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时间：2022-06-17 07:33
一、红外热像仪是什么原理
红外热像仪是一种利用红外热成像技术，通过对标的物的红外辐射探测，并加以信号处理、光电转换等手段，将标的物的温度分布的图像转换成可视图像的设备，它的工作原理是：任何高于绝对零度的物体发出红外辐射，红外热像仪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，并将其反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应，不同颜色代表被测物体的不同温度，通过查看热图像，可以观察到被测目标的整体温度分布状况，研究目标的发热情况，从而进行下一步工作的判断。
二、红外热像仪使用方法
1、设定参数：使用红外热像仪之前，先要对参数进行设置，正确选择被测物体的发射率以及温、湿度、距离等设置项。2、调整焦距：红外热像仪使用时，如果被测目标周围背景的温度过冷或者过热，会影响到目标温度测量的精准度，所以需要调整焦距或测量方位，来减少或者消除这些影响。3、选择合适的距离：红外热像仪存在最大检测距离，这个距离与被测目标的大小以及红外探测器性能有关，如果使用同一台红外热像仪测量一个面积比较大的目标，那么可检测距离就远些，反之近些。4、拍摄记录数据：针对不同的检测对象选择不同的环境温度参照体，并记录环境参照温度。拍摄时，应至少拍摄两张图谱，一张包含同类两相或者三相设备，以便进行同类对比；另一张针对发热相在保证安全的前提下近距离拍摄，以求得真实的温度值。
三、红外热像仪检查什么
红外热像仪是利用红外热成像技术工作的，在医学领域，红外热像仪可以用来检查身体，并针对全身多种疾病进行预警分析。医用红外热像仪可以检查人体的头部、颈部、心血管、肺脏、乳腺、胃肠、肝、胆、前列腺、脊椎、四肢血管等领域，检测炎症、肿瘤、结石、血管性疾病、神经系统、亚健康等100余种病症，涉及人体各个系统的常见病和多发病，大部分是局部检查，少数大型全身热成像设备可以检查全身。红外热像仪检查具有全面系统、疾病发现早、绿色无创等优势。
1、红外热像仪的优点：红外热像仪是非接触测量的设备，可以使设备本身的温度场不受干扰。红外热像仪所显示出的图像非常直观，能帮助快速找出发热的问题所在。红外热像仪成像的反应速度较快，通常不超过1秒，效率较高。红外热成像仪进行检测隐蔽性很好，而且能够实现非接触的检测不识别，还不受电磁干扰，能近距离跟踪热目标。2、红外热像仪的缺点：红外热成像仪靠温度的差别来成像，如果所测物体的温差不是很大的话，那么成像的对比度会比较低，分辨细节能力变差。红外热像仪有一定的穿透性，但穿透性不强，无法透过墙体，而且对玻璃等透明的障碍物也无法探测后面物体的温度。红外热像仪很好用，应用也比较广泛，不过作为高科技产品，选购时注意要选择正规。
红外热像仪民用应用场景
随着红外成像技术的发展与成熟，各种适用于民用的低成本红外成像设备出现，其 在国民经济各个领域发挥着越来越重要的作用。20世纪最后10年以来，其民用需求急剧增长，在电力检测、测温、汽车辅助驾驶、户外运动等领域均有应用。CIOE红外技术及应用展全面展示红外材料、器件、设备及应用的新产品、新技术、新趋势，推动产业从军事走向工业和民用市场。
红外探测器品质直接决定热像仪成像质量
按红外窗口可分为近红外、短波红外、中波红外、长波红外、甚长波红外、远红外、 亚毫米波。军民最常使用的近红外（NIR，
热斑是目前光伏电站最常见的问题，通过无人机搭载红外热成像设备对光伏电站进行热斑巡检工作，可以节约人力物力成本，让检测工作的效率大大提高。
无人机红外热斑检测主要采用热成像的原理，红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
在正常情况下，各电池片的温度分布均匀，热图像色彩也分布均匀，如果存在组件中有个别电池片温度出现异常过高，则会显示出色彩差距，就说明电池片出现问题，已经由正常状态变为负载消耗电能，影响整个组件的转换效率。
光伏电站运维对安全运行的要求越来越高,在对其使用无人机进行巡检的过程中，早期对无人机在光伏电站的运用还不够完善，曾凸显出了一些亟待解决的问题。
我国2018年8月发布了全球首个《光伏电站用无人机系统检测技术规范》，为无人机在光伏行业的应用打下基础。规范根据光伏电站的表现形式和应用特点，从安全、电磁兼容和飞行性能3个主要方面，对无人机系统的组成部件，电气安全，机械安全，防护能力，电磁兼容能力，数据传输能力，飞行参数，飞行功能等进行检测，检测项目达到70多项，其中飞行类检测项目达30多项 。
那么对于电站来说，如何用好无人机，怎么样实现对图像的准确捕捉？如何保障在飞行中的安全？等。
1、天气：高清图像的必要条件
天气是影响无人机飞行质量的重要因素，其中高辐照度是获得高清图像的必要条件，随着阳光辐射的强度不同，热斑效应也随之明显，早上、中午和下午的温度差异会比较大。对光伏组件进行巡检的最好时间是在晴朗的天气，比如春节、夏季和早秋，这些季节的辐照相对来说较强，组件的温度相对较高些，那么热斑的现象就容易表现。
根据可再生能源实验室的多年经验，无人机热斑巡检推荐理想的时间是在夏季的上午，无风、辐照度为不低于600 W/m2。
图片来源于网络
夏季的日照时间较长，如果在飞行中没有能捕捉到理想的图像，还可以重新飞行。另外尽量在无风的情况下进行作业，如果飞行过程中可能遭遇到大风、降雨等情况，不仅会影响着飞行轨道精度，还影响着检测电站照片拍摄效果，甚至可能影响无人机的飞行安全。
无人机驾驶人员必须了解天气状态对无人机的影响，按上述要求，考察一天中各个时间段的光照强度，选择光照较强的时间段确定为无人机的巡检时间。尽量避免在恶劣条件下的飞行，杜绝由于天气原因造成的飞行事故。
2、制定无人机飞行航线
光伏电站在制定巡检计划时，首先要进行巡检前期的准备工作，工作人员应参照现有资料进行现场勘察，确定所要巡检的光伏电站的大小，结合红外热像仪的拍摄视角及分辨率来确定无人机的飞行高度和红外热像仪单次拍摄红外图像区域的大小，从而规划、计算并制定无人机的飞行路线及悬停拍照位置.
目前光伏电站的巡检路线通常为“S”型和“Z”型，但是实际情况需要根据电站的具体特点分析，依据阵列及地形分布特点有针对性的规划实施。
3、设置好无人机拍摄的相关参数
无人机巡检飞行高度和摄像头视角决定了摄像头工作的视场，影响太阳电池板的成像分辨率和电池板的视场覆盖面积，决定了巡检工作的效率和质量。
飞行高度增高、倾斜视场角增大可提高视场覆盖的太阳电池板行数，但会降低对太阳电池板的成像分辨率和故障判别质量。在太阳电池板正上方飞行成像分辨率高，可直接确定故障点的 GPS 坐标且定位精度高，便于后续自动识别定位处理，但巡检作业效率较低，适合高精度精细巡检作业。
实际作业时需要根据巡检效率和巡检质量的需求综合确定自动飞行高度和倾斜角。
图 两种飞行方式示意对比
无人机的所有零部件中，消耗最大的还是电池部分，目前大多使用的还是锂电池，因为搭载了高分辨率的可见光相机和红外热像仪，所以在实际情况中会出现续航短的情况，所以要注意电量的使用情况，以免损坏机器。
除了要避免错误充电引起的故障、火灾，还需注意在低温及高海拔地区使用时的“保暖”和“热身”工作，提高电池的使用寿命。
无人机作为一个高度集成化的飞行系统，除了按照正确的方式操控和使用，还需要进行日常的维护保养和检查。
在光伏电站的日常巡检中，虽然不会要求在降雨环境下进行，但还是不能避免工作中碰见突发降雨的情况，考虑到光伏电站还有一部分是建造在水面上的，在使用后驾驶人员需要立刻断电擦干无人机，确定湿气除尽。
除了考虑雨水湿气影响，还需要考虑沙尘影响，尤其是运用在沙漠地带的光伏电站巡检的无人机，在使用后应尽快清理，减少沙尘对电子元件尤其是电机等设备的影响。
原文始发于微信公众号（坎德拉学院）：
