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热像仪在哪些方面有应用?

发布时间:2022-02-23      点击次数:758

在许多应用中,使用热像仪进行非接触式温度测量是不可少的。  
 

一、测量物体  

1、材料和发射率  

热像仪测量物体发射的长波红外辐射。(由物体本身)发射的红外辐射量取决于材料的表面。 请注意:每种材料表面都有特定的发射率。  

 

2、颜色  

材料表面的颜色对测量物体发射的长波红外辐射没有显著影响。关键因素是温度。例如,涂成黑色的供暖散热片发射的长波红外辐射与同等温度的白色供暖散热片所发射的长波红外辐射完全等量。  请注意:材料表面的颜色几乎没有影响。  


3、测量物体的表面  

在热成像中,测量物体表面的结构起着至关重要的作用。因为测量物体表面的发射率根据其表面结构、污染或涂层而变化。  

1)表面结构  

通常,光滑、有光泽、反光和/或抛光表面的发射率略低于相同材料的无光泽、凹凸、粗糙、风化和/或划痕表面的发射率。  请注意:测量光滑表面时,请特别注意周围可能的辐射源(例如阳光、热量等)。  

2)表面有水分、雪和霜  

水、雪和霜具有相对高的发射率(约0.85<ε<0.96),这也就是为什么测量这些物质通常没有困难。但是,请您务必牢记,测量物体的温度可能会被这种天然涂层扭曲。因为水分在蒸发时会冷却测量物体的表面,并且雪具有良好的隔热性能。白霜通常不会形成密封表面,因此在测量时必须考虑白霜的发射率以及其下层的表面的发射率。  请注意:如果可能,请避免在潮湿、积雪或霜冻的表面上进行测量。  

3)表面上有污垢和异物  

表面上的灰尘和异物如灰尘、烟灰或润滑剂通常会增加表面的发射率。因此,测量脏物通常没有困难。但是,热像仪始终测量表面,即灰尘,的温度,而不是测量物体表面以下的精确温度。  请注意:避免测量松散的污垢表面(由于夹杂空气而导致温度不实)。
 

二、测量环境

1、环境温度

您还应考虑反射温度(RTC)的设置以及发射率设置(ε),以便热像仪可以正确计算表面温度。在许多测量应用中,反射温度相当于环境温度。在测量物体和测量环境之间存在较大温差的情况下,确保发射率设置完全正确非常重要。


2、辐射和干扰源

温度高于绝对零度(0Kelvin= -273.15°C)的每个物体都会发射红外辐射。与测量物体温度差异较大的物体会因其自身的辐射而破坏红外测量。您应尽可能避免或关闭此类干扰源。遮挡干扰源,例如:用屏风或纸板箱。您可以测量反射辐射,例如使用Lambert散热器和热像仪。

 

3、天气

1)云
理想情况下,在密集多云的天空下进行室外红外测量。原因:测量物体不受太阳辐射和“冷天辐射”的影响。
2)降水
水、冰和雪具有高发射率并且不受红外辐射的影响。此外,湿物体的测量可能导致测量误差,因为随着降水蒸发,测量物体的表面会冷却下来。请注意:强降水(雨、雪)会使测量结果失真。

 

4、空气/空气湿度

如果热像仪的镜头(或防护玻璃)在高相对湿度下有水汽凝结,则无法完全接收红外辐射。由于水汽凝结,辐射无法完全到达红外热像仪的镜头。极其密集的雾也会影响测量,因为透射路径中的水滴阻碍了红外辐射。请注意:确保测量环境中的相对空气湿度较低。这样可以避免空气中(雾)、测量物体、防护玻璃或热像仪镜头的水汽凝结。

空气污染空气流动
由于热交换(对流),靠近表面的空气与测量物体的温度相同。如果有风或气流,那么这层空气就会被“吹走”,并被尚未适应测量物体温度的新空气层所取代。作为对流的结果,热量会从测量物体流失(当测量物体温度较高时)或被测量物体吸收(当测量物体温度较低时),直到空气温度和测量物体表面温度彼此适应为止。这种热交换的效果增加了测量物体表面和环境温度之间的温差。请注意:房间内的风或通风会影响热像仪的温度测量。

空气污染物质包括一些悬浮颗粒,例如灰尘、烟灰和烟雾,以及一些具有高发射率且几乎不透射的蒸气。这意味着它们会影响测量,因为它们发出的红外辐射会被热像仪接收。另外,仅有一些测量物体的红外辐射可以到达热像仪,因为大部分红外辐射被悬浮物分散和吸收。


5、光/光源

光或照明对热像仪的测量没有显著影响。您还可以在黑暗中进行测量,因为热像仪测量长波红外辐射。然而,一些光源本身会发射红外热辐射,因此会影响其附近物体的温度。

请勿在阳光直射或靠近热灯泡的地方进行测量。

冷光源,如LED或霓虹灯,是非关键的:它们将所用能量的主要部分转换为可见光,而非红外辐射。

 

三、室外热成像技术的特殊方面

晴空的红外辐射被称为“冷空辐射”。白天,在晴朗的天空中可以测到冷空辐射(-50 ~ -60°C)和温暖的太阳辐射(~5500°C)。在辐射面积方面,天空辐射超过太阳辐射,这意味着室外热成像所反映的温度通常低于0°C,即使在晴天也是如此。由于吸收阳光,物体在阳光下变热。这大大影响了表面温度——甚至在受到太阳辐射后几小时内都会持续影响。

理想情况下,在清晨和/或密集云层下进行测量。不应该在下雨或下雪天进行测量。雾和强风天气也对测量不利。
在测量过程中,移动位置以识别成像。成像会偏移,即使视角发生变化,测量物体的热红外异常也会停留在同一位置。
避免在非常热或非常冷的物体附近进行测量,或者,可以先将源头屏蔽。
避免太阳直接辐射,甚至在测量前几个小时就避免太阳直接辐射。在测量前几个小时考虑如何寻找云层遮挡。
如果热像仪上有空气湿气凝结,请勿测量。
不要在极端污染的空气中进行测量(例如,当刚刚扬起灰尘之时)。
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