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如何使用紅外熱像儀準(zhǔn)確測(cè)溫

發(fā)布日期:2023-08-31 09:50:29         瀏覽數(shù):   

  一,當(dāng)測(cè)溫不準(zhǔn)時(shí),可首先檢查是否有預(yù)熱:

  所有熱像儀都需要足夠的預(yù)熱時(shí)間才能獲得準(zhǔn)確的溫度測(cè)量結(jié)果,預(yù)熱時(shí)間通常隨型號(hào)和環(huán)境條件變化。大多數(shù)紅外熱像儀一般在3~5分鐘內(nèi)基本就可以完成預(yù)熱。

如何使用紅外熱像儀準(zhǔn)確測(cè)溫(圖1)

  二,當(dāng)測(cè)溫不準(zhǔn)時(shí),可首先檢查是否是不正確的操作引起:

  1.是否對(duì)焦準(zhǔn)確:

  *紅外可見(jiàn)光融合模式中的畫中畫,為準(zhǔn)確調(diào)焦提供了方便的判斷依據(jù)。

  準(zhǔn)確調(diào)焦,紅外與可見(jiàn)光部分完全吻合。

  未準(zhǔn)確調(diào)焦,紅外與可見(jiàn)光部分有錯(cuò)位現(xiàn)象。

  *儀器自動(dòng)對(duì)焦是否正常。

  2.是否正確設(shè)置熱像儀參數(shù):發(fā)射率,背景溫度補(bǔ),透射率。

  三,如何正確設(shè)置熱像儀參數(shù)

  1.發(fā)射率:

  ①發(fā)射率是什么?

  發(fā)射率ε代表不同物體發(fā)射紅外輻射的能力,每種物體的發(fā)射率都是一個(gè)小于1的常數(shù)。

  ②為什么發(fā)射率影響熱像儀準(zhǔn)確測(cè)溫?

  熱像儀被動(dòng)接收物體發(fā)出的不可見(jiàn)紅外輻射,轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)的熱像圖,而接收到的紅外輻射,包括被測(cè)物體本身發(fā)射、反射、以及透射,但只有發(fā)射的輻射才能了解物體的溫度情況。

  非金屬和金屬材料的發(fā)射率有很大差異:大多數(shù)非金屬材料(如塑料、油漆、皮革、紙張等)發(fā)射率較高,相同材質(zhì)、不同顏色的目標(biāo)的發(fā)射率非常接近,誤差通常不超過(guò)測(cè)量精度范圍;部分表面光亮的非金屬材料發(fā)射率較低(如瓷磚、玻璃等)。

  金屬材料的發(fā)射率一般都小于0.5,并受到下列因素的影響:材料、表面光潔度、表面顏色。實(shí)際檢測(cè)中,設(shè)置合適的發(fā)射率,可以使熱像儀將采集的被測(cè)物體紅外輻射換算成準(zhǔn)確的表面溫度,減少或避免誤差。

  ③對(duì)于不同發(fā)射率的物體,在檢測(cè)時(shí)需要注意拍攝角度

  對(duì)于表面粗糙的材料,在滿足目標(biāo)尺寸的情況下,紅外熱像的拍攝角度沒(méi)有限制;對(duì)于表面光滑的非金屬(如:玻璃、瓷磚等)和金屬材料,拍攝角度不宜超過(guò)垂直方向30度,以免光亮表面反射干擾能量。普通金屬表面的拍攝角度可放寬到不超過(guò)垂直方向45度。

  ④如何設(shè)置合適紅外發(fā)射率準(zhǔn)確測(cè)溫?

  直接測(cè)量:對(duì)于表面粗糙,反射較小的這些高發(fā)射率材料進(jìn)行測(cè)溫時(shí)按照發(fā)射率對(duì)照表,選擇對(duì)應(yīng)的發(fā)射率即可。

  間接測(cè)量:被測(cè)發(fā)射率較低,但物體有部分發(fā)射率較高,并且與需要測(cè)量的地方溫度相同。可以設(shè)置為對(duì)應(yīng)發(fā)射率,直接測(cè)量發(fā)射率較高部位。

  特殊測(cè)量:對(duì)于測(cè)量金屬,反光等低發(fā)射率物體,需要一些特殊方法來(lái)實(shí)現(xiàn):

  方法一:

  測(cè)試場(chǎng)景:當(dāng)被測(cè)目標(biāo)相對(duì)比較大,溫度較低(小于80℃),要求測(cè)試后不改變?cè)繕?biāo)表面狀況的場(chǎng)合,例如各種散熱模塊,光潔芯片(較大)表面,金屬表面等。

  解決辦法:絕緣膠帶法:將一塊絕緣膠帶(建議使用3M電氣絕緣膠帶,黑色;發(fā)射率:0.93)緊密貼于被測(cè)物體表面,貼平整,并保持足夠時(shí)間使被測(cè)目標(biāo)表面與膠帶溫度相同。通過(guò)調(diào)整紅外熱像儀發(fā)射率,使被測(cè)材料表面的溫度與貼有絕緣膠帶表面溫度相同或接近,此時(shí)的發(fā)射率即為被測(cè)材料物體正確的發(fā)射率。

  方法二:

  測(cè)試場(chǎng)景:溫度較高的被測(cè)目標(biāo)或者是尺寸較小的被測(cè)目標(biāo),可以接受被測(cè)物體表面狀況被改變的場(chǎng)合(需要注意噴涂后的部分可能無(wú)法擦拭干凈),例如設(shè)備維護(hù)場(chǎng)合下的管道、閥門等靜設(shè)備。

  解決辦法:將漆(丙烯酸樹(shù)脂,黑色;發(fā)射率:0.97)均勻噴涂薄層覆蓋住被測(cè)目標(biāo)表面,保持足夠時(shí)間使被測(cè)目標(biāo)表面與涂層溫度相同。然后通過(guò)調(diào)整紅外熱像儀發(fā)射率,直到?jīng)]有噴漆的表面溫度與噴漆表面溫度相同或接近,此時(shí)的發(fā)射率即為目標(biāo)物體正確的發(fā)射率。

  方法三:

  測(cè)試場(chǎng)景:此方法適用于不允許改變物體表面狀態(tài)(涂抹后可擦去),同時(shí)形狀不適合進(jìn)行膠帶粘貼的目標(biāo),涂抹法可針對(duì)較小的目標(biāo)進(jìn)行,但目標(biāo)表面溫度不宜超過(guò)100℃。注意白板筆不能是油性筆,如果誤用油性筆,涂面干后很難擦去。

  解決辦法:用水性白板筆(建議使用晨光水性白板筆,牌號(hào)MG-2160,黑色,發(fā)射率:0.95)均勻的涂抹在被測(cè)物體表面,保持足夠時(shí)間使被測(cè)目標(biāo)表面與涂抹面達(dá)到溫度相同。然后通過(guò)調(diào)整紅外熱像儀發(fā)射率,直到?jīng)]有涂抹的表面溫度與涂抹表面溫度相同或接近,此時(shí)的發(fā)射率即為目標(biāo)物體正確的發(fā)射率。

  2.背景溫度補(bǔ)償:

  發(fā)射率較低的被測(cè)物體會(huì)反射來(lái)自附近的物體的能量,這部分額外的反射能量會(huì)被添加到被測(cè)物體自身輻射的能量中,這部分能量如果不被剔除,將使測(cè)量讀數(shù)不準(zhǔn)確。因此我們需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度情況修正“背景溫度補(bǔ)償”等參數(shù)來(lái)消除這部分干擾。

  3.在什么情況下需要調(diào)整透射率?如何調(diào)整?

  物體所發(fā)出的紅外輻射在穿過(guò)大氣到達(dá)熱像儀鏡頭前,會(huì)受到大氣中氣體分子(水蒸汽等)和微粒(塵埃、雪、冰晶等)的吸收與散射而發(fā)生衰減。如果不采取校正措施,測(cè)量溫度讀數(shù)將隨距離增大而減小。因此我們用“透射率”這一參數(shù)來(lái)調(diào)整,在通常情況下,透射率設(shè)置為100%。

如何使用紅外熱像儀準(zhǔn)確測(cè)溫(圖2)

  以下情況需要注意調(diào)整熱像儀的“透射率”參數(shù)設(shè)置:

  1)若熱像儀前有紅外窗口:需要根據(jù)紅外窗口的衰減特性設(shè)置相應(yīng)的透射率。

  2)若空氣中存在肉眼可見(jiàn)的煙霧和水汽:可以先在近距離檢測(cè)一個(gè)溫度穩(wěn)定的發(fā)熱目標(biāo),然后在煙霧和水汽中再次檢測(cè),從而獲得兩個(gè)溫度值,而后在儀器中修正透射率(或發(fā)射率),使這兩個(gè)溫度一致。


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