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(wú)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(lái)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(guò)使用紅外熱像儀檢測(cè)罐表面溫度并采用無(wú)創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)程序來(lái)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(lái)研究板式換熱器中的局部傳熱系數(shù)。該方法無(wú)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(lái)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(lái)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(guò)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。考慮將準(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(guò)實(shí)驗(yàn)評(píng)估的。

• 柑橘表面干燥

通過(guò)紅外熱成像圖像分析來(lái)控制柑橘的表面干燥。柑桔表面干燥器（CSD）的常見(jiàn)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(guò)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(lái)控制空氣溫度，但不包括通過(guò)定義所需的干燥時(shí)間來(lái)監(jiān)控過(guò)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(guò)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(kāi)始的時(shí)刻。當(dāng)水果表面任何一點(diǎn)的溫度超過(guò)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(guò)程中使用紅外熱成像和介電光譜作為控制手段。通過(guò)使用紅外熱像儀和介電譜來(lái)描述和量化冷凍過(guò)程中的水運(yùn)動(dòng)。在執(zhí)行校準(zhǔn)過(guò)程以獲得輻射率的真實(shí)值之后，將經(jīng)過(guò)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(guò)每3分鐘拍攝的圖像分析來(lái)確定冷凍過(guò)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(guò)程中是完全成功的，并且計(jì)算了該過(guò)程中形成的冰量和馬鈴薯的發(fā)射率。