红外热像仪操作简单,并与测控系统一起连用,在连接电脑上面实现可视化的图像生成,已经被应用在产品质量控制和监测、设备在线故障诊断、安全保护以及节约能源等多个领域。近二十年来,随着红外测量技术的发展,利用红外测量原理的红外热像仪在技术上也得到了迅速发展,具体表现杂性能在不断提高,适用范围也在不断扩大。近年来,红外热像仪*逐年增长。比起接触式测温方法,红外热像仪有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。
步骤/方法
确定测温范围
测温范围是红外热像仪zui重要的一个性能指标。每种型号的红外热像仪都有自己特定的测温范围。因此,用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全,既不要过窄,也不要过宽。根据黑体辐射定律,在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化,因此,用户只需要购买在自己测量温度内的红外热像仪。
确定目标尺寸
红外热像仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。对于单色测温仪,在进行测温时,被测目标面积应充满热像仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场,背景辐射能量就会进入红外热像仪的视声符支干扰测温读数,造成误差。相反,如果目标大于热像仪的视场,红外热像仪就不会受到测量区域外面的背景影响。 确定光学分辨率(距离系灵敏)
光学分辨率由D与S之比确定,是红外热像仪到目标之间的距离D与测量光斑直径S之比。如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处,而又要测量小的目标,就应选择高光学分辨率的红外热像仪。光学分辨率越高,即增大D:S比值,红外热像仪的成本也越高。确定波长范围:目标材料的发射率和表面特性决定红外热像仪的光谱响应或波长。对于高反射率合金材料,有低的或变化的发射率。在高温区,测量金属材料的*波长是近红外,可选用0.18-1.0μm波长。其他温区可选用1.6μm、2.2μm和3.9μm波长。由于有些材料在一定波长是透明的,红外能量会穿透这些材料,2.2μm和3.9μm(被测玻璃要很厚,否则会透过)波长;测量玻璃内部温度选用5.0μm波长;测低区区选用8-14μm波长为宜;再如测量聚乙烯塑料薄膜选用3.43μm波长,聚酯类选用4.3μm或7.9μm波长。厚度超过0.4mm选用8-14μm波长;又如测火焰中的CO2用窄带4.24-4.3μm波长,测火焰中的CO用窄带4.64μm波长,测量火焰中的NO2用4.47μm波长。
确定响应时间
响应时间表示红外热像仪对被测温度变化的反应速度,定义为到达zui后读数的95%能量所需要时间,它与光电探测器、信号处理电路及显示系统的时间常数有关。现在的红外热像仪的反映速度都很快。这要比接触式测温方法快得多。如果目标的运动速度很快或测量快速加热的目标时,要选用快速响应红外热像仪,否则达不到足够的信号响应,会降低测量精度。然而,并不是所有应用都要求快速响应的红外热像仪。
对于静止的或目标热过程存在热惯性时,红外热像仪的响应时间就可以放宽要求了。因此,红外热像仪响应时间的选择要和被测目标的情况相适应。
环境条件考虑
红外热像仪所处的环境条件对测量结果有很大影响,应加以考虑并适当解决,否则会影响测温精度甚至引起红外热像仪的损坏。当环境温度过高、存在灰尘、烟雾和蒸汽的条件下,可选用厂商提供的保护套、水冷却、空气冷却系统、空气吹扫器等附件。这些附件可有效地解决环境影响并保护红外热像仪,实现准确测温。在确定附件时,应尽可能要求标准化服务,以降低安装成本。在密封的或危险的材料应用中(如容器或真空箱),热像仪通过窗口进行观测。材料必须有足够的强度并能通过所用测温仪的工作波长范围。还要确定操作工是否也需要通过窗口进行观察,因此要选择合适的安装位置和窗口材料,避免相互影响。在低温测量应用中,通常用Ge或Si材料作为窗口,不透可见光,人眼不能通过窗口观察目标。如操作员需要通过窗口目标,应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料,如应采用既透红外辐射又透过可见光的光学材料,如ZnSe或BaF2等作为窗口材料。
红外线热像仪的探测器分辨率
红外线热像仪的探测器分辨率现在主流的是160*120(19.2万像素),主流款的基本上都是这个像素。另外还有更低分辨率如60*60(3.6万像素),80*60(4.8万像素),100*100(10万像素)。还有384X288(110万像素)以及640x480(300万像素)。
对于手持型红外线热像仪,160*120是zui黄金的分辨率,具有非常好的性价比。比如销量*的RNO PC160的分辨率就是160*120.低于这个分辨率的红外热像仪,由于分辨率过低,在很多场合就无法使用了。超过100万像素的红外线热像仪售价又大幅上升,除非你对分辨率要求很高。可以选择超过100万像素的红外线热像仪。
红外线热像仪的镜头焦距
一般的红外线热像仪的镜头都可以更换。但是厂家标配一般都是一个镜头。基本上所有的厂家都标配一个20MM左右的镜头。这种焦距的镜头,基本上兼顾了视野大小和放大比例两个方面的指标。一般客户使用标准镜头就可以了。
可以选配的是比如115MM的长焦镜头,或者10-15MM的广角镜头。长焦镜头会提高远距离的辨识率,但是会大大缩小视野。相反短焦镜头,大大提高视野范围,但是会降低辨识率。