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如何使用紅外熱像儀準確測溫

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

  一,當測溫不準時,可首先檢查是否有預(yù)熱:

  所有熱像儀都需要足夠的預(yù)熱時間才能獲得準確的溫度測量結(jié)果,預(yù)熱時間通常隨型號和環(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確測溫(圖1)

  二,當測溫不準時,可首先檢查是否是不正確的操作引起:

  1.是否對焦準確:

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

  準確調(diào)焦,紅外與可見光部分完全吻合。

  未準確調(diào)焦,紅外與可見光部分有錯位現(xiàn)象。

  *儀器自動對焦是否正常。

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

  三,如何正確設(shè)置熱像儀參數(shù)

  1.發(fā)射率:

 ?、侔l(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)射率都是一個小于1的常數(shù)。

  ②為什么發(fā)射率影響熱像儀準確測溫?

  熱像儀被動接收物體發(fā)出的不可見紅外輻射,轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒嵯駡D,而接收到的紅外輻射,包括被測物體本身發(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)、不同顏色的目標的發(fā)射率非常接近,誤差通常不超過測量精度范圍;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。實際檢測中,設(shè)置合適的發(fā)射率,可以使熱像儀將采集的被測物體紅外輻射換算成準確的表面溫度,減少或避免誤差。

 ?、蹖τ诓煌l(fā)射率的物體,在檢測時需要注意拍攝角度

  對于表面粗糙的材料,在滿足目標尺寸的情況下,紅外熱像的拍攝角度沒有限制;對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垂直方向45度。

  ④如何設(shè)置合適紅外發(fā)射率準確測溫?

  直接測量:對于表面粗糙,反射較小的這些高發(fā)射率材料進行測溫時按照發(fā)射率對照表,選擇對應(yīng)的發(fā)射率即可。

  間接測量:被測發(fā)射率較低,但物體有部分發(fā)射率較高,并且與需要測量的地方溫度相同??梢栽O(shè)置為對應(yīng)發(fā)射率,直接測量發(fā)射率較高部位。

  特殊測量:對于測量金屬,反光等低發(fā)射率物體,需要一些特殊方法來實現(xiàn):

  方法一:

  測試場景:當被測目標相對比較大,溫度較低(小于80℃),要求測試后不改變原目標表面狀況的場合,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)緊密貼于被測物體表面,貼平整,并保持足夠時間使被測目標表面與膠帶溫度相同。通過調(diào)整紅外熱像儀發(fā)射率,使被測材料表面的溫度與貼有絕緣膠帶表面溫度相同或接近,此時的發(fā)射率即為被測材料物體正確的發(fā)射率。

  方法二:

  測試場景:溫度較高的被測目標或者是尺寸較小的被測目標,可以接受被測物體表面狀況被改變的場合(需要注意噴涂后的部分可能無法擦拭干凈),例如設(shè)備維護場合下的管道、閥門等靜設(shè)備。

  解決辦法:將漆(丙烯酸樹脂,黑色;發(fā)射率:0.97)均勻噴涂薄層覆蓋住被測目標表面,保持足夠時間使被測目標表面與涂層溫度相同。然后通過調(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,此時的發(fā)射率即為目標物體正確的發(fā)射率。

  方法三:

  測試場景:此方法適用于不允許改變物體表面狀態(tài)(涂抹后可擦去),同時形狀不適合進行膠帶粘貼的目標,涂抹法可針對較小的目標進行,但目標表面溫度不宜超過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MG-2160,黑色,發(fā)射率:0.95)均勻的涂抹在被測物體表面,保持足夠時間使被測目標表面與涂抹面達到溫度相同。然后通過調(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,此時的發(fā)射率即為目標物體正確的發(fā)射率。

  2.背景溫度補償:

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

  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大氣到達熱像儀鏡頭前,會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確測溫(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的煙霧和水汽:可以先在近距離檢測一個溫度穩(wěn)定的發(fā)熱目標,然后在煙霧和水汽中再次檢測,從而獲得兩個溫度值,而后在儀器中修正透射率(或發(fā)射率),使這兩個溫度一致。


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