红外热成像检测技术
红外热成像检测技术的测量温度的原理
早在1800年，英国物理学家赫歇尔研究单色光的温度时就发现了：在红光外，用来对比的温度计的温度要比色光中温度计的温度高，他于是就称发现一种看不见的“热线”，称为红外线。我们都知道当温度高于绝对零度时，物体的分子都在不停地做无规则热运动，同时产生热辐射，所以自然界中的物体都能辐射出不同频率的红外线。当物体在常温下时，物体辐射出的红外线是位于中、远红外线的光谱区，容易引起物体分子的共振，有着显著的热效应。所以，又称中、远红外线为热红外。而当物体的温度升高到使原子的外层电子发生跃迁时，将会辐射出近红外线。
红外热成像仪的工作原理
众所周知，任何高于绝对零度的物体由于其自身分子运动，不停地向外发射红外辐射，红外热成像仪通过接受物体发出的红外线(红外辐射)，再由红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号，经电子系统处理，得到与物体表面热分布相应的热像图，从而得出物体表面的温度分布情况。
红外热像仪主要由三个主要部分组成：探测器、监视器和显示屏。
红外热成像测量温度的方法
红外热成像温度检测按其检测方式可分为主动式和被动式两大类。主动式红外检测是将人为产生的特定波长红外光照在被测物体上，再利用红外热像仪接收物体表面反射的特定波长的红外光，从而构成物体的像。被动式红外热像图的获取又可分为驱动式被动红外热像图获取和自然式被动红外热像图获取。
驱动式被动红外热像图检测是指在实际测量时人为加热被测物体一段时间后，再利用红外热像仪对被测物体表面进行检测。自然式被动红外热像图是利用红外热像仪直接测量被测物体表面。
红外热成像仪特点
因为红外热成像仪其在测量温度方面的优越性突出，所以现在人们广泛运用它进行温度测量。它主要有以下特点：
(1)它属于非接触测量技术，能够快速精准地测量运动的目标。(2)测温效率高，测温面积大，红外热成像仪可以实现区域化温度检测，可以呈现出被测物体表面红外热像图。(3)温度分辨率较高。因为红外热像仪拍摄的红外热像图可以得出许多不同点的温度值，所以它能够区别很小的温度差值，一般温度分辨率可达0.01℃甚至更高。(4)可采用多种方式显示出目标温度如并行复合模式、透明复合模式、画中复合模式等。(5)可对拍摄的红外热像图进行数据储存和计算机操作处理。
红外成像技术在施工中的应用及其对比传统温度检测方法的优势
沥青路面是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青混合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面抗损害的能力。沥青路面最重要的材料就是沥青混合料。沥青混合料从制备、运输到摊铺的整个过程中都离不开温度的变化。温度对于沥青混合料是否合格起着非常重要的作用。下面选择了在山东省104省道济宁市到微山县的施工路段施工来验证红外热成像技术在施工中的应用，当时天气晴朗，气温在30～35℃。
红外热成像技术在制备设备上的应用
在沥青混合料的制备过程中烘干筒起着重要的作用。烘干筒是一种干燥设备，把经过其中的骨料加热烘干，使其达到要求。利用红外热成像仪对烘干筒外壁进行检测，可以很清楚的看出烘干筒外壁上的温度分布情况，非常便于研究烘干筒的能源利用情况。这对烘干筒在使用中的节能和保温的研究有着重要的意义。选择施工现场中4000型沥青搅拌站的烘干筒作为研究对象，利用G120红外热成像仪进行检测，由于滚筒体积庞大，只能够在较远的距离进行检测。
通过红外热成像仪对烘干滚筒外壁温度检测，并对检测后的红外热像图分析。可以很容易的看出出这个烘干滚筒外壁轴向温度由燃烧器一端到进料端温度先是降低后是增加。这就说明这个烘干筒在保温方面有着缺陷。烘干筒外壁上的保温层失去了作用，没有很好地对烘干筒进行保温，减小了燃料的利用效率，不利于对骨料的加热，应该增加措施进行改进。
而如果是通过传统的接触式温度测量方法的话，测量时只能是单点测量，虽然测量准确，但是测量速度慢、测量范围小并且测量结果不直观。所以在这种情况下，红外热成像技术是有优势的。
红外成像技术在搅拌锅出料口的应用
沥青混合料搅拌是沥青混合料生产工艺中关键的一道工序，主要由搅拌锅完成对沥青混合料的搅拌，具体生产过程是将骨料、粉料及沥青混合搅拌均匀并经过出料口排出。搅拌均匀的高温沥青混合料经过出料口进入送料车，然后经过送料车到达施工现场。
沥青混合料的出料温度对后续施工温度影响较大，并且将会影响到修筑的沥青路面质量，因此能够准确检测出混合料的出料温度显得尤为重要。利用G120红外热成像仪检测4000型沥青搅拌站的出料口。
利用红外热像仪对沥青混合料卸料料流温度进行检测，通过对卸料时沥青混合料料流的温度和规范要求温度对比分析，就可以知道出料温度是否达到规范的温度要求范围。而且通过对卸料料流的红外热像图分析可以得出每次出料符合正常出料温度值范围的沥青混合料所占的比例。通过这些检测分析对比可以很容易的对搅拌锅的出料温度进行检测，这对沥青路面施工的质量控制有着极其重要的意义。
而在这个检测中几乎是不能使用传统的接触式温度检测方法的。因为在这个过程中，混合料是在运动中的，传统的接触式温度检测无法时刻保持与混合料的接触，并且它的反应速度也是不够快的。这种检测情况红外成像检测技术是最合适的选择。
红外热成像技术在沥青混合料摊铺中的应用
温度离析是指热拌沥青混合料在生产、运输、摊铺、碾压等过程中，由于不同位置的混合料温度下降不一致，导致混合料的温度差异[5]。温度离析会影响沥青混合料的密度、空隙率，一些研究工作者通过试验得出了温度离析程度和沥青混合料密度、空隙率呈线性关系，沥青混合料温度越高密度越大空隙率越小，反之温度越低密度越小空隙率越大。低温混合料过早的硬化难以压实，降低沥青路面的压实度，导致早期水损坏，产生坑槽、剥落等病害，缩短路面的使用寿命。所以通过对温度离析准确的检测和评价来制定合理的方法改善沥青混合料温度离析的程度，对于控制沥青路面的质量有着较大的经济价值。在沥青路面施工现场，对一段刚摊铺过的高温沥青路面利用G120红外热成像仪检测。
由以上红外热成像图像和数据可以看出，区域A和区域B的温度有着显著的差异，这会造成路面的温度离析，对后面的碾压有着不利的影响，而且会缩短道路的使用寿命。通过对沥青混合料温度离析类型的检测和分析研究，结合红外热成像检测技术的优点，可以对沥青路面施工过程进行直观、形象、快速检测，并对温度离析区域准确定位，根据温度离析的程度，及时制定有效的应对措施，降低温度离析对沥青路面质量带来的危害，提高沥青路面的使用寿命，有着巨大的经济实用价值。
在这种刚铺好的沥青路面是可以使用传统的温度检测方法的，但是传统的接触式温度检测方法检测速度慢、检测结果不直接。在使用传统接触式温度检测方法完成时，沥青路面的温度已经变化了很多了，也就是说检测结果失真了，这对后来的分析是不利的。而红外热成像技术就不会出现这种情况。所以在这种情况下红外成像检测技术还是最优的选择。
结语
随着国家对沥青路面建设工程中的节能环保和质量的要求越来越高，大量的高新技术也会应用到其中，而红外热成像技术就是其中的重点。并且通过与传统接触式温度检测方法的对比，可以看出红外热成像技术可以准确、快速和形象的检测出问题的所在，使工作人员能尽快的发现问题并解决问题，保证沥青路面施工的质量，对整个工程的建设有着巨大的经济实用价值。
