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如何使用紅外熱像儀準確測溫

發布日期:2023-08-31 09:50:29         瀏覽數:   

  一,當測溫不準時,可首先檢查是否有預熱:

  所有熱像儀都需要足夠的預熱時間才能獲得準確的溫度測量結果,預熱時間通常隨型號和環境條件變化。大多數紅外熱像儀一般在3~5分鐘內基本就可以完成預熱。

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,為準確調焦提供了方便的判斷依據。

  準確調焦,紅外與可見光部分完全吻合。

  未準確調焦,紅外與可見光部分有錯位現象。

  *儀器自動對焦是否正常。

  2.是否正確設置熱像儀參數:發射率,背景溫度補,透射率。

  三,如何正確設置熱像儀參數

  1.發射率:

  ①發射率是什么?

  發射率ε代表不同物體發射紅外輻射的能力,每種物體的發射率都是一個小于1的常數。

  ②為什么發射率影響熱像儀準確測溫?

  熱像儀被動接收物體發出的不可見紅外輻射,轉變為可見的熱像圖,而接收到的紅外輻射,包括被測物體本身發射、反射、以及透射,但只有發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射率有很大差異:大多數非金屬材料(如塑料、油漆、皮革、紙張等)發射率較高,相同材質、不同顏色的目標的發射率非常接近,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射率較低(如瓷磚、玻璃等)。

  金屬材料的發射率一般都小于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,設置合適的發射率,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。

  ③對于不同發射率的物體,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如何設置合適紅外發射率準確測溫?

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

  間接測量:被測發射率較低,但物體有部分發射率較高,并且與需要測量的地方溫度相同。可以設置為對應發射率,直接測量發射率較高部位。

  特殊測量:對于測量金屬,反光等低發射率物體,需要一些特殊方法來實現:

  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。通過調整紅外熱像儀發射率,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,此時的發射率即為被測材料物體正確的發射率。

  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),例如設備維護場合下的管道、閥門等靜設備。

  解決辦法:將漆(丙烯酸樹脂,黑色;發射率: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。然后通過調整紅外熱像儀發射率,直到沒有噴漆的表面溫度與噴漆表面溫度相同或接近,此時的發射率即為目標物體正確的發射率。

  方法三:

  測試場景:此方法適用于不允許改變物體表面狀態(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。然后通過調整紅外熱像儀發射率,直到沒有涂抹的表面溫度與涂抹表面溫度相同或接近,此時的發射率即為目標物體正確的發射率。

  2.背景溫度補償:

  發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,將使測量讀數不準確。因此我們需要根據現場環境溫度情況修正“背景溫度補償”等參數來消除這部分干擾。

  3.在什么情況下需要調整透射率?如何調整?

  物體所發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)的吸收與散射而發生衰減。如果不采取校正措施,測量溫度讀數將隨距離增大而減小。因此我們用“透射率”這一參數來調整,在通常情況下,透射率設置為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整熱像儀的“透射率”參數設置:

  1)若熱像儀前有紅外窗口:需要根據紅外窗口的衰減特性設置相應的透射率。

  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定的發熱目標,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(或發射率),使這兩個溫度一致。


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