紅外熱成像是一種可將紅外圖像轉(zhuǎn)換為熱輻射的技術(shù)，該技術(shù)可從圖像中讀取溫度值。因此，熱輻射圖像中的各個(gè)像素實(shí)際上都是一個(gè)溫度測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體表面溫度的非接觸式測(cè)量。

紅外熱像儀的構(gòu)造類似于一臺(tái)數(shù)碼攝像機(jī)。主要組件包括一個(gè)將紅外輻射對(duì)準(zhǔn)探測(cè)器的鏡頭，以及用于處理顯示熱信號(hào)和熱圖像的軟件和電子設(shè)備。

紅外熱像儀工作原理的簡(jiǎn)化圖

紅外熱像儀在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的應(yīng)用，本文將介紹紅外熱像儀如何提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低人工成本和完善工藝流程，對(duì)紅外熱像儀在引導(dǎo)、識(shí)別、測(cè)量、檢驗(yàn)等各種應(yīng)用進(jìn)行案例分析。

應(yīng)用案例舉例

紅外熱像儀如何實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻器100%的質(zhì)量管控

對(duì)于希望為客戶提供完美產(chǎn)品的公司來(lái)說(shuō)，降低電子元件故障率至關(guān)重要。實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的唯一辦法是逐一檢查元件，確保100%的質(zhì)量控制。

Isabellenhütte是生產(chǎn)用于汽車工業(yè)的熱電偶電阻合金、延長(zhǎng)導(dǎo)線合金和無(wú)源元件合金的廠商。Isabellenhütte坐落于德國(guó)法蘭克福附近的迪倫堡，其產(chǎn)品主要應(yīng)用于燃料噴射系統(tǒng)和其他電子控制單元的汽車工業(yè)領(lǐng)域。該公司因其產(chǎn)品質(zhì)量上乘而蜚聲海外。為了實(shí)現(xiàn)并保持全球客戶提出的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，該公司加大產(chǎn)品的質(zhì)量控制和研發(fā)投資。

通過(guò)100%質(zhì)量控制降低故障率

然而，盡管在上述領(lǐng)域投資巨大，客戶的故障投訴率仍高達(dá)百萬(wàn)分之五。根據(jù)Isabellenhütte的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，故障率達(dá)百萬(wàn)分之八到十被視為不可接受，因此，他們決定對(duì)所有元件進(jìn)行100%全面控制。在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)問(wèn)題元件，繼而可能造成內(nèi)置電子設(shè)備出現(xiàn)故障。最后導(dǎo)致最終的電子系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到預(yù)期的耐久性，給設(shè)備供應(yīng)商和汽車公司都帶來(lái)潛在的質(zhì)量問(wèn)題。

FLIR紅外熱像儀單獨(dú)檢查每個(gè)元件。

Isabellenhütte采用的方案是安裝FLIR Systems紅外熱像儀，通過(guò)紅外熱像儀檢查每一個(gè)產(chǎn)出元件。紅外熱像儀在不到一秒的時(shí)間內(nèi)就能生成紅外圖像，公司通過(guò)圖像可檢測(cè)電阻器是否存在潛在問(wèn)題。由于故障設(shè)備的表面溫度比正常設(shè)備高，在紅外圖像中就會(huì)呈現(xiàn)出熱區(qū)。

用專門研發(fā)的機(jī)器視覺(jué)軟件對(duì)故障元件的最高溫度與平均溫度進(jìn)行時(shí)間趨勢(shì)分析。

質(zhì)量控制過(guò)程中，每個(gè)電阻器都會(huì)充電一小段時(shí)間。紅外熱像儀在20毫秒內(nèi)觀察該元件的熱循環(huán)。利用自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)集成商設(shè)計(jì)的IRCheck機(jī)器視覺(jué)軟件，計(jì)算機(jī)將電阻器表面的平均溫度和檢測(cè)到的最高溫度進(jìn)行對(duì)比。

如果元件的最高溫度與平均溫度之差超出預(yù)設(shè)值，表明該元件存在熱區(qū)。一旦檢測(cè)到熱區(qū)，就會(huì)自動(dòng)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，將故障元件剔除出生產(chǎn)線。從試驗(yàn)機(jī)進(jìn)入到退出，整個(gè)過(guò)程不超過(guò)一秒鐘時(shí)間。為了統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制，元件存在缺陷的熱圖像被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

Isabellenhütte生產(chǎn)經(jīng)理Eichman先生表示：“事實(shí)證明紅外熱成像，尤其是FLIR Systems紅外熱像儀是確保我們產(chǎn)品質(zhì)量更上一層樓的法寶。我們現(xiàn)在一天24小時(shí)不間斷地監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程。由于不再需要操作員進(jìn)行監(jiān)控，我們節(jié)省了不少成本。對(duì)紅外熱像儀的初期投資在極短時(shí)間內(nèi)就收回了成本。

更重要的是，如今每個(gè)電阻器都經(jīng)過(guò)檢查，有助于我們放心地把完美的產(chǎn)品交給客戶。” Isabellenhütte致力于提供完美產(chǎn)品，所以無(wú)疑深受高要求客戶的青睞，也確保其保持行業(yè)領(lǐng)先地位。

FLIR Systems紅外熱像儀能夠檢測(cè)到電阻器最細(xì)微的缺陷。

紅外質(zhì)量控制原則：

·每個(gè)電阻器都要充電一小段時(shí)間；

·Flir Systems 紅外熱像儀20毫秒內(nèi)便可拍下快照;

·將元件表面溫度的最高值和平均值之差與預(yù)設(shè)值作比較;

·一旦檢測(cè)到故障元件，自動(dòng)發(fā)出觸發(fā)輸出信號(hào)，將元件剔除出生產(chǎn)線;

·相應(yīng)的熱圖像存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)以便統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制 ;

系統(tǒng)配置：

·FLIR Systems紅外熱像儀配備高速數(shù)字接口，采集速率為50幀/秒;

·近焦鏡頭，34毫米水平視場(chǎng)角（HFOV），80毫米焦距;

·諸如鎧裝電纜、19"機(jī)架及計(jì)算機(jī)運(yùn)行Windows® NT?等工業(yè)元件 ;

具有的特點(diǎn)：

·全自動(dòng)質(zhì)量控制；

·24小時(shí)無(wú)人自動(dòng)操作；

·每個(gè)元件100%質(zhì)量控制；

·大幅降低后續(xù)系統(tǒng)故障率；