在工业自动化快速发展的背景下，机器视觉检测技术已成为保障生产质量与效率的关键手段。其中，红外热成像技术凭借非接触式测温、全天候工作及穿透性检测等优势，在工业自动化机器视觉检测领域具有不可替代的作用。目前，该技术已广泛应用于3C电子、包装、安防等10余个细分领域。本文将系统阐述红外热成像技术的基本原理、技术优势及其在工业自动化检测中的具体应用场景。

红外热成像技术的基本原理

红外热成像技术基于物体的热辐射特性实现检测。任何温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体都会向外辐射红外线，且辐射能量的大小与物体温度呈正相关。红外热成像系统通过红外光学镜头收集物体辐射的红外线，经红外探测器将红外辐射信号转换为电信号，再通过信号处理电路和图像算法将电信号转化为可视的热图像。热图像中不同颜色代表物体表面的温度差异，通常以暖色（如红、黄）表示高温区域，冷色（如蓝、绿）表示低温区域，从而实现对物体表面温度分布的可视化检测与分析。

红外热成像技术在工业检测中具有显著技术优势。非接触式检测使其可在危险环境下作业，既能避免损伤被测物体，又保障检测人员安全；全域温度可视化特性，相比单点测温仪，能一次性获取物体表面全域温度分布图像，便于快速定位异常；不受光照条件限制，克服了传统可见光视觉检测的局限，可在复杂环境稳定工作；早期异常预警能力则能捕捉微小温度差异，为设备预防性维护和产品质量控制提供数据支持。

红外热成像技术在工业自动化机器视觉检测中的具体应用

（1）工业设备故障诊断与预测性维护

在工业设备运行过程中，电机、轴承、齿轮箱、配电柜等关键部件的异常发热是故障的重要前兆。红外热成像技术可通过机器视觉系统实时监测这些部件的温度变化：

l 对于电机，可检测绕组过热、轴承磨损导致的温度升高，及时发现绝缘老化、转子故障等问题；

l 在配电柜检测中，能快速识别接头松动、短路等引起的局部高温点，预防电气火灾等安全事故；

l 对旋转机械如齿轮箱，通过分析温度分布差异可判断齿轮啮合不良、润滑不足等故障，实现预测性维护，减少非计划停机时间。

（2）电子产品质量检测

在电子产品生产过程中，红外热成像技术可用于芯片、PCB 板、电池等元器件的质量检测：

l 3C电子产品点胶‌应用于手机摄像头模组、屏幕贴合等等场景，可以检测喷胶过少、喷胶过多、假性粘连等点胶缺陷；

l 芯片封装检测中，通过监测芯片工作时的温度分布，判断芯片内部电路是否存在短路、虚焊等缺陷，避免因电路异常导致的产品失效；

l PCB 板检测时，利用红外热成像可识别线路过流、焊点接触不良等引起的局部过热区域，确保电路连接的可靠性；

l 锂电池生产中，通过热成像技术监测电池充放电过程中的温度变化，筛选出存在内部短路、热失控风险的不良电池，保障电池使用安全。

（3）材料缺陷与结构完整性检测

红外热成像技术可通过主动加热或被动检测的方式，识别材料内部的缺陷及结构完整性问题：

l 在复合材料检测中，对材料施加均匀热源后，利用红外热成像捕捉表面温度分布差异，可检测出材料内部的气泡、分层、裂纹等缺陷，这些缺陷会导致热量传导异常，在热图像中呈现明显的温度异常区域；

l 金属板材检测时，通过分析焊接区域的温度分布，判断焊缝是否存在未焊透、夹杂等缺陷，确保焊接质量；

l 建筑材料如管道、容器的检测中，可通过热成像技术发现管道泄漏、保温层破损等问题，保障工业设施的结构完整性。

（4）生产流程监控与工艺优化

在工业生产流程中，红外热成像技术可实时监控生产过程中的温度参数，实现工艺优化与质量控制：

l 在热处理工艺中，通过热成像技术监测工件的温度变化曲线，确保工件在加热、保温、冷却等环节的温度符合工艺要求，保证工件的力学性能；

l 注塑成型过程中，实时监测模具温度分布，调整模具加热或冷却参数，避免因温度不均导致的塑件翘曲、缩痕等缺陷；

l 在食品加工行业，可通过红外热成像检测食品加热、冷藏过程中的温度均匀性，确保食品加工质量和安全。

（5）包装行业视觉检测

在食品、化工、医药等包装检测环节，红外热成像技术凭借对温度差异的高敏感性，在密封性和液位检测中发挥重要作用：

l 铝箔封口检测：比如瓶装的铝箔封口在热封过程中，若存在封口不严密、虚封、漏封等问题，会导致封口区域的热量分布不均匀。红外热成像系统可捕捉封口区域的温度图像，通过分析温度分布的连续性和均匀性，快速识别封口缺陷。例如，完整密封的铝箔区域温度分布均匀，而漏封处会因热量散失呈现低温异常点，从而实现对封口质量的高效检测。

l 红外液位检测：对于瓶装、罐装等密封包装的食品，红外热成像技术可透过包装材料检测内部液位高度。由于液体与空气的热容量和热传导率存在差异，在环境温度变化或轻微加热条件下，液位上下区域会形成明显的温度分界。通过红外热成像捕捉这一温度分界轮廓，可精确判断液位是否符合标准，避免因液位不足或过量导致的包装不合格问题，尤其适用于不透明或深色包装的液位检测场景。

（6）防爆与危险环境监测

在石油、化工、煤矿等存在易燃易爆风险的工业场景中，红外热成像技术可作为安全检测的核心手段：

l 检测管道、储罐的泄漏情况，泄漏的易燃易爆介质会因蒸发或化学反应产生温度变化，通过热成像可快速定位泄漏点；

l 监控生产区域的温度异常，及时发现因设备故障或操作不当引发的高温隐患，预防火灾、爆炸等事故发生；

l 在煤矿井下，利用红外热成像技术检测电缆、电机等设备的温度，避免因设备过热引发瓦斯爆炸等危险。

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