紅外熱成像在檢測(cè)方向的五個(gè)案例

由于紅外熱成像方法的簡(jiǎn)單性，已在許多不同領(lǐng)域中使用，包括安全性研究，農(nóng)業(yè)動(dòng)物科學(xué)，食品科學(xué)等等。作為一種非侵入性，非破壞性和瞬時(shí)性方法，研究人員可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察。實(shí)際上，無論系統(tǒng)狀態(tài)的變化涉及溫度梯度如何，紅外熱成像技術(shù)都可以作為一種確認(rèn)，驗(yàn)證甚至檢測(cè)方法。

• 電磁趨膚深度

之前研究者使用紅外熱成像來測(cè)量微波加熱中的電磁趨膚深度。闡明了目標(biāo)趨膚深度與溫度分布之間的關(guān)系，并闡明邊界條件（根據(jù)壁溫線性地提供壁熱通量）的作用。通過使用紅外熱像儀檢測(cè)罐表面溫度并采用無創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)程序來測(cè)量皮膚深度對(duì)溫度的依賴性。

• 局部傳熱系數(shù)

也可將紅外熱成像作為溫度振蕩的一種方法來研究板式換熱器中的局部傳熱系數(shù)。該方法無接觸且不受流體影響，因?yàn)樗褂幂椛浼す饧訜峄螓u素射燈和紅外熱像儀來監(jiān)視表面溫度。即使在較大的熱交換器區(qū)域中，也可以快速評(píng)估傳熱系數(shù)分布。

圖為紅外熱成像

• 地下熱態(tài)

用紅外熱成像量化蒸發(fā)多孔表面下方的地下熱態(tài)。來自多孔介質(zhì)的非均勻蒸發(fā)質(zhì)量的空間分布和動(dòng)力學(xué)是通過由空間紅外測(cè)溫法獲得的感應(yīng)表面熱場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程量化的。將表面熱特征轉(zhuǎn)換為蒸發(fā)通量的估算取決于對(duì)不可觀察到的特征熱衰減深度的了解?？紤]將準(zhǔn)靜態(tài)蒸發(fā)通量與表面平衡模型中測(cè)得的表面熱場(chǎng)相結(jié)合，以獲得熱衰減深度的一般分析近似值。該近似值是使用蒸發(fā)表面下方溫度場(chǎng)的紅外熱圖像通過實(shí)驗(yàn)評(píng)估的。

• 柑橘表面干燥

通過紅外熱成像圖像分析來控制柑橘的表面干燥。柑桔表面干燥器（CSD）的常見風(fēng)險(xiǎn)是，由于這類水果的敏感性，使用較高的空氣溫度或?qū)⑺旁诟稍餀C(jī)中的時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)降低最終產(chǎn)品的可接受性和保質(zhì)期。如今，大多數(shù)新的CSD使用系統(tǒng)來控制空氣溫度，但不包括通過定義所需的干燥時(shí)間來監(jiān)控過程的元素。因此，他們將表面溫度分布的紅外熱成像技術(shù)作為一種新的控制方法。干燥過程中水果表面溫度的控制使我們能夠確定表面干燥完成和果皮干燥開始的時(shí)刻。當(dāng)水果表面任何一點(diǎn)的溫度超過該值時(shí)，干燥時(shí)間就可以很好地確定。這種可能性對(duì)于改善熱量消耗和水果質(zhì)量都很重要，可用于控制操作中。

• 生馬鈴薯冷凍監(jiān)測(cè)

在生馬鈴薯的冷凍過程中使用紅外熱成像和介電光譜作為控制手段。通過使用紅外熱像儀和介電譜來描述和量化冷凍過程中的水運(yùn)動(dòng)。在執(zhí)行校準(zhǔn)過程以獲得輻射率的真實(shí)值之后，將經(jīng)過剝離和切割的樣品放入具有特定氣流的-20°C冰箱中。用紅外熱像儀記錄溫度，并且通過每3分鐘拍攝的圖像分析來確定冷凍過程中樣品的體積。結(jié)果表明，該方法在監(jiān)測(cè)馬鈴薯的冷凍過程中是完全成功的，并且計(jì)算了該過程中形成的冰量和馬鈴薯的發(fā)射率。