紅外熱像儀操作簡單,并與測控系統(tǒng)一起連用,在連接電腦上面實現(xiàn)可視化的圖像生成,已經(jīng)被應(yīng)用在產(chǎn)品質(zhì)量控制和監(jiān)測、設(shè)備在線故障診斷、安全保護以及節(jié)約能源等多個領(lǐng)域。近二十年來,隨著紅外測量技術(shù)的發(fā)展,利用紅外測量原理的紅外熱像儀在技術(shù)上也得到了迅速發(fā)展,具體表現(xiàn)雜性能在不斷提高,適用范圍也在不斷擴大。近年來,紅外熱像儀*逐年增長。比起接觸式測溫方法,紅外熱像儀有著響應(yīng)時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點。
步驟/方法
確定測溫范圍
測溫范圍是紅外熱像儀zui重要的一個性能指標。每種型號的紅外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(yīng)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紅外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,紅外熱像儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。 確定光學(xué)分辨率(距離系靈敏)
光學(xué)分辨率由D與S之比確定,是紅外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(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的紅外熱像儀。光學(xué)分辨率越高,即增大D:S比值,紅外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紅外熱像儀的光譜響應(yīng)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*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,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0.4mm選用8-14μm波長;又如測火焰中的CO2用窄帶4.24-4.3μm波長,測火焰中的CO用窄帶4.64μm波長,測量火焰中的NO2用4.47μm波長。
確定響應(yīng)時間
響應(yīng)時間表示紅外熱像儀對被測溫度變化的反應(yīng)速度,定義為到達zui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(guān)?,F(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(yīng)紅外熱像儀,否則達不到足夠的信號響應(yīng),會降低測量精度。然而,并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)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(yīng)時間就可以放寬要求了。因此,紅外熱像儀響應(yīng)時間的選擇要和被測目標的情況相適應(yīng)。
環(huán)境條件考慮
紅外熱像儀所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響,應(yīng)加以考慮并適當(dāng)解決,否則會影響測溫精度甚至引起紅外熱像儀的損壞。當(dāng)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)境影響并保護紅外熱像儀,實現(xiàn)準確測溫。在確定附件時,應(yīng)盡可能要求標準化服務(wù),以降低安裝成本。在密封的或危險的材料應(yīng)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(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。如操作員需要通過窗口目標,應(yīng)采用既透紅外輻射又透過可見光的光學(xué)材料,如應(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。
紅外線熱像儀的探測器分辨率
紅外線熱像儀的探測器分辨率現(xiàn)在主流的是160*120(19.2萬像素),主流款的基本上都是這個像素。另外還有更低分辨率如60*60(3.6萬像素),80*60(4.8萬像素),100*100(10萬像素)。還有384X288(110萬像素)以及640x480(300萬像素)。
對于手持型紅外線熱像儀,160*120是zui黃金的分辨率,具有非常好的性價比。比如銷量*的RNO PC160的分辨率就是160*120.低于這個分辨率的紅外熱像儀,由于分辨率過低,在很多場合就無法使用了。超過100萬像素的紅外線熱像儀售價又大幅上升,除非你對分辨率要求很高??梢赃x擇超過100萬像素的紅外線熱像儀。
紅外線熱像儀的鏡頭焦距
一般的紅外線熱像儀的鏡頭都可以更換。但是廠家標配一般都是一個鏡頭?;旧纤械膹S家都標配一個20MM左右的鏡頭。這種焦距的鏡頭,基本上兼顧了視野大小和放大比例兩個方面的指標。一般客戶使用標準鏡頭就可以了。
可以選配的是比如115MM的長焦鏡頭,或者10-15MM的廣角鏡頭。長焦鏡頭會提高遠距離的辨識率,但是會大大縮小視野。相反短焦鏡頭,大大提高視野范圍,但是會降低辨識率。