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如何使用熱像儀提高發(fā)射率?


  來源: 邁瑞迪創(chuàng)新 時間:2020-04-29 編輯:儀器儀表WXF
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實際上,我們的測量目標并非完全發(fā)射體,其發(fā)射率值往往小于1。目標的測溫值源于發(fā)射、傳輸與反射輻射量的總和。

目標物體的發(fā)射率、反射率和熱傳導(dǎo)值受材料的影響較大。大多數(shù)非金屬材料的發(fā)射率值接近0.9,表示所測90%的輻射由目標發(fā)出。大多數(shù)拋光金屬的發(fā)射率值約為0.05至0.1。根據(jù)氧化或腐蝕的不同程度,生銹、被氧化或被腐蝕金屬的發(fā)射率值范圍為:0.3至0.9。如果不能提高目標物體的發(fā)射率值,那么,發(fā)射率低于0.7的材料將會很難測量,低于0.2的材料幾乎無法測量。幸運的是,可使用十分經(jīng)濟實用的方法來補償目標的低發(fā)射率。以下介紹3種簡單辦法可以降低目標的反射率,從而改善測量精度。


增加發(fā)射率確定方法:電工膠帶


大多數(shù)優(yōu)質(zhì)電工膠帶的發(fā)射率為0.95。須注意的是膠帶是不透明的,尤其是使用中波長(3-5μm)相機時。某些乙烯基膠帶質(zhì)地非常薄,具有一定的紅外透射比,因此無法用作高發(fā)射率涂層。某某品牌88黑色乙烯基電工膠帶在短波(3-5μm)和長波(8-12μm)區(qū)段,發(fā)射率均為0.96,在此推薦使用。


帶光亮金屬蓋的大型專用集成電路(ASIC)的溫度:無涂層情況下,溫度讀數(shù)接近室溫。粘貼一層高發(fā)射率聚酰亞胺膠帶后,溫度讀數(shù)接近其真實溫度 43.9℃。

例如下圖,電工絕緣膠帶貼在不銹鋼杯的表面,將紅外熱像儀的發(fā)射率設(shè)為膠帶的發(fā)射率(0.93),同時使用接觸式熱電偶測量溫度,可看到絕緣膠帶處溫度與接觸式測溫一致,而不銹鋼杯表面與膠帶的發(fā)射率不同,故溫度顯示有較大差別。


本例展示了貼有膠帶的兩個罐子。左邊的罐子裝滿熱水,右邊的罐子僅處于常溫之下。對前者而言,從膠帶讀出的溫度為72.8?C,從罐子讀出的溫度為23.5?C。由于罐子的發(fā)射率較低,后者的讀數(shù)基本上為環(huán)境讀數(shù)。這是一個十分經(jīng)典的案例,說明了高發(fā)射率應(yīng)用于低發(fā)射率目標的必要性。

增加發(fā)射率確定方法:涂料 & 涂層


大多數(shù)涂料的發(fā)射率范圍為0.9-0.95。金屬漆發(fā)射率較低,不推薦使用。涂料的顏色并非影響紅外發(fā)射率的重要因素。涂料的光澤度比顏色更重要。平光涂料比光澤涂料更受歡迎。為了增加不透明度,涂層必須足夠厚。施加兩道涂層通??梢詽M足需求。

左圖:未涂覆發(fā)射率增強涂料的印刷電路板
右圖:使用涂料的缺點在于減少了精細的細節(jié)信息


膠帶適用于小面積區(qū)域。涂料適用于大面積區(qū)域,但是涂料是永久性涂層。對于大面積需要被去除的涂層,或者膠帶不適用之處,懸浮液粉末或噴涂效果會更優(yōu)。染色滲透劑與噴用足光粉便是2個很好的例子。如果粉末噴涂得足夠厚,且不透明,這兩種粉末的發(fā)射率范圍均在0.9至0.95之間。

增加發(fā)射率確定方法:修正液


使用修正液是增加表面發(fā)射率的有效途徑。這種方法可應(yīng)用于最小的電氣元件中,性能優(yōu)于無法在小面積表面粘貼的膠帶。修正液可使用刷子與酒精清洗掉。對于低波長熱像儀,修正液的發(fā)射率約為0.95-0.96。

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