2020年5月4日 星期一

.為何需要使用熱像儀測量溫度?選擇熱像儀時應考慮哪些因素?

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熱像儀是一種非接觸式溫度測量設備。熱像儀可檢測所有材料(溫度高於絕對零度,即0°K)發射、傳遞或反射的紅外線能量,並將能量因數轉化為溫度讀數或溫譜圖。


溫譜圖是攝影機顯示出的正在發射、傳遞或反射紅外線能量的物體的熱圖像。


為什麼需要熱成像?
現場紅外線溫度計只能提供一個點的單一溫度,而熱像儀則可以顯示全部圖像,有些最多可顯示 19,600 個點!在許多領域的各種應用中,熱成像都是發現問題,或潛在問題的最有效的方法。

為何需要在應用中使用熱像儀測量溫度?
透過熱像儀,用戶可以在無法使用傳統感測器的應用中測量溫度。具體而言,紅外線溫度計適用於以下情況:涉及移動對象(例如,滾筒、移動機械或傳送帶)、因污染或危險(例如高壓)而需要採用非接觸式測量、距離過遠,或者因所測溫度過高而無法使用熱電偶或其它接觸式感測器。

熱像儀提供的圖像,可以顯示被測物體的溫差。熱點可以立即顯現出來,而傳統紅外線測溫槍,則需要對被測區域求平均值。


解析度為什麼重要?
使用解析度較高的攝影機,您可以在較遠的距離檢出較小的問題。您可以發現解析度較低的攝影機可能漏掉的重大問題。例如,電腦主機板上可能有過熱元件。熱像儀會立即找到相應熱點。

選擇熱像儀時應考慮哪些因素?
對於任何熱像儀,都需要考慮以下幾個關鍵因素:視場(目標大小和距離)、被測表面類型(發射率因素)、光譜響應(大氣效應或表面透射度)、溫度範圍和安裝方式(手持便攜式或固定安裝)。其它考量因素還包括響應時間、環境、安裝限制、觀察口或各種軟體應用程式,以及所需的信號處理方式。

什麼是視場,有何重要性?
視場是儀器作業的視角,由儀器的光學特性決定。要獲得精確的溫度讀數,受測對象應完全佔據儀器的整個視場。

什麼是發射率?發射率與紅外溫度測量有何關係?
發射率是一個,對象在給定溫度下發射的能量與完全輻射體(又稱黑體)在等溫度下所發射能量之比。黑體的發射率為 1.0。所有發射率的值均介於 0.0 和 1.0 之間。

大多數紅外線溫度計,可以補償不同材料的不同發射率值。總的來說,對象的發射率越高,就越容易透過紅外線測得準確的溫度。發射率非常低(低於 0.2)的對象較難應用此方法。

一些經過拋光的光澤金屬表面(如鋁制表面)由於會大量反射紅外線,所以有時無法進行精確的溫度測量


測定發射率的五種方式
為確保溫度測量的準確性,共有五種測定材料發射率的方式:
  1. 借助一台精密感測器,將材料樣本加熱到已知溫度,並透過紅外線儀器測量溫度。然後透過調整發射率值,來強制指示器顯示正確的溫度。
  2. 對於相對較低的溫度(500°F,即 260°C 以下),可以測量發射率為 0.95 的遮蔽膠帶。然後透過調整發射率值,來強制指示器顯示正確的材料溫度。
  3. 對於高溫測量,可在受測對象上鑽孔(深度至少為直徑的 6 倍)。這個孔相當於發射率為 1.0 的黑體。測量孔中的溫度,然後調整發射率來強制指示器,顯示正確的材料溫度。
  4. 如果材料或其中一部分可以進行塗覆,可塗覆一層暗黑色油漆,其發射率接近 1.0。測量油漆部分的溫度,然後調整發射率來強制指示器顯示正確的溫度。
  5. 大多數材料的標準化發射率值都可以查詢到。可以將這些值輸入儀器中,來估算材料的發射率值。


哪款熱像儀適合我的應用?
請在預算允許範圍內,購買檢測器解析度/圖像品質最高的紅外線攝影機。

大多數紅外線攝影機的像素,都低於可見光攝影機的像素,因此應特別留意檢測器的解析度。解析度較高的紅外線攝影機,可從更遠的距離測量更小的目標,並能夠創建更加清晰的熱圖像,這兩點都會提高測量的精度和可靠性。

還需要注意的是檢測器解析度與顯示解析度的區別。一些廠商會吹噓其 LCD 有多高的解析度,卻對較低的檢測器解析度避而不談,但後者其實比前者更為重要。

需要將發現展示給其他人?找一個內置可見光攝影機並配備照明燈和雷射棒的系統。

對應於紅外線圖像的數位影像或相片,將幫助您對問題進行進一步記錄,並將準確位置報告給決策者。雷射標記可清晰地顯示在可見光圖片上。


選擇一個能夠提供精確,且可重複結果的攝影機。
紅外線攝影機不僅可使您看到不同的熱度,還可幫助您測定具體的溫差。為了得到最好的結果,請選用精度在 2%(或 3.6°F)以內的熱像儀。熱像儀應帶有用於輸入「發射率」和「反射溫度」值的攝影機內置工具。

選用的紅外線攝影機若能輕鬆輸入和調整以上兩種參數,則可以生成準確的溫度測量值,從而幫助您在現場做出最佳決策。

選用可儲存和輸出標準文件格式的紅外線攝影機
很多紅外線攝影機都以專有格式儲存影像或圖像,這種影像或圖像只能透過專業軟體讀取和分析。使用包含完整溫度分析結果的標準 JPEG 文件格式,紅外線圖像可以透過電子郵件發送給客戶或同事,而不會丟失任何重要資訊。

另外,請選用支持將 MPEG 4 壓縮格式以上的影像,透過 USB 傳輸給電腦或監視器的紅外線攝影機。

考慮使用藍牙和 Wi-Fi
新型測試測量工具可將濕度、電流、電壓和電阻等,重要診斷數據直接無線傳輸給攝影機。這些數據會自動標注到熱圖像中,並以輻射 JPEG 格式嵌入,以便於進行紅外線查詢。

WiFi 和行動設備應用有著強大的數據傳輸能力,熱成像和紅外線檢測報告,可以從設施的一部分傳到另一部分,也可在現場透過電子郵件發送,特別適用於時間比較緊迫的情況。


人體工學特性
在長期檢測中,輕便的熱像儀可以減少對肩部和背部壓力。某些型號的透鏡系統,能夠沿 120 度軸傾斜,使用者可以將面前的顯示螢幕,調整到最舒適的位置。相對於只使用一個按鈕,逐步在雜亂的菜單選項中進行選擇,使用兩個或三個按鈕,將有助於確實提高攝影機的易用性。按鈕應直觀且便於使用。某些攝影機還提供整合式觸控螢幕。

畫中畫 (P-i-P) 和/或圖像融合
可結合熱成像和可見光圖像,生成易於理解的報告。

報告軟體
您可以從攝影機,或透過啓用了 Wi-Fi 的攝影機,在行動設備上創建即時報告嗎?它是否可以執行各種任務,包括簡單的點測量和自定義輻射校準,或者是否可以透過 MatLab™ 或 Excel 等第三方軟體創建專業數據分析?

溫度測量有效範圍
攝影機的溫度測量有效範圍和靈敏度,也是非常重要的參數。透過溫度測量有效範圍,您可以瞭解攝影機可測量的最低和最高溫度(-4°F 至 2,192°F,-20°C 至 1200°C, 也就是為典型的溫度測量有效範圍)。

保護投資
選用具有全面保修計劃、保修期更長的攝影機,為您的投資長期保值。

技術支持與教育訓練
客戶服務品質和技術支持力度,應作為採購紅外線攝影機的考量因素。

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