無損檢測(cè)技術(shù)方法中的紅外線檢測(cè)（紅外輻射檢測(cè)）的實(shí)質(zhì)是利用物體輻射紅外線的特點(diǎn)進(jìn)行非接觸的紅外溫度記錄法。
紅外線是一種電磁波，具有與無線電波及可見光一樣的本質(zhì)，波長(zhǎng)在0.76～100μm之間，按波長(zhǎng)的范圍可分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外四類，它在電磁波連續(xù)頻譜中的位置是處于無線電波與可見光之間的區(qū)域。紅外線輻射是自然界存在的一種為廣泛的電磁波輻射，它是基于任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會(huì)產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，并不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的運(yùn)動(dòng)愈劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能量愈小。
一切溫度在零度（-273.15K°）以上的物體，都會(huì)因自身的分子運(yùn)動(dòng)而不停地向周圍空間輻射出紅外線，物體的紅外輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。通過紅外線輻射的探測(cè)器將物體輻射的功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后（對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量），就能準(zhǔn)確地測(cè)定它的表面溫度，或者通過成像裝置的輸出信號(hào)就可以完全一一對(duì)應(yīng)地模擬掃描物體表面溫度的空間分布，經(jīng)電子系統(tǒng)處理，傳至顯示屏上，得到與物體表面熱分布相應(yīng)的熱像圖。運(yùn)用這一方法，便能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離熱狀態(tài)圖像成像和測(cè)溫并進(jìn)行分析判斷，亦即紅外輻射檢測(cè)的基本原理。
普朗克黑體輻射定律：黑體是一種理想化的輻射體，它吸收所有波長(zhǎng)的輻射能量，沒有能量的反射和透過，其表面的發(fā)射率為1。雖然自然界中并不存在真正的黑體，但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律，在理論研究中必須選擇合適的模型，這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型，從而導(dǎo)出了普朗克黑體輻射的定律，即以波長(zhǎng)表示的黑體光譜輻射度，這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn)，故簡(jiǎn)稱黑體輻射定律。
自然界中存在的實(shí)際物體，幾乎都不是黑體。所有實(shí)際物體的輻射量除依賴于輻射波長(zhǎng)及物體的溫度之外，還與構(gòu)成物體的材料種類、制備方法、熱過程以及表面狀態(tài)和環(huán)境條件等因素有關(guān)。因此，為使黑體輻射定律適用于所有實(shí)際物體，必須引入一個(gè)與材料性質(zhì)及表面狀態(tài)有關(guān)的比例系數(shù)，即發(fā)射率。該系數(shù)表示實(shí)際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在零和小于1的數(shù)值之間。根據(jù)輻射定律，只要知道了材料的發(fā)射率，就知道了任何物體的紅外輻射特性。
根據(jù)材料的熱擴(kuò)散率（發(fā)射率）：a=k/(ρ·c)，式中：k-材料的導(dǎo)熱率；ρ-材料質(zhì)量體密度；c-材料的比熱
可知熱擴(kuò)散率（發(fā)射率）與材料性質(zhì)有關(guān)。對(duì)于均勻無缺陷的材料，a為常數(shù)。當(dāng)在均勻材料中有缺陷存在時(shí)，缺陷相當(dāng)于具有另一熱擴(kuò)散率的材料，因而有缺陷部分與無缺陷部分的熱狀態(tài)不同，表現(xiàn)在材料表面有不同。熱傳導(dǎo)的差異在材料表面形成時(shí)間和空間上的溫度梯度，即溫度擾動(dòng)：△T=Tf-T，式中：△T-溫度擾動(dòng)；Tf-有缺陷處的材料表面溫度；T-無缺陷處的材料表面溫度。△T不僅與材料的熱擴(kuò)散率有關(guān)，而且與缺陷的幾何尺寸和埋藏深度有關(guān)。
當(dāng)材料表面的溫度差大于紅外熱象儀的小可測(cè)溫度時(shí)，即可在熱象儀上觀察試件表面溫度分布的熱圖像，分析判斷材料中是否存在缺陷，從而達(dá)到檢測(cè)目的。也就是說：影響發(fā)射率的主要因素與材料種類、表面粗糙度、理化結(jié)構(gòu)和材料厚度等相關(guān)。
如果通過在試件背面或正面加熱（人工或自然加熱），從而向被檢試件注入一定的熱量（主動(dòng)式），以便進(jìn)行的紅外檢測(cè)屬于主動(dòng)式紅外檢測(cè)。依靠物體自身熱輻射而對(duì)其溫度場(chǎng)被動(dòng)成象的紅外檢測(cè)屬于被動(dòng)式紅外檢測(cè)。例如利用試件自身存在的熱源（被動(dòng)式），當(dāng)試件內(nèi)部存在缺陷時(shí)，因?yàn)槿毕莸膶?dǎo)熱性與母體材料的導(dǎo)熱性有差異，可以測(cè)量這種差異從而檢出缺陷。
目前常用的紅外檢測(cè)方式仍以被動(dòng)式紅外檢測(cè)為多。被動(dòng)式紅外檢測(cè)除了在工業(yè)上用于設(shè)備、構(gòu)件等的熱點(diǎn)檢測(cè)外，在軍事上應(yīng)用如紅外夜視儀、紅外瞄準(zhǔn)鏡等，在醫(yī)學(xué)上可應(yīng)用于檢查人體溫度異常區(qū)域，例如2003年的薩斯（SARS）流行期間安置于機(jī)場(chǎng)、車站等人流密集的地方監(jiān)視人體額頭部位有無發(fā)熱就是一個(gè)典型的應(yīng)用實(shí)例。
紅外檢測(cè)（紅外診斷技術(shù)）是一種在線監(jiān)測(cè)的檢測(cè)技術(shù)，它集光電成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身，通過接收物體發(fā)出的紅外線(紅外輻射)，將其熱像顯示在熒光屏上，從而準(zhǔn)確判斷物體表面的溫度分布情況，具有準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速等優(yōu)點(diǎn)。任何物體由于其自身分子的運(yùn)動(dòng)，不停地向外輻射紅外熱能，從而在物體表面形成一定的溫度場(chǎng)，俗稱“熱像”。紅外診斷技術(shù)正是通過吸收這種紅外輻射能量，測(cè)出設(shè)備表面的溫度及溫度場(chǎng)的分布，從而判斷設(shè)備發(fā)熱情況。目前應(yīng)用紅外診技術(shù)的測(cè)試設(shè)備比較多，如紅外測(cè)溫儀、紅外熱電視、紅外熱像儀等等。紅外熱電視、紅外熱像儀等設(shè)備利用熱成像技術(shù)能將這種看不見的“熱像”轉(zhuǎn)變成可見光圖像，使測(cè)試效果直觀，靈敏度高，能檢測(cè)出設(shè)備細(xì)微的熱狀態(tài)變化，準(zhǔn)確反映設(shè)備內(nèi)部、外部的發(fā)熱情況，可靠性高，對(duì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患非常有效。紅外熱成像系統(tǒng)已經(jīng)在電力、消防、石化以及醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
紅外測(cè)溫技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)、設(shè)備在線故障診斷、安全保護(hù)以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了重要作用。
紅外檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能非接觸遙控測(cè)量，直接顯示實(shí)時(shí)圖像，靈敏度較高，檢測(cè)速度快。紅外熱象儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安全，信息數(shù)據(jù)處理速度快，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)和*性記錄，在檢測(cè)時(shí)受試件表面光潔度影響小等。因此，紅外檢測(cè)已廣泛應(yīng)用于金屬、非金屬構(gòu)件，尤其適用于導(dǎo)熱系數(shù)低的材料，如檢測(cè)復(fù)合材料、膠接結(jié)構(gòu)和疊層結(jié)構(gòu)中的孔洞、裂紋、分層和脫粘類缺陷，還可用于聚合物、橡膠、尼龍、膠紙板、石棉、有機(jī)玻璃、水泥制品、陶瓷等的質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)整體或殼體、航空發(fā)動(dòng)機(jī)噴管、渦輪葉片、電子儀器的整機(jī)或組件（如印刷電路板、集成電路塊等）的溫度監(jiān)控，可以檢查元件的質(zhì)量、釬焊質(zhì)量及工作狀態(tài)，并且在電力設(shè)備（如發(fā)電機(jī)組的換向觸點(diǎn)、變壓器、高壓瓷瓶、高壓開關(guān)與觸頭、輸變電線路等）的熱點(diǎn)檢測(cè)、鐵路車輛的熱軸檢測(cè)、建筑工程中墻體構(gòu)造異常和墻飾面層質(zhì)量的檢測(cè)，以及石油化工、采暖、節(jié)能等多方面都獲得了應(yīng)用。
紅外檢測(cè)的缺點(diǎn)是由于檢測(cè)靈敏度與熱輻射率相關(guān)，因此受試件表面及背景輻射的干擾，受缺陷大小、埋藏深度的影響，對(duì)原試件分辨率差，不能測(cè)定缺陷的形狀、大小和位置。在檢測(cè)時(shí)對(duì)時(shí)間-溫度關(guān)系要求嚴(yán)格，需要使用如液氮冷卻的探測(cè)器（新型的紅外熱象儀已經(jīng)不需要采用液氮或高壓氣冷卻，而以熱電方式致冷，可用電池供電），檢測(cè)結(jié)果的解釋比較復(fù)雜，需要有參考標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)操作人員需要經(jīng)過培訓(xùn)等。新一代的紅外熱象儀已經(jīng)能夠?qū)囟鹊臏y(cè)量、修改、分析、圖像采集、存儲(chǔ)合于一體，重量小于7公斤，儀器的功能、精度和可靠性都得到了顯著的提高。
溫濕度計(jì)/溫濕度記錄儀門式測(cè)溫儀人體紅外線測(cè)溫儀紅外線測(cè)溫儀紅外熱像儀在線測(cè)溫儀
鋼化玻璃檢測(cè)儀熱敏式風(fēng)速儀激光測(cè)距儀水分測(cè)試儀數(shù)字風(fēng)速儀數(shù)字照度計(jì)數(shù)字噪音計(jì)氣壓計(jì)
電能質(zhì)量分析儀手持式示波器數(shù)字信號(hào)發(fā)生器數(shù)字存儲(chǔ)示波器電阻電容感測(cè)試儀漏電保護(hù)測(cè)試儀接地電阻測(cè)試儀絕緣電阻測(cè)試儀數(shù)字鉗形表數(shù)字萬用表相序表兆歐表功率計(jì)電力監(jiān)測(cè)儀激光轉(zhuǎn)速表直流穩(wěn)壓電源汽車電路檢測(cè)儀甲醇冰點(diǎn)儀防凍液冰點(diǎn)儀
選擇紅外測(cè)溫儀時(shí)的考慮主要有以下方面：
（1）性能指標(biāo)方面，如：
測(cè)溫范圍：每種型號(hào)的測(cè)溫儀都有自己特定的測(cè)溫范圍，既不要過窄，也不要過寬，一般來說，測(cè)溫范圍越窄，監(jiān)控溫度的輸出信號(hào)分辨率越高，精度可靠性容易解決。測(cè)溫范圍過寬，會(huì)降低測(cè)溫精度
工作波長(zhǎng)：根據(jù)黑體輻射定律，在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化，因此，測(cè)溫時(shí)應(yīng)盡量選用短波較好，但是還必須結(jié)合被檢測(cè)對(duì)象考慮發(fā)射率的因素：
目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定測(cè)溫儀的光譜相應(yīng)波長(zhǎng)，對(duì)于高反射率合金材料，有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū)，測(cè)量金屬材料的jia波長(zhǎng)是近紅外，可選用0.8~1.0μm。其他溫區(qū)可選用1.6、2.2和3.9μm。由于有些材料在一定波長(zhǎng)上是透明的，紅外能量會(huì)穿透這些材料，對(duì)這種材料應(yīng)選擇特殊的波長(zhǎng)，如測(cè)量玻璃內(nèi)部溫度選用波長(zhǎng)1.0、2.2和3.9μm（被測(cè)玻璃要很厚，否則會(huì)透過）；測(cè)玻璃表面溫度選用5.0μm；測(cè)低溫區(qū)選用8~14μm為宜，又如測(cè)量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm，聚酯類選用4.3或7.9μm，厚度超過0.4mm的選用8~14μm，如測(cè)火焰中的CO用窄帶4.64μm，測(cè)火焰中的NO2用4.47μm等。
光點(diǎn)尺寸：測(cè)溫儀測(cè)量點(diǎn)的面積稱為“光點(diǎn)尺寸”（spotsize），為了獲得的溫度讀數(shù)，測(cè)溫儀與測(cè)試目標(biāo)之間的距離必須有合適的范圍，距離目標(biāo)越遠(yuǎn)，光點(diǎn)尺寸就越大。因此在應(yīng)用中要注意距離與光點(diǎn)尺寸的比率，或稱D：S。在確定測(cè)量距離時(shí)，應(yīng)注意使目標(biāo)直徑等于或大于受測(cè)的光點(diǎn)尺寸。如果目標(biāo)小于受測(cè)的光點(diǎn)尺寸，則測(cè)溫儀將同時(shí)在測(cè)量背景物體的溫度，從而降低了讀數(shù)的性。
紅外測(cè)溫儀根據(jù)原理可分為單色測(cè)溫儀和雙色測(cè)溫儀（輻射比色測(cè)溫儀）。對(duì)于單色測(cè)溫儀，在進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，被測(cè)目標(biāo)面積應(yīng)充滿測(cè)溫儀視場(chǎng)。一般建議被測(cè)目標(biāo)尺寸超過視場(chǎng)大小的50%為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場(chǎng)，背景輻射能量就會(huì)進(jìn)入測(cè)溫儀的視場(chǎng)干擾測(cè)溫讀數(shù)，造成誤差。對(duì)于雙色測(cè)溫儀，其溫度是由兩個(gè)獨(dú)立的波長(zhǎng)帶內(nèi)輻射能量的比值來確定的。因此當(dāng)被測(cè)目標(biāo)很小，不能充滿視場(chǎng)，測(cè)量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋，對(duì)輻射能量有衰減時(shí)，都不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生重大影響。對(duì)于細(xì)小而又處于運(yùn)動(dòng)或震動(dòng)之中的目標(biāo)，有時(shí)在視場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，或可能部分移出視場(chǎng)的目標(biāo)，在此條件下，使用雙色測(cè)溫儀將更為適宜。如果測(cè)溫儀和目標(biāo)之間不可能直接瞄準(zhǔn)，測(cè)量通道彎曲、狹小、受阻等情況下，選用雙色光纖測(cè)溫儀是適宜的。這是由于其直徑小，有柔性，可以在彎曲、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量，因此可以測(cè)量難以接近、條件惡劣或靠近電磁場(chǎng)的目標(biāo)。
距離系數(shù)（光學(xué)分辨率）由D：S之比確定，即測(cè)溫儀探頭到目標(biāo)之間的距離D與光點(diǎn)直徑之比。如果測(cè)溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處，而又要測(cè)量小的目標(biāo)，就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的測(cè)溫儀，光學(xué)分辨率越高，亦即增大了D：S比值。如果測(cè)溫儀遠(yuǎn)離目標(biāo)，而目標(biāo)又小，就應(yīng)選擇高距離系數(shù)的測(cè)溫儀。對(duì)于固定焦距的測(cè)溫儀，在光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)處為光斑小位置，近于和遠(yuǎn)于焦點(diǎn)位置光斑都會(huì)增大。存在兩個(gè)距離系數(shù)。因此，為了能在接近和遠(yuǎn)離焦點(diǎn)的距離上準(zhǔn)確測(cè)溫，被測(cè)目標(biāo)尺寸應(yīng)大于焦點(diǎn)處光斑尺寸，變焦測(cè)溫儀有一個(gè)小焦點(diǎn)位置，可根據(jù)到目標(biāo)的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。增大D：S，接收的能量就減少，如不增大接收口徑，距離系數(shù)D：S很難做大。
響應(yīng)時(shí)間：表示紅外測(cè)溫儀對(duì)被測(cè)溫度變化的反應(yīng)速度，定義為到達(dá)后讀數(shù)的95%能量所需要時(shí)間，它與光電探測(cè)器、信號(hào)處理電路及顯示系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)。如果目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度很快或測(cè)量快速加熱的目標(biāo)時(shí)，要選用快速響應(yīng)紅外測(cè)溫儀，否則達(dá)不到足夠的信號(hào)響應(yīng)，會(huì)降低測(cè)量精度。對(duì)于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時(shí)，測(cè)溫儀的響應(yīng)時(shí)間則可以放寬要求。因此，紅外測(cè)溫儀響應(yīng)時(shí)間的選擇要和被測(cè)目標(biāo)的情況相適應(yīng)，主要根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度和目標(biāo)的溫度變化速度。對(duì)于靜止的目標(biāo)或目標(biāo)參在熱慣性，或現(xiàn)有控制設(shè)備的速度受到限制，測(cè)溫儀的響應(yīng)時(shí)間就可以放寬要求。
信號(hào)處理功能：鑒于離散過程（如零件生產(chǎn)）和連續(xù)過程不同，要求紅外測(cè)溫儀應(yīng)具有多種信號(hào)處理功能（如峰值保持、谷值保持、平均值），如測(cè)量傳送帶上的瓶子溫度時(shí)，就要用峰值保持功能將其溫度的輸出信號(hào)傳送至控制器內(nèi)，否則測(cè)溫儀會(huì)讀出瓶子之間的較低的溫度值。若用峰值保持，則應(yīng)設(shè)置測(cè)溫儀響應(yīng)時(shí)間稍長(zhǎng)于瓶子之間的時(shí)間間隔，這樣至少有一個(gè)瓶子總是處于測(cè)量之中。
（2）環(huán)境和工作條件方面，如：
保護(hù)附件：測(cè)溫儀所處的環(huán)境條件對(duì)測(cè)量結(jié)果有很大影響，如不適當(dāng)解決，將會(huì)影響測(cè)溫精度甚至引起損壞。當(dāng)環(huán)境溫度高，存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護(hù)套、水冷卻、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護(hù)測(cè)溫儀，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)溫。當(dāng)在噪聲、電磁場(chǎng)、震動(dòng)或難以接近環(huán)境條件下，或其他惡劣條件下，煙霧、灰塵或其他顆粒降低測(cè)量能量信信號(hào)時(shí)，較適宜的是選用光纖雙色測(cè)溫儀。
窗口材料：在密封的或危險(xiǎn)的材料應(yīng)用中（如容器或真空箱），測(cè)溫儀需要通過窗口進(jìn)行觀測(cè)。窗口材料必須有足夠的強(qiáng)度并能通過所用測(cè)溫儀的工作波長(zhǎng)范圍。還要確定操作工是否也需要通過窗口進(jìn)行觀察，因此要選擇合適的安裝位置和窗口材料，避免相互影響。在低溫測(cè)量應(yīng)用中，通常用Ge或Si材料作為窗口，不透可見光，人眼不能通過窗口觀察目標(biāo)。如操作員需要通過窗口觀測(cè)目標(biāo)，應(yīng)采用既透紅外輻射又透過可見光的光學(xué)材料，如ZnSe或BaF2等作為窗口材料。
當(dāng)測(cè)溫儀工作環(huán)境中存在易ran氣體時(shí)，可選用安全型紅外測(cè)溫儀在一定濃度的易ran氣體環(huán)境中進(jìn)行安全測(cè)量和監(jiān)視。
在環(huán)境條件惡劣復(fù)雜的情況下，可選擇測(cè)溫頭和顯示器分開的系統(tǒng)以便于安裝和配置及選擇與現(xiàn)行控制設(shè)備相匹配的信號(hào)輸出形式。
（3）其他選擇方面，如操作簡(jiǎn)單、使用方便、維修和校準(zhǔn)性能以及價(jià)格等。
例如便攜式紅外測(cè)溫儀，這是一種集測(cè)溫和顯示輸出為一體的小型、輕便、由人攜帶進(jìn)行測(cè)溫的儀器，在顯示面板上可顯示溫度和輸出各種溫度信息，有的還可通過遙控或通過計(jì)算機(jī)軟件程序操作。
注意：紅外輻射測(cè)溫儀必須經(jīng)過標(biāo)定才能使它正確地顯示出被測(cè)目標(biāo)的溫度。如果所用的測(cè)溫儀在使用中出現(xiàn)測(cè)溫超差，則需退回廠家或維修中心重新標(biāo)定。
