准的关系阐述该标准与其他相关标准之间的联系和区别，如与红外测温标准、红外校准标准等的关系。257.2图像采集实时采集为满足特定应用需求，系统应支持定时采集功能，可在预设时间点自动进行图像采集，便于后续分析和处理。定时采集触发采集在特定条件下，如温度异常、移动物体等，系统应能够触发图像采集，以捕捉关键时刻的热辐射数据。红外线热成像系统应具备实时采集功能，能够即时捕捉目标区域的热辐射信息，确保数据的时效性和准确性。7.2图像采集267.3图像显示将红外热图像以灰度形式显示，通过灰度等级表示温度分布。灰度显示彩色显示融合显示将红外热图像以彩色形式显示，通过不同颜色代表不同温度范围，更直观地展示温度分布。将红外热图像与可见光图像融合显示，提供更丰富的信息，便于识别和定位。0302017.3图像显示277.4图像分析噪声抑制通过滤波算法降低图像中的随机噪声，提高信噪比。对比度增强采用直方图均衡化等方法，增强图像中的对比度，便于后续分析。图像校正对畸变图像进行几何校正，还原真实场景。7.4图像分析287.5图像处理图像由像素组成，分辨率决定了图像的清晰度和细节表现能力。像素与分辨率描述了图像中颜色的表示方式，如RGB、HSV等，便于图像的处理与分析。颜色模型定义了图像的存储和传输方式，常见的有JPEG、PNG等。图像格式7.5图像处理297.6图像记录完整性图像应完整记录被检测对象的全部区域，不得有遗漏或缺失。清晰度所记录的图像必须清晰可见，能够准确反映被检测对象的细节和特征。真实性图像必须真实反映被检测对象的实际状况，不得进行任何影响真实性的处理或修改。7.6图像记录307.7图像读取实时读取通过与红外线热成像设备连接，实时获取并显示图像数据，便于即时观察和分析。存储读取将已保存的红外线热成像图像数据从存储设备中读取出，进行后续处理或分析。网络读取通过网络连接，远程访问并读取红外线热成像设备或服务器上的图像数据。7.7图像读取318激励源电学激励利用电流或电场作用，使目标产生热效应，从而通过红外线热成像系统进行检测。磁学激励通过对目标施加磁场，使其产生磁化效应，进一步通过磁热效应进行红外成像。光学激励使用特定波长的光源对目标进行照射，通过接收反射或透射光信号来获取目标信息。8激励源328.1概述标准制定背景介绍无损检测仪器红外线热成像系统与设备的应用领域、市场需求以及制定该标准的必要性。标准内容框架概述该标准的主要结构，包括性能参数、测试方法、质量保证等方面的要求。与其他标准的关联说明该标准与其他相关无损检测、红外线技术等领域标准的联系与区别。8.1概述030201338.2光加热源光加热源概念光加热源是指利用光能转化为热能的装置，为红外线热成像检测提供所需的热激励。光源类型包括可见光、红外光等不同波段的光源，根据实际需求选择合适的光源类型。8.2光加热源348.3高温气体发生器加热器采用高性能加热元件，对气体进行快速加热，以达到所需的高温状态。温控系统精确控制气体温度，确保输出气体的温度稳定性和均匀性。气路系统包括气体输入、输出管道及阀门等，确保气体流动的顺畅和安全。8.3高温气体发生器358.4电磁感应加热器构成包括高频电源、电感线圈、工作电容、感应器等。能量转换将电能转换为热能，实现金属的快速加热。工作原理利用电磁感应原理，通过高频电源产生交变磁场，使金属内部产生涡流并发热。8.4电磁感应加热器368.5振动加热器通过振动装置将机械能转化为热能，对目标物体进行均匀加热。振动产生热能利用红外线热成像技术对加热后的物体进行温度分布检测，从而发现潜在的缺陷或问题。热成像检测振动加热器能够在不破坏被检测物体的情况下，快速有效地完成加热和检测过程。高效且非破坏性8.5振动加热器378.6制冷装置热电制冷利用热电效应实现冷却，具有无噪音、无振动、可靠性高等特点。液态氮制冷利用液态氮的低温特性进行制冷，适用于特定应用场景。斯特林制冷通过气体压缩和膨胀过程实现制冷，具有较高效率。8.6制冷装置389红外系统和设备的综合性能参数及功能空间分辨率设备能够分辨的最小空间细节，决定了红外图像的清晰度和准确度。动态范围设备能够处理的最大和最小辐射能量范围，影响其在复杂环境中的适用性。热灵敏度红外系统和设备能够检测到的最小温度差异，是衡量其性能的关键指标。9红外系统和设备的综合性能参数及功能399.1综合性能参数温度分辨率指红外热成像系统能够分辨的最小温度差异，是衡量系统性能的重要指标之一。高温度分辨率能够帮助用户更准确地检测目标物体的温度分布和异常情况。空间分辨率描述红外热成像系统对目标物体空间细节的分辨能力。空间分辨率越高，显示的图像越清晰，能够更准确地反映目标物体的形状、结构和纹理等特征。热灵敏度反映红外热成像系统对温度变化的敏感程度。热灵敏度越高，系统对微小温度变化的检测能力越强，能够在更短的时间内发现潜在的热异常或故障点。9.1综合性能参数409.2综合功能9.2综合功能系统应具备良好的兼容性，能够与其他检测设备或系统协同工作，同时应具备扩展性，支持后续功能升级和扩展。良好的兼容性与扩展性红外线热成像系统应具备多种检测模式，以适应不同场景和检测需求，包括但不仅限于温度分布、温度变化、热异常等检测模式。多样化的检测模式系统应能对采集到的红外线热图像进行高效处理，包括但不限于图像增强、温度数据提取、异常识别等，以提供准确、全面的检测结果。强大的数据处理能力4110辅助设备包括图像采集卡、图像处理器等，用于对红外热成像系统进行图像处理和优化。图像处理设备如三脚架、稳定器等，用于固定红外热成像设备，确保其稳定工作，减少图像抖动。稳定装置为红外热成像设备提供保护，如防水、防尘、防爆等，以适应各种恶劣环境。防护装置01020310辅助设备4210.1概述红外线热成像技术原理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