紅外熱像儀技術在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測、設備在線故障診斷、安全保護以及節(jié)約能源等方面發(fā)揮了正在發(fā)揮著重要作用。近二十年來,非接觸紅外熱像儀在技術上得到迅速發(fā)展,性能不斷提高,適用范圍也不斷擴大,紅外熱像儀市場占有率逐年增長。比起接觸式測溫方法,紅外熱成像儀有著響應時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點。
選擇紅外熱像儀可分為三個方面:
1環(huán)境和工作條件方面,如環(huán)境溫度、窗口、顯示和輸出、保護附件等;
2.性能指標方面:如溫度范圍、光斑尺寸、工作波長、測量精度、響應時間等;
3.其他選擇方面,如使用方便、維修和校準性能以及價格等,也對測溫儀的選擇產(chǎn)生一定的影響。
隨著技術和不斷發(fā)展,紅外熱像儀較佳設計和新進展為用戶提供了各種功能和多用途的儀器,擴大了選擇余地。
確定測溫范圍:
測溫范圍是熱像儀較為重要的一個性能指標。每種型號的熱像儀都有自己特定的測溫范圍。因此,用戶的被測溫度范圍一定要考慮準確、周全,既不要過窄,也不要過寬。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,用戶只需要購買在自己測量溫度內(nèi)的紅外熱像儀。
確定目標尺寸:
紅外熱像儀根據(jù)原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀(輻射比色測溫儀)。對于單色測溫儀,在進行測溫時,被測目標面積應充滿熱像儀視場。建議被測目標尺寸超過視場大小的50%為好。如果目標尺寸小于視場,背景輻射能量就會進入熱像儀的視聲符支干擾測溫讀數(shù),造成誤差。相反,如果目標大于熱像儀的視場,熱像儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。
確定光學分辨率(距離系靈敏):
光學分辨率由D與S之比確定,是熱像儀到目標之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠離目標之處,而又要測量小的目標,就應選擇高光學分辨率的熱像儀。光學分辨率越高,即增大D:S比值,熱像儀的成本也越高。確定波長范圍:目標材料的發(fā)射率和表面特性決定熱像儀的光譜響應或波長。對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),測量金屬材料的較佳波長是近紅外,可選用0.18-1.0μm波長。其他溫區(qū)可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長。由于有些材料在一定波長是透明的,紅外能量會穿透這些材料,對這種材料應選擇特殊的波長。如測量玻璃內(nèi)部溫度選用1.0μm、2.2μm和3.9μm(被測玻璃要很厚,否則會透過)波長;測量玻璃內(nèi)部溫度選用5.0μm波長;測低區(qū)區(qū)選用8-14μm波長為宜;再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長,聚酯類選用4.3μm或7.9μm波長。厚度超過
確定響應時間:
響應時間表示紅外熱像儀對被測溫度變化的反應速度,定義為到達最后讀數(shù)的95%能量所需要時間,它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關。現(xiàn)在的紅外熱像儀的反映速度都很快。這要比接觸式測溫方法快得多。如果目標的運動速度很快或測量快速加熱的目標時,要選用快速響應紅外熱像儀,否則達不到足夠的信號響應,會降低測量精度。然而,并不是所有應用都要求快速響應的紅外熱像儀。對于靜止的或目標熱過程存在熱慣性時,紅外熱像儀的響應時間就可以放寬要求了。因此,紅外熱像儀響應時間的選擇要和被測目標的情況相適應。
環(huán)境條件考慮:
熱像儀所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響,應加以考慮并適當解決,否則會影響測溫精度甚至引起熱像儀的損壞。當環(huán)境溫度過高、存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下,可選用廠商提供的保護套、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)境影響并保護熱像儀,實現(xiàn)準確測溫。在確定附件時,應盡可能要求標準化服務,以降低安裝成本。在密封的或危險的材料應用中(如容器或真空箱),熱像儀通過窗口進行觀測。材料必須有足夠的強度并能通過所用測溫儀的工作波長范圍。還要確定操作工是否也需要通過窗口進行觀察,因此要選擇合適的安裝位置和窗口材料,避免相互影響。在低溫測量應用中,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。如操作員需要通過窗口目標,應采用既透紅外輻射又透過可見光的光學材料,如應采用既透紅外輻射又透過可見光的光學材料,如ZnSe或BaF2等作為窗口材料。
操作簡單,使用方便:
紅外熱像儀應該是直觀的,操作簡單,易于被操作人員使用,其中便攜式紅外熱像儀是一種集測溫和顯示輸出為一體的小型、輕便、由人攜帶進行測溫的儀器,在顯示面板上可顯示溫度和輸出各種溫度信息,有的可通過遙控或通過計算機軟件程序操作。在環(huán)境條件惡劣復雜的情況下,可以選擇測溫頭和顯示器分開的系統(tǒng),以便于安裝和配置??蛇x擇與現(xiàn)行控制設備相匹配的信號輸出形式。紅外輻射熱像儀的標定:紅外熱像儀必須經(jīng)過標定才能使它正確地顯示出被測目標的溫度。如果所用的測溫儀在使用中出現(xiàn)測溫超差,則需退回廠家或維修中心重新標定。
紅外熱像儀
紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖,這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。
簡介
紅外熱像儀比較早是因為軍事目的而得以開發(fā),近年來迅速向民用工業(yè)領域擴展。自二十世紀70年代,歐美一些發(fā)達國家先后開始使用紅外熱像儀在各個領域進行探索。紅外熱像儀也經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)發(fā)展成非常輕便的現(xiàn)場測試設備。由于測試往往產(chǎn)生的溫度場差異不大和現(xiàn)場環(huán)境復雜等因素,好的熱像儀必須具備320*240像素、分辨率小于
應用
下面對紅外熱像儀的具體應用情況向您作一個簡單介紹:
怎樣選擇合適的紅外熱像儀
1.什么樣的像素滿足您的要求?
320*240=76,800?
在
160*120=19,200?
在
TH7700紅外熱像儀 低端低分辨率紅外熱像儀
320*240=76800個像素 160*120=19,200個像素
2、是否需要定量檢測
紅外熱像儀有兩種用途:
1、熱成像
2、測溫
評價紅外測溫能力叫做MFOV,主要有2種:一種是MFOV 為1,另外一種MFOV為3*3。
MFOV為1時,目標完全覆蓋了熱像儀的像素,像素接受的輻射只來自目標,因此能準確測量目標溫度。而MFOV為9時,像素接收的輻射不只來自目標,而且吸收目標旁邊的和背后的輻射,就不能測得這么小目標的準確溫度。
然而這只是測量的極限,根據(jù)當前的大部分FPA探測器技術,目標在探測器上最少要有 3 x 3 個像素才能確保準確測量,這要求檢測時盡量靠近目標或選用望遠鏡頭. 如果目標成像小于3x3個像素,則熱像儀顯示的溫度讀數(shù)是目標的溫度值與也成像在這3x3個像素的目標周圍物體(環(huán)境)溫度的平均值。
3、高空間分辨率的優(yōu)勢
高空間分辨率能夠得出準確的溫度,低空間分辨率讀出的溫度只是發(fā)熱點周圍的平均溫度。在定量化檢測時候,溫度的正確與否非常重要!
4、穩(wěn)定性重復性對你是否重要
決定紅外熱像儀的因素主要有3個方面:
探測器、光學器件、電氣原器件,軍事級探測器的主要優(yōu)勢在哪里
a、主要有兩種探測器。氧化釩晶體和多晶硅。氧化釩晶體探測器的主要優(yōu)勢:
b、此探測器主要的優(yōu)勢是測溫視域MFOV(Measurement Field of View)為1,溫度測量是精確到1個像素點。Amorphous Silicon(多晶體硅)傳感器, MFOV為9,即每點的溫度是基于3×3=9個像素點平均而獲得。
c、溫度穩(wěn)定性好。
d、使用壽命長
e、適合于遠距離測試
5、是否在意報告處理的煩瑣?
如果紅外圖像和可見光圖像組合顯示就減少了大量工作,同時報告自動生成也會大大減少操作時間。
6、是否需要延長曝光時間?延長曝光時間——專業(yè)照相的必然選擇
∑2、∑4、∑8、 ∑16等功能,特別在檢測北立面或者陽光照不到的地方很有優(yōu)勢。使用了∑功能,增加了曝光時間,圖像更清晰,更容易發(fā)現(xiàn)缺陷部位。
7、是否需要強大的售后技術支持
a、是否需要現(xiàn)場測試指導培訓
b、專業(yè)的培訓:
LEVEL1,
LEVEL2,
LEVEL3認證課程培訓。
使用
正確使用紅外熱像儀的方法和技巧
1)調(diào)整焦距
2)選擇正確的測溫范圍
3)了解最大測量距離
4)僅僅要求生成清晰紅外熱圖像,還是同時要求精確測溫
5)工作背景單一
6)保證測量過程中儀器平穩(wěn)
紅外熱成像儀已廣泛應用于安全防范系統(tǒng)中,并成為安全監(jiān)控系統(tǒng)中的明星。
由于具有隱蔽探測功能,不需要可見光,可以使犯罪份子不知其工作地點和存在,進而產(chǎn)生錯誤判斷,導致犯罪行為被發(fā)現(xiàn)。
在某些重要單位,例如:重要的行政中心、銀行金庫、機要室、檔案室、軍事要地、監(jiān)獄等,用紅外熱成像儀24小時監(jiān)控;
并隨時對背景資料進行分析,一旦發(fā)現(xiàn)變化,可以及時發(fā)出警報;
并可以通過智能設備的處理,對有關情況進行自動處理,并隨時將情況上報,取得進一步的處理意見。
1.各種電氣裝置:
可發(fā)現(xiàn)接頭松動或接觸不佳,不平衡負荷,過載,過熱等隱患。
這些隱患可能造成的潛在影響是產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。
2.變壓器:
可以發(fā)現(xiàn)的隱患有接頭松動,套管過熱,接觸不佳(抽頭變換器),過載,三相負載不平衡,冷卻管堵塞不暢。
其影響為產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。
3.電動機、發(fā)電機:
可以發(fā)現(xiàn)的隱患是軸承溫度過高,不平衡負載,繞組短路或開路,碳刷、滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)熱,過載過熱,冷卻管路堵塞。
其影響為有問題的軸承可以引起鐵芯或繞組線圈的損壞;
有毛病的碳刷可以損壞滑環(huán)和集流環(huán),進而損壞繞組線圈。還可能引起驅(qū)動目標的損壞。
4.電氣設備維修檢查,屋頂查漏,節(jié)能檢測,環(huán)保檢查,安全防盜,森林防火,無損探傷,質(zhì)量控制,醫(yī)療檢查等等也很有效益。
在科研領域主要應用包括:
汽車研究發(fā)展-射出成型、模溫控制、剎車盤、引擎活塞、電子電路設計、烤漆;
電機、電子業(yè)-印制電路板熱分布設計、產(chǎn)品可靠性測試、電子零組件溫度測試、筆記本電腦散熱測試、微小零組件測試;
引擎燃燒試驗風洞實驗;目標物特征分析;復合材料檢測;建筑物隔熱、受潮檢測;熱傳導研究;
動植物生態(tài)研究;模具鑄造溫度測量;金屬熔焊研究;地表/海洋熱分布研究等。
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