GB T 19870-2005 工业检测型红外热像仪.pdf

1、ICS 17.200.20 N 11 SB 中华人民共和国国家标准GB/T 19870-2005 工业检测型红外热像仪Industrial inspecting thermal imagers 2005-09-09发布中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会2006-04-01实施GB/T 19870-2005 目次ququA丛ZEdzdphdphupbooQUOdQdQdYEi 数参uuuuu差uuu验件u本uuuuuu误试文基u的求性用义与类数u求求器要备查应查验验引定类分参u要要法仪室设检适检则检检性和分品本能能方备验验能境能规厂式围范语品产基求性功验设实实性环功验

2、出型7范规术产要试检士E，-9，14qL1iqLqdA古FDP01iqu前1234AhAh5116666666777前言本标准是首次制定。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会第一分技术委员会归口。本标准由广州讽特电力红外技术有限公司负责起草。GB/T 19870一2005本标准参加起草单位:中国计量科学研究院、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、上海工业自动化仪表研究所、西安应用光学研究所、中国电子科技集团公司第十一研究所、云南北方光学电子集团有限公司、广东省电力试验研究所、北京科技大学。本标准主要起草人:段宇宁、欧阳劲松、吴一冈、范铠、冯卓祥、原遵东

3、、彭焕良、金荣、杨楚明、李小刚。GB/T 19870-2005 工业检测型红外热像仪1 范围本标准规定了工业检测型红外热像仪产品分类与基本参数、性能要求、功能要求及试验方法等。本标准适用于工业检测型红外热像仪的设计定型、生产与检验。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 2423. 1-2001 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温(idtI

4、EC 60068-2-1: 1990) GB/T 2423.2-2001 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验肌高温(idtIEC 60068一2-2:1974) GB/T 2423.3二1993电工电子产品基本环境试验规程试验Ca:恒定温热试验方法(eqvIEC 600682-3:1984) GB/T 2423. 5 1995 电工电子产品环境试验第二部分:试验方法试验Ea和导则:冲击(idt IEC 60068-2-27: 1987) GB/T 2423. 10-1995 电工电子产品环境试验第二部分:试验方法试验Fc和导则:振动(正5主)(idt IEC 60068-2-6 :1

5、982) GB 4208-1993 外壳防护等级CIP代码)(eqvIEC 60529 ;1 989) GB 4943-2001 信息技术设备的安全(idtIEC 60950:1999) GB/T 13962-1992 光学仪器术语(neqISO/TC172/SC5 N79) GB/T 18268一2000测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求(idtIEC 61326-1 :1 997 , 及其Amd.1:1998)3 术语和定义GB/T 13962-1992确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1 工业检测型红外热像仪industrial inspecting thermal im

6、ager 适于工业领域使用的，通过红外光学系统、红外探测器及电子处理系统，将物体表面红外辐射转换成可见图像的设备。它具有测温功能，具备定量绘出物体表面、温度分布的特点，将灰度阁像进行伪影色编码。简称热像仪。3.2 视频信号的信噪比(S/N)video signal to noise ratio 热像仪正常工作时，信号电压的峰一峰值和噪声电压均方根值之比。3.3 噪声等效温差(NETD)noise equivalent temperature difference 热像仪观察一个低空间频率的圆形或方形靶标时，当其视频信号的信噪比(S/N)为1时，目标与背景之间的等效温差。NETD是评价热像仪探测

7、目标灵敏程度和噪声大小的个客观参数。GB/T 19870-2005 3. 4 空间分辨力spatial resolution 热像仪分辨物体空间几何形状细节的能力。它与所使用的红外探测器像元面积大小、光学系统焦距和像质、信号处理电路带宽等有关。一般也可用探测器像元张角(DAS)或瞬时视场来表示。此参数通常可近似计算得出:空间分辨力=(2水平视场角度C)/ (3600X水平像元数).单位为弧度(rad)。3. 5 3. 6 3. 9 3. 10 3. 12 3. 13 3. 14 红外像元数infrared array size 在热像仪视场内可分割的像元数。采用凝视型测温范围measuring

8、 range 热像仪在满足准确度条件下环境温度影晌由于环境温度z视频输出格式video 热像仪将图像输出到外视场field of view 热像仪可观测到的空间范围在水工作波段working wavelength range 热像仪响应红外辐射的波长范围。4 产品分类与基本参数4. 1 产品分类按照热像仪的应用方式分为如下种类:4.1.1 离线型热像仪通常为于持式.要求电池供电，并且在热像仪中具备图像显示、存储和分析功能。测温准确度要求2 较高，能实时地给出被测目标的温度及分布等图像信息。4.1.2 在线型热像仪G/T 19870-2005 可固定安装在被检测目标附近，进行在线测试，将信号传输

9、到主控系统，接受其指令进行功能切换。要求具有外部供电接口，连续稳定工作时间长，并能满足各种复杂的环境要求。4.2 基本参数4.2. 1 空间分辨力可根据被测物体的尺寸和距离选取。对远距离观测可选择o.3 mradO. 7 mrad，对近距离大目标可选择1.3 mrad2. 5 mrado 4.2.2 采样帧速率宜不低于25Hz。4.2.3 视场可根据用户要求加挂或更4.2.4 探测器类型4.2.6 测温范围根据用户的实际5 要求5.1 性能要求5. 1. 1 外观主机及其各种b) 离线型:不小于2h。5. 1. 6 环境温度影响当热像仪所处的环境温度在其工作环境温度范围内变化时，测量值变化应不

10、大于20C或200C时测量值的绝对值乘以2%CC)(两者取大值)。5. 1. 7 测温一致性测温一致性的值应不超过:J:20C或视场中心区域测量值乘以:J:2%CC)(取绝对值大者)。5.1.8 电磁兼窑性a) 抗扰度:对于离线型热像仪，应符合GB/T18268-2000中表Cl的要求;对于在线型热像仪，GB/T 19870-2005 应符合GB/T18268-2000中表A1的要求。b) 发射限值t可根据具体使用环境，采用GB/T18268-2000中表3或者表4的规定。5. 1. 9 外壳防护在线型应符合GB4208-1993外壳防护等级中IP54的要求。5. 1. 10 低压电气安全在线

11、型热像仪(外接电源除外)和离线型热像仪均应符合GB4943-2001中2.2SELV(安全超低电压)电路的要求。5. 1. 11 环境适应性要求5. 1. 11. 1 湿热环境温度:40.C，相对湿度:85%，通电工作。5.1.1 1. 2 高温环境温度:50.C，通电工作。5.1.1 1. 3 低温环境温度:一10.C，通电工作。5. 1. 11. 4 冲击冲击量值300m/s2，脉冲持续时间11ms，半正弦.v=2.1m/s。不通电。5. 1. 11.5 振动正弦:10Hz55 Hz,.,_, 10 Hz，位移幅值0.15mm，不通电。5.2 功能要求5.2.1 内嵌功能5.2.1. 1

12、必备功能a) 操作方式:具备中文操作界面，用按键控制;b) 显示模式:在红外方式下，具有白热、黑热、伪彩色(多种伪影色调色板可选)三种显示模式，可以手动/自动调节色标;c) 图像冻结功能;d) 图像存储功能;e) 单点或多点温度显示功能;f) 操作提示功能:具备中文的操作菜单或提示功能;g) 修正功能:输入目标距离、目标发射率、环境温度、相对湿度后，自动计算修正大气透过率和目标表面发射率对测量结果的影响。5.2. 1. 2 可选功能a) 语音记录和回放功能;b) 区域分析功能;c) 直线分析功能;d) 等温分析功能;e) 温度报警功能;f) 温差显示功能;g) 多画面处理功能;h) 可见光图像

13、显示;i) 激光指示功能。5.2.2 外置功能5.2.2.1 必备功能a) 界面显示:中文界面。4 GBjT 19870-2005 b) 显示功能:真实还原所拍摄的热图。c) 报告向导或模板功能:可提示用户操作或使用模板帮助用户创建分析报告。d) 分析功能:提供分析点、直线和区域的温度分析功能。e) 报告存储与打开功能:可存储用户生成的报告，并可打开。f) 报告生成功能:生成可打印的分析检测报告。5.2.2.2 可选功能a) 丈档转换功能:可将报告转换为可编辑的文档。b) 多边形分析功能:可分析热图上不规则多边形面积内的最高、最低和平均温度。c) 用户自定义调色板:可使用用户自定义的调色板伪彩

14、显示热图。d) 趋势分析功能:可进行某点温度的变化趋势分析。e) 语音回放功能:可回放热图中存储的语音记录。5.2.3 视频显示功能视频输出格式为标准CCIRPAL/D复合视频。6 试验方法6. 1 设备仪器的误差进行试验以及测试的仪器设备的允许误差或准确度应不大于被控参数允许误差的1/3(高温黑体除外)，并且要按国家有关计量法规进行选择和周期检定。6.2 实验室要求实验室室内照明应使图像质量不得受到明显的影响。实验室温度230C士50C，相对湿度40%80%，达到清洁要求。6.3 实验设备6.3.1 NETD测试设备a) 标准温差黑体z温度准确度:1: 0. 030C; 发射率t大于0.95

15、; 温度均匀性:士O.OlOC;温差源发射面积z满足试验要求;最大可用孔径面积:满足试验要求。b) 光学平台。c) 准直光管:焦距至少大于被测热像仪焦距3倍、通光口径大于热像仪接收口径的准直镜，产生平行光束来模拟无穷远处的红外辐射。d) 靶标切换系统。e) 高分辨率监视器。f) 计算机及信号采集处理系统。6.3.2 精密黑体a) 精密低温面黑体温度范围:-250C+100oC(lOO mmXI00 mm面阵)温度均匀性:士0.050C准确度:土0.030C发射率:0.97士0.02稳定度:士0.050Cb) 腔式低温精密黑体5 GBjT 19870-2005 温度范围:-250C十1000C准

16、确度:1: 0. 20C 发射率:0.99士0.01稳定度:1: 0. 050C c) 腔式中温精密黑体温度范围:500C 1 0500C 准确度:土0.60C或:1:0.2%(取绝对值大者)发射率:0.99士0.01稳定度:土O.lOCd) 腔式高温精密黑体6.3.3 温度范围:-4o0c-: 湿度范围:10%控制精度:I:10C6. 3. 4 冲击振动台正弦振动频率1压，按公式(1)计算:式中:).T一设定温差，单位为开(s-一信号电平;N-一均方根噪声电平。6.4.3 准确度把黑体置于规定的工作距离，使热像仪能清晰成像，准确测温。黑体温度设置为热像仪测温范围每一量程的最高、最低和中点。读

17、出热像仪测得的数据。当t21000C时，按公式(2)计算:。t2- tj ( 2 ) 当t21000C时，按公式(3)计算:。#二，=牛一x 100 % ( 3 ) 6 G/T 19870-2005 式中:。一一准确度;t1 已知标准黑体瘟度，单位为摄氏度CC);h 热像仪测温读数，单位为摄氏度CC)。6.4.4 特征测温范围热像仪在使用同一光学镜头、不改变光栏、不增加滤光片的前提下，设定两台精密黑体辐射温度分别到OOC与1000C，将待检热像仪放置在距黑体2m或最近成像焦距处的平台上，其轴线基本垂直于黑体端面，使两个黑体同时处于同一视场，观察热像仪的成像放果同时进行温度测量，且测出的温度值满

18、足准确度的要求。6.4.5 连续稳定工作时间把黑体设置为500C，置于规定的开启热像仪，15min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 图17 G/T 19870一2005当t5100.C时，按公式(6)计算:当t5二三100C时，按公式(7)计算:式中:n一一第19区域;一一一测温一致性;tn一一各区域的测温读数;t5一一第5区域测温读数。试验结果应符合5.1.7的要求。6.4.8 电磁兼害性n = t5 - tn ( 6 ) n=写主x100% . 川a) 抗扰度:按GB/T18268-2000中6.2进行。试验结果参考GB/T18268-2000中第8章，应符合GB/T18268-200

19、0中表2连续监控运行判据规定。b) 发射:按GB/T18268一2000中7.2进行，试验结果参考GB/T18268-2000中第8章。6.4.9 外壳防护按照GB4208-1993中关于IP54要求的12.4和13.2.4的方法进行试验。6.4. 10 低压电气安全按照GB4943-2001中2.2SELV电路中规定的方法要求进行。6.5 环境适应性试验6.5. 1 工作环境要求a) 工作环境温度:-10.C+50.Cb) 工作环境湿度:85%RH(40.C时)6.5.2 基本功能检查需进行如下项目的功能检查za) 调整焦距;b) 调节亮度和对比度;c) 测温;d) 存储图像。如工作正常判定

20、为合格。6.5.3 温热工作试验按GB/T2423.3-1993试验Ca进行，温度:40.C，温度:85%，试验时间:2h，在1.5h，2h时分别检验6.5.2所列项目。6.5.4 高温工作试验按GB/T2423. 2-2001试验Bb进行，温度:50.C，试验时间:2h。在1.5h，2h时分别检验6.5.2所列项目。6.5.5 低温工作试验按GB/T2423. 1一2001试验Ab进行，温度:一10.C，试验时间:2h。在1.5h，2h时分别检验6.5.2所列项目。6.5.6 冲击试验按GB/T2423. 5-1995试验Ea进行。冲击量值300m/豆，脉冲持续时间11ms，半正弦b.v=2

21、.1 m/s，沿X、Y、Z(即热像仪三个互相垂直的)方向各进行三次冲击试验，见图2。试验后，检验6.5.2所列项目。G/T 19870-2005 6.5.7 振动试验按GB/T2423. 10试验Fc进行。正弦:10 Hz55 Hz10 Hz.位移振幅0.15mm;扫描时间210 min;扫描循环数:2次。试验方向:Z方向(见图2)。试验后，检验6.5.2所列项目。Z 圄26.6 功能检查6.6.1 操作功能检查按照5.2功能要求中的叙述，对样品进行操作和使用，要求中所述的功能应能正常使用。a) 通过按键调用中文操作界面;b) 通过菜单或其他方式改变显示模式和调节色标;c) 通过菜单或其他方式

22、冻结图像;d) 通过菜单或其他方式存储图像到相应的存储器上;e) 通过菜单或其他方式调用单个或多个温度测量点，并显示测量温度;f) 通过按键或其他方式调用中文菜单或者中文提示;g) 通过菜单或其他方式设置目标距离、目标发射率、环境温度、相对湿度，应可在温度测量结果中体现大气透过率和发射率的修正效果。6.6.2 内置可选功能及外置功能检查内置可选功能及外置功能，应按照使用说明书进行相应检查。6.6.3 视频输出格式将热像仪的输出视频信号连接到外部监视器上，将监视器的显示模式选为PAL制式。此时图像应能正常、完整地显示。7 检验规则热像仪的检验分为出厂检验、型式检验。7. 1 出厂检验由生产商对生

23、产的每一台产品进行，检验项目见表1。7.2 型式检验型式检验在新产品定型时进行。在生产过程中，如果发生材料、工艺或产品结构的重大改进和改9 G/T 19870-2005 变，且此改变有可能影响产品的性能时，亦应进行型式检验，但允许只进行同这些改变相关的试验项目。型式检验的样品应为出厂检验合格的产品，检验项目见表1。同时提供出厂检验报告。表1检验项目序号检验项目名称出厂检验、/2 外观噪声等效温差准确度、/型式检验J J J 要求章条试验方法章条5. 1. 1 6.4. 1 5. 1. 2 6.4.2 5. 1. 3 6.4.3 5. 1. 4 6.4.4 5. 1. 5 6.4. 5 6.4.

24、6 6.4. 7 6.4.8 6.4.9 6. 4. 10 6. 5 6. 6 3 9 回叮-41-nHH-围一作一响一卡d-王一-LLLL温一定一度一致测一稳温一一征一续一境一温特一连一环一测A传-严气-co-哼t8 10 适一检境一能环一功-i-9年唱EE-唱EA10 mCON-ohFH阁。华人民共国家标准工业检测型红外热像仪GB/T 19870 - 2005 国和中争导中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045 网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销9峰印张l字数22千字2006年1月第一次印刷开本880X1230 1/16 2006年1月第一版* 定价12.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号:155066 1-27033 GB/T 19870-2005