紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖,這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。紅外熱像儀可以應(yīng)用在科學(xué)研究、電氣設(shè)備、機電設(shè)備、建筑檢測、軍事及安防等領(lǐng)域,那如何選購一臺合適自身應(yīng)用需求的紅外熱像儀呢?
一、像素
首先要確定購買紅外熱像儀的像素級別,大多紅外熱像儀的級別和像素有關(guān)。民用紅外熱像儀中相對高端的產(chǎn)品像素為640*480=307,200,此高端紅外熱像儀拍攝的紅外圖片清晰細(xì)膩,在12米處測量的最小尺寸是0.5*0.5cm;中端紅外熱像儀的像素為320*240=76,800,在12米處測量的最小尺寸是1*1cm;低端紅外熱像儀的像素為160*120=19,200,在12米處測量的最小尺寸是2*2cm。可見像素越高所能拍攝目標(biāo)的最小尺寸越小,下圖為三個級別像素紅外熱圖片的比較:
二、測溫范圍和被測物
根據(jù)被測物體的溫度范圍確定測溫范圍,來選擇合適溫度段的紅外熱像儀。目前市場上的紅外熱像儀大多會分成幾個溫度檔,比如-40-120℃ 0-500℃,并不是溫度檔跨度越大越好,溫度檔的跨度小測溫相對會更準(zhǔn)確些。另外一般紅外熱像儀需要測量500℃以上的物體時,則需要配備相應(yīng)的高溫鏡頭。
三、溫度分辨率
溫度分辨率體現(xiàn)了一臺紅外熱像儀的溫度敏感性,溫度分辨率越小紅外熱像儀對溫度的變化感知越明顯,選擇時盡量選擇此參數(shù)值小的產(chǎn)品。紅外熱像儀測試被測物的主要目的是通過溫度差異找出溫度故障點,測量單個點的溫度值并沒有太大意義,主要是通過溫度差異來找相對的熱點,起到預(yù)維護(hù)的作用。
四、空間分辨率
簡單來說,空間分辨率數(shù)值越小則空間分辨率越高,測溫越準(zhǔn)確,空間分辨率數(shù)值越小時,被測最小目標(biāo)可以覆蓋紅外熱像儀的像素,測試的溫度即被測目標(biāo)的真實溫度。如果空間分辨率數(shù)值越大則空間分辨率越低,被測的最小目標(biāo)不能完全覆蓋紅外熱像儀的像素,測試目標(biāo)就會受到其環(huán)境輻射的影響,測試溫度是被測目標(biāo)及其周圍溫度的平均溫度,數(shù)值不夠準(zhǔn)確。見下圖比較:
左圖為高空間分辨率,被測點的溫度更準(zhǔn)確;右圖空間分辨率低,測試溫度為被測點及其周圍環(huán)境溫度的平均值,測溫不準(zhǔn)。
五、溫度穩(wěn)定性
紅外熱像儀的核心部件為紅外探測器,目前主要有兩種探測器,即氧化釩晶體和多晶硅探測器。氧化釩探測器主要的優(yōu)勢是測溫視域MFOV(Measurement Field of View)為1,溫度測量是精確到1個像素點。Amorphous Silicon(多晶體硅)傳感器, MFOV為9,即每點的溫度是基于3×3=9個像素點平均而獲得。氧化釩探測器的溫度穩(wěn)定性好、壽命長,溫度漂移小。
六、紅外與可見光圖像的組合功能
如果紅外圖像和可見光圖像組合顯示就減少了大量工作,可根據(jù)可見光圖片來判斷紅外圖片中熱點的未知,同時報告自動生成也會大大減少操作時間。
七、售后服務(wù)支持及定期校準(zhǔn)
紅外熱像儀每隔幾年都要用黑體輻射校正源進(jìn)行溫度校來確保溫度檢測的準(zhǔn)確性,這需要供應(yīng)商具有強大的售后能力和校準(zhǔn)服務(wù)條件。菲力爾(FLIR)已在中國的上海、北京、廣州、成都開設(shè)了分公司,且在上海設(shè)有中國區(qū)售后服務(wù)中心,為中國客戶提供售后服務(wù)和標(biāo)定校準(zhǔn)服務(wù)。
八、專業(yè)的培訓(xùn)
紅外熱像儀使用有很多操作技巧,分析紅外圖像來提高生產(chǎn)質(zhì)量需要專業(yè)的報告支持,這就需要供應(yīng)商能提供專業(yè)高品質(zhì)的培訓(xùn),菲力爾(FLIR)紅外培訓(xùn)中心(ITC)每年都會在中國四大城市(北京、上海、廣州、成都)開設(shè)課程,且ITC已在全球50多個國家內(nèi)開設(shè)培訓(xùn)課程,可提供1級、2級和3級課程,高級應(yīng)用課程和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程、定制化解決方案及現(xiàn)場服務(wù)。
1)調(diào)整焦距
您可以在紅外圖像存儲后對圖像曲線進(jìn)行調(diào)整,但是您無法在圖像存儲后改變焦距,也無法消除其他雜亂的熱反射。保證第一時間操作正確性將避免現(xiàn)場的操作失誤。仔細(xì)調(diào)整焦距!如果目標(biāo)上方或周圍背景的過熱或過冷的反射影響到目標(biāo)測量的精確性時,試著調(diào)整焦距或者測量方位,以減少或者消除反射影響。(FoRD的意思是:Focus焦距,Range范圍,Distance距離)
2)選擇正確的測溫范圍
您是否了解現(xiàn)場被測目標(biāo)的測溫范圍?為了得到正確的溫度讀數(shù),請務(wù)必設(shè)置正確的測溫范圍。當(dāng)觀察目標(biāo)時,對儀器的溫度跨度進(jìn)行微調(diào)將得到較佳的圖像質(zhì)量。這也將同時會影響到溫度曲線的質(zhì)量和測溫精度。
3)了解最大的測量距離
當(dāng)您測量目標(biāo)溫度時,請務(wù)必了解能夠得到精確測溫讀數(shù)的最大測量距離。對于非制冷微熱量型焦平面探測器,要想準(zhǔn)確地分辨目標(biāo),通過熱像儀光學(xué)系統(tǒng)的目標(biāo)圖像必須占到9個像素,或者更多。如果儀器距離目標(biāo)過遠(yuǎn),目標(biāo)將會很小,測溫結(jié)果將無法正確反映目標(biāo)物體的真實溫度,因為紅外熱像儀此時測量的溫度平均了目標(biāo)物體以及周圍環(huán)境的溫度。為了得到比較精確的測量讀數(shù),請將目標(biāo)物體盡量充滿儀器的視場。顯示足夠的景物,才能夠分辨出目標(biāo)。與目標(biāo)的距離不要小于熱像儀光學(xué)系統(tǒng)的最小焦距,否則不能聚焦成清晰的圖像。
4)僅僅要求生成清晰紅外熱圖像,還是同時要求精確測溫
這之間有什么區(qū)別嗎?一條量化的溫度曲線可用來測量現(xiàn)場的溫度情況,也可以用來編輯顯著的溫升情況。清晰的紅外圖像同樣十分重要。但是如果在工作過程中,需要進(jìn)行溫度測量,并要求對目標(biāo)溫度進(jìn)行比較和趨勢分析,便需要記錄所有影響精確測溫的目標(biāo)和環(huán)境溫度情況,例如發(fā)射率,環(huán)境溫度,風(fēng)速及風(fēng)向,濕度,熱反射源等等。
5)工作背景單一
例如,天氣寒冷的時候,在戶外進(jìn)行檢測工作時,你將會發(fā)現(xiàn)大多數(shù)目標(biāo)都是接近于環(huán)境溫度的。當(dāng)在戶外工作時,請務(wù)必考慮太陽反射和吸收對圖像和測溫的影響。因此,有些老型號的紅外熱像儀只能在晚上進(jìn)行測量工作,以避免太陽反射帶來的影響。
6)保證測量過程中儀器平穩(wěn)
現(xiàn)在所有的長波NEC紅外熱像儀都可以達(dá)到60Hz幀頻速率,因此在拍攝圖像過程中,由于儀器移動可能會引起圖像模糊。為了達(dá)到可以的效果,在凍結(jié)和記錄圖像的時候,應(yīng)盡可能保證儀器平穩(wěn)。當(dāng)按下存儲按鈕時,應(yīng)盡量保證輕緩和平滑。即使輕微的儀器晃動,也可能會導(dǎo)致圖像不清晰。推薦在您胳膊下用支撐物來穩(wěn)固,或?qū)x器放置在物體表面,或使用三腳架,盡量保持穩(wěn)定。