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熱像儀在哪些方面有應(yīng)用?

來源:德圖儀器國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司   2022年02月23日 13:39  

在許多應(yīng)用中,使用熱像儀進(jìn)行非接觸式溫度測(cè)量是不可少的。  
 

一、測(cè)量物體  

1、材料和發(fā)射率  

熱像儀測(cè)量物體發(fā)射的長(zhǎng)波紅外輻射。(由物體本身)發(fā)射的紅外輻射量取決于材料的表面。 請(qǐng)注意:每種材料表面都有特定的發(fā)射率。  

 

2、顏色  

材料表面的顏色對(duì)測(cè)量物體發(fā)射的長(zhǎng)波紅外輻射沒有顯著影響。關(guān)鍵因素是溫度。例如,涂成黑色的供暖散熱片發(fā)射的長(zhǎng)波紅外輻射與同等溫度的白色供暖散熱片所發(fā)射的長(zhǎng)波紅外輻射*等量。  請(qǐng)注意:材料表面的顏色幾乎沒有影響。  


3、測(cè)量物體的表面  

在熱成像中,測(cè)量物體表面的結(jié)構(gòu)起著至關(guān)重要的作用。因?yàn)闇y(cè)量物體表面的發(fā)射率根據(jù)其表面結(jié)構(gòu)、污染或涂層而變化。  

1)表面結(jié)構(gòu)  

通常,光滑、有光澤、反光和/或拋光表面的發(fā)射率略低于相同材料的無光澤、凹凸、粗糙、風(fēng)化和/或劃痕表面的發(fā)射率。  請(qǐng)注意:測(cè)量光滑表面時(shí),請(qǐng)?zhí)貏e注意周圍可能的輻射源(例如陽光、熱量等)。  

2)表面有水分、雪和霜  

水、雪和霜具有相對(duì)高的發(fā)射率(約0.85<ε<0.96),這也就是為什么測(cè)量這些物質(zhì)通常沒有困難。但是,請(qǐng)您務(wù)必牢記,測(cè)量物體的溫度可能會(huì)被這種天然涂層扭曲。因?yàn)樗衷谡舭l(fā)時(shí)會(huì)冷卻測(cè)量物體的表面,并且雪具有良好的隔熱性能。白霜通常不會(huì)形成密封表面,因此在測(cè)量時(shí)必須考慮白霜的發(fā)射率以及其下層的表面的發(fā)射率。  請(qǐng)注意:如果可能,請(qǐng)避免在潮濕、積雪或霜凍的表面上進(jìn)行測(cè)量。  

3)表面上有污垢和異物  

表面上的灰塵和異物如灰塵、煙灰或潤(rùn)滑劑通常會(huì)增加表面的發(fā)射率。因此,測(cè)量臟物通常沒有困難。但是,熱像儀始終測(cè)量表面,即灰塵,的溫度,而不是測(cè)量物體表面以下的精確溫度。  請(qǐng)注意:避免測(cè)量松散的污垢表面(由于夾雜空氣而導(dǎo)致溫度不實(shí))。
 

二、測(cè)量環(huán)境

1、環(huán)境溫度

您還應(yīng)考慮反射溫度(RTC)的設(shè)置以及發(fā)射率設(shè)置(ε),以便熱像儀可以正確計(jì)算表面溫度。在許多測(cè)量應(yīng)用中,反射溫度相當(dāng)于環(huán)境溫度。在測(cè)量物體和測(cè)量環(huán)境之間存在較大溫差的情況下,確保發(fā)射率設(shè)置*正確非常重要。


2、輻射和干擾源

溫度高于絕對(duì)零度(0Kelvin= -273.15°C)的每個(gè)物體都會(huì)發(fā)射紅外輻射。與測(cè)量物體溫度差異較大的物體會(huì)因其自身的輻射而破壞紅外測(cè)量。您應(yīng)盡可能避免或關(guān)閉此類干擾源。遮擋干擾源,例如:用屏風(fēng)或紙板箱。您可以測(cè)量反射輻射,例如使用Lambert散熱器和熱像儀。

 

3、天氣

1)云
理想情況下,在密集多云的天空下進(jìn)行室外紅外測(cè)量。原因:測(cè)量物體不受太陽輻射和“冷天輻射”的影響。
2)降水
水、冰和雪具有高發(fā)射率并且不受紅外輻射的影響。此外,濕物體的測(cè)量可能導(dǎo)致測(cè)量誤差,因?yàn)殡S著降水蒸發(fā),測(cè)量物體的表面會(huì)冷卻下來。請(qǐng)注意:強(qiáng)降水(雨、雪)會(huì)使測(cè)量結(jié)果失真。

 

4、空氣/空氣濕度

如果熱像儀的鏡頭(或防護(hù)玻璃)在高相對(duì)濕度下有水汽凝結(jié),則無法*接收紅外輻射。由于水汽凝結(jié),輻射無法*到達(dá)紅外熱像儀的鏡頭。極其密集的霧也會(huì)影響測(cè)量,因?yàn)橥干渎窂街械乃巫璧K了紅外輻射。請(qǐng)注意:確保測(cè)量環(huán)境中的相對(duì)空氣濕度較低。這樣可以避免空氣中(霧)、測(cè)量物體、防護(hù)玻璃或熱像儀鏡頭的水汽凝結(jié)。

空氣污染空氣流動(dòng)
由于熱交換(對(duì)流),靠近表面的空氣與測(cè)量物體的溫度相同。如果有風(fēng)或氣流,那么這層空氣就會(huì)被“吹走”,并被尚未適應(yīng)測(cè)量物體溫度的新空氣層所取代。作為對(duì)流的結(jié)果,熱量會(huì)從測(cè)量物體流失(當(dāng)測(cè)量物體溫度較高時(shí))或被測(cè)量物體吸收(當(dāng)測(cè)量物體溫度較低時(shí)),直到空氣溫度和測(cè)量物體表面溫度彼此適應(yīng)為止。這種熱交換的效果增加了測(cè)量物體表面和環(huán)境溫度之間的溫差。請(qǐng)注意:房間內(nèi)的風(fēng)或通風(fēng)會(huì)影響熱像儀的溫度測(cè)量。

空氣污染物質(zhì)包括一些懸浮顆粒,例如灰塵、煙灰和煙霧,以及一些具有高發(fā)射率且?guī)缀醪煌干涞恼魵?。這意味著它們會(huì)影響測(cè)量,因?yàn)樗鼈儼l(fā)出的紅外輻射會(huì)被熱像儀接收。另外,僅有一些測(cè)量物體的紅外輻射可以到達(dá)熱像儀,因?yàn)榇蟛糠旨t外輻射被懸浮物分散和吸收。


5、光/光源

光或照明對(duì)熱像儀的測(cè)量沒有顯著影響。您還可以在黑暗中進(jìn)行測(cè)量,因?yàn)闊嵯駜x測(cè)量長(zhǎng)波紅外輻射。然而,一些光源本身會(huì)發(fā)射紅外熱輻射,因此會(huì)影響其附近物體的溫度。

請(qǐng)勿在陽光直射或靠近熱燈泡的地方進(jìn)行測(cè)量。

冷光源,如LED或霓虹燈,是非關(guān)鍵的:它們將所用能量的主要部分轉(zhuǎn)換為可見光,而非紅外輻射。

 

三、室外熱成像技術(shù)的特殊方面

晴空的紅外輻射被稱為“冷空輻射”。白天,在晴朗的天空中可以測(cè)到冷空輻射(-50 ~ -60°C)和溫暖的太陽輻射(~5500°C)。在輻射面積方面,天空輻射超過太陽輻射,這意味著室外熱成像所反映的溫度通常低于0°C,即使在晴天也是如此。由于吸收陽光,物體在陽光下變熱。這大大影響了表面溫度——甚至在受到太陽輻射后幾小時(shí)內(nèi)都會(huì)持續(xù)影響。

理想情況下,在清晨和/或密集云層下進(jìn)行測(cè)量。不應(yīng)該在下雨或下雪天進(jìn)行測(cè)量。霧和強(qiáng)風(fēng)天氣也對(duì)測(cè)量不利。
在測(cè)量過程中,移動(dòng)位置以識(shí)別成像。成像會(huì)偏移,即使視角發(fā)生變化,測(cè)量物體的熱紅外異常也會(huì)停留在同一位置。
避免在非常熱或非常冷的物體附近進(jìn)行測(cè)量,或者,可以先將源頭屏蔽。
避免太陽直接輻射,甚至在測(cè)量前幾個(gè)小時(shí)就避免太陽直接輻射。在測(cè)量前幾個(gè)小時(shí)考慮如何尋找云層遮擋。
如果熱像儀上有空氣濕氣凝結(jié),請(qǐng)勿測(cè)量。
不要在極端污染的空氣中進(jìn)行測(cè)量(例如,當(dāng)剛剛揚(yáng)起灰塵之時(shí))。

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