紅外熱像儀在光伏太陽(yáng)能電池檢測(cè)中的應(yīng)用
紅外熱像儀的原理:
從物理學(xué)原理分析,人體就是一個(gè)自然的生物紅外輻射源,能夠不斷向周圍發(fā)射和吸收紅外輻射。正常人體的溫度分布具有一定的穩(wěn)定性和特征性,機(jī)體各部位溫度不同,形成了不同的熱場(chǎng)。當(dāng)人體某處發(fā)生**或功能改變時(shí),該處血流量會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化,導(dǎo)致人體局部溫度改變,表現(xiàn)為溫度偏高或偏低。根據(jù)這一原理,通過(guò)熱成像系統(tǒng)采集人體紅外輻射,并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),形成偽色彩熱圖,利用專用分析軟件,經(jīng)專業(yè)醫(yī)師對(duì)熱圖分析,判斷出人體病灶的部位、**的性質(zhì)和病變的程度,為臨床診斷提供可靠依據(jù)。濕度傳感器探頭, ,不銹鋼電熱管 PT100傳感器, ,鑄鋁加熱器,加熱圈 流體電磁閥
紅外熱像儀的特點(diǎn):
我們周圍的物體只有當(dāng)它們的溫度高達(dá)1000℃以上時(shí),才能夠發(fā)出可見光。相比之下,所有溫度在**零度(-273℃)以上的物體,都會(huì)不停地發(fā)出熱紅外線。例如,可以計(jì)算出一個(gè)正常的人所發(fā)出的熱紅外線能量,大約為100瓦。所以,熱紅外線(或稱熱輻射)是自然界中存在*為廣泛的輻射。熱輻射除存在的普遍性之外,還有另外兩個(gè)重要的特性。
1、大氣、煙云等吸收可見光和近紅外線,但是對(duì)3~5微米和8~14微米的熱紅外線卻是透明的。因此,這兩個(gè)波段被稱為熱紅外線的“大氣窗口”。利用這兩個(gè)窗口,可以使人們?cè)谕耆珶o(wú)光的夜晚,或是在煙云密布的現(xiàn)場(chǎng),清晰地觀察到前方的情況。正是由于這個(gè)特點(diǎn),紅外成像技術(shù)為**上提供了先進(jìn)的夜視裝備并為飛機(jī)、艦艇和坦克裝上了全天候前視系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮了非常重要的作用。
2、物體的熱輻射能量的大小,直接和物體表面的溫度相關(guān)。熱輻射的這個(gè)特點(diǎn)使人們可以利用它來(lái)對(duì)物體進(jìn)行無(wú)接觸溫度測(cè)量和熱狀態(tài)分析,從而為工業(yè)生產(chǎn),節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境等等方面提供了一個(gè)重要的檢測(cè)手段和診斷工具。
紅外熱像儀在光伏太陽(yáng)能電池檢測(cè)中的應(yīng)用:
太陽(yáng)能熱斑會(huì)嚴(yán)重的破壞太陽(yáng)電池組件或系統(tǒng),需要對(duì)太陽(yáng)電池組件進(jìn)行熱斑檢測(cè),使相對(duì)發(fā)熱均勻的電池片進(jìn)行組合或維護(hù),以避免組件所產(chǎn)生的能量被熱斑的組件所消耗,同時(shí)避免由于熱斑可能給太陽(yáng)能組件或系統(tǒng)的壽命帶來(lái)的威脅。但是使用紅外熱像儀可以簡(jiǎn)便快捷檢測(cè)出組件熱斑。
什么是太陽(yáng)組件熱斑?
如果太陽(yáng)電池組件由于在制造和實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,出現(xiàn)隱裂、碎片、焊接**等;或在應(yīng)用過(guò)程中,被其它物體(如鳥糞、樹蔭等)長(zhǎng)時(shí)間遮擋時(shí),被遮擋的太陽(yáng)能電池組件此時(shí)將會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱,這就是“熱斑效應(yīng)”。這種效應(yīng)對(duì)太陽(yáng)能電池會(huì)造成很嚴(yán)重地破壞作用;有光照的電池所產(chǎn)生的部分能量或所有的能量,都可能被“熱斑”的電池所消耗。
熱像儀熱斑檢測(cè)
用熱像儀來(lái)檢測(cè)太陽(yáng)能電池組件上各電池片的發(fā)熱狀況。在正常情況下,各電池片的溫度分布均勻;如果存在組
件矩陣中有個(gè)別電池片溫度出現(xiàn)異常過(guò)高,就說(shuō)明此電池片可能有問(wèn)題,已經(jīng)由正常光能轉(zhuǎn)電能的工作狀態(tài),變?yōu)殡姵亟M件的負(fù)載消耗電能發(fā)熱,影響整個(gè)電池組件的轉(zhuǎn)化功率,此時(shí)需要更換溫度過(guò)高的電池片。
紅外熱像儀和數(shù)據(jù)采集器、紅外點(diǎn)溫儀相比較,有自身的優(yōu)點(diǎn):
1、通過(guò)紅外線熱像儀檢測(cè)目標(biāo)電路時(shí),不需要斷電,操作方便,同時(shí)非接觸測(cè)量使原有的溫度場(chǎng)不受干擾;
2、圖像直觀、快捷,方便檢測(cè)者在同時(shí)間和相同的環(huán)境下得到同一塊組件上不同電池塊的溫度,容易找出熱斑;
3、反應(yīng)速度較快,小于1毫秒;
4、用戶除了可以拍攝紅外圖像外,還可以同時(shí)捕獲一幅可見光照片,并將其融合在一起,有助于**時(shí)間識(shí)別和定位故障,如下圖可疑故障點(diǎn)。
5、在IEC61215(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型)標(biāo)準(zhǔn)中第10.9章“熱斑耐久試驗(yàn)”中推薦使用紅外熱像儀。
拍攝時(shí)可能會(huì)遇到哪些問(wèn)題?
在拍攝電池組件可能會(huì)遇到的問(wèn)題有:
1、強(qiáng)烈的太陽(yáng)光或非常強(qiáng)的輔助光源;
2、拍攝時(shí)應(yīng)該將組件在正常的太陽(yáng)光或輔助光源下工作,或?qū)⒔M件在上述光源的照射下短路,否則熱斑不會(huì)出現(xiàn)。
如何才能拍攝上等電路紅外熱像?
熱像進(jìn)行拍攝時(shí),若要得到一幅清晰的紅外熱圖,我們建議:
1、盡量選擇熱靈敏度較高的熱像儀;
2、應(yīng)使熱像儀紅外鏡頭面軸線與所要拍攝的目標(biāo)垂直;
3、拍攝焦距應(yīng)盡量對(duì)準(zhǔn);
4、先使用自動(dòng)模式測(cè)量的溫度范圍;然后手動(dòng)設(shè)置水平及跨度,將溫度范圍設(shè)置在*小,并包含有先前測(cè)量的溫度范圍;
5、避免太陽(yáng)或輔助光源的反射。