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选择合适红外热像仪的八要素 热像仪是如何工作的

时间:2020-08-04    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。红外热像仪可以应用在科学研究、电气设备、机电设备、建筑检测、军事及安防等领域,那如何选购一台合适自身应用需求的红外热像仪呢?

一、像素

首先要确定购买红外热像仪的像素级别,大多红外热像仪的级别和像素有关。民用红外热像仪中相对高端的产品像素为640*480=307,200,此高端红外热像仪拍摄的红外图片清晰细腻,在12米处测量的最小尺寸是0.5*0.5cm;中端红外热像仪的像素为320*240=76,800,在12米处测量的最小尺寸是1*1cm;低端红外热像仪的像素为160*120=19,200,在12米处测量的最小尺寸是2*2cm。可见像素越高所能拍摄目标的最小尺寸越小,下图为三个级别像素红外热图片的比较:

二、测温范围和被测物

根据被测物体的温度范围确定测温范围,来选择合适温度段的红外热像仪。目前市场上的红外热像仪大多会分成几个温度档,比如-40-120℃ 0-500℃,并不是温度档跨度越大越好,温度档的跨度小测温相对会更准确些。另外一般红外热像仪需要测量500℃以上的物体时,则需要配备相应的高温镜头。

三、温度分辨率

温度分辨率体现了一台红外热像仪的温度敏感性,温度分辨率越小红外热像仪对温度的变化感知越明显,选择时尽量选择此参数值小的产品。红外热像仪测试被测物的主要目的是通过温度差异找出温度故障点,测量单个点的温度值并没有太大意义,主要是通过温度差异来找相对的热点,起到预维护的作用。

四、空间分辨率

简单来说,空间分辨率数值越小则空间分辨率越高,测温越准确,空间分辨率数值越小时,被测最小目标可以覆盖红外热像仪的像素,测试的温度即被测目标的真实温度。如果空间分辨率数值越大则空间分辨率越低,被测的最小目标不能完全覆盖红外热像仪的像素,测试目标就会受到其环境辐射的影响,测试温度是被测目标及其周围温度的平均温度,数值不够准确。见下图比较:

左图为高空间分辨率,被测点的温度更准确;右图空间分辨率低,测试温度为被测点及其周围环境温度的平均值,测温不准。

五、温度稳定性

红外热像仪的核心部件为红外探测器,目前主要有两种探测器,即氧化钒晶体和多晶硅探测器。氧化钒探测器主要的优势是测温视域MFOV(Measurement Field of View)为1,温度测量是精确到1个像素点。Amorphous Silicon(多晶体硅)传感器, MFOV为9,即每点的温度是基于3×3=9个像素点平均而获得。氧化钒探测器的温度稳定性好、寿命长,温度漂移小。

六、红外与可见光图像的组合功能

如果红外图像和可见光图像组合显示就减少了大量工作,可根据可见光图片来判断红外图片中热点的未知,同时报告自动生成也会大大减少操作时间。

七、售后服务支持及定期校准

红外热像仪每隔几年都要用黑体辐射校正源进行温度校来确保温度检测的准确性,这需要供应商具有强大的售后能力和校准服务条件。菲力尔(FLIR)已在中国的上海、北京、广州、成都开设了分公司,且在上海设有中国区售后服务中心,为中国客户提供售后服务和标定校准服务。

八、专业的培训

红外热像仪使用有很多操作技巧,分析红外图像来提高生产质量需要专业的报告支持,这就需要供应商能提供专业高品质的培训,菲力尔(FLIR)红外培训中心(ITC)每年都会在中国四大城市(北京、上海、广州、成都)开设课程,且ITC已在全球50多个国家内开设培训课程,可提供1级、2级和3级课程,高级应用课程和网络教学课程、定制化解决方案及现场服务。
红外热像仪在冶金行业中的应用

    红外热像仪在冶金行业中,红外诊断技术通常用于以下方面:    1、通过状态的监控,合理安排大修,并提高设备寿命;    2、降低热损耗,节约能源;    3、通过对热像图像的分析,对现有工艺进行改进。    一、高炉内衬水冷壁缺陷的检测与诊断    有的热像仪可对高炉表面进行分区块的检测,对得到的热像图进行温度分布分析。如在没有冷却器存在的部位,通过炉表面温度的不同变化,可以直接判断有无内衬缺陷。如果某部位拍摄的热图比温度持续上升,可以认定炉内衬已有损坏侵蚀;对于有冷却器存在的部位,可以依据热图分析表面温度分布情况,找出相对温升高的部位,判断冷却壁损坏或炉内衬缺陷。    二、高炉炉瘤的诊断    高炉炉瘤采用红外热像检测是比较直接快捷的方法。首先将需要检测表面划区域进行检测,记录炉皮各没一小块的温度分布,通过综合分析各层低温区域,从而可初步诊断出是否结瘤以及结瘤的部位。    三、热风炉    使用红外热像仪对热风炉进行检测,一般分为二个部分,一个是炉身,另一个是炉顶,并注意检测球顶与柱体交接部位。诊断将会变得非常简单,拍摄的热图中高温过热部位即对应耐火内衬的缺陷。铝板点焊机    四、钢水包、铁水包    还可以使用红外热像仪拍摄热图像来诊断钢水包、铁水包内衬的腐蚀程度,以及在烤包过程中的状态来寻求合理的升温速度、烤包时间。    五、转炉    转炉结构仅仅有炉皮和炉衬,没有冷却部分。用红外热像仪对转炉表皮拍摄热图后,通过分析其表面温度,非常直接就可判断炉衬的侵蚀损坏程度。    六、回转窑    通过红外热像仪对回转窑窑体进行检测,根据热像图上高温异常部分,可以立即诊断该高温对应部分的内衬存在缺陷,温度越高,其对应的缺陷越严重。    除此之外,冶金业还可以采用热像仪对厂内用电设备,如变压器、变电室开关接点和电缆等电气设备连接点进行检测;对大量机械传动装置,风机马达轴承的检测;测定钢芯温度及验证钢锭液率情况,降低能源及材料的消耗,提高钢锭的质量。

标签: 红外热像仪
红外热像仪 红外热像仪在冶金行业中的应用_红外热像仪
选购红外热像仪主要从这几个方面入手

  近几年红外热像仪在全球发展非常迅猛,作为一款高科技的产品,很多人在选择红外热像仪时,有点无从下手,本文将详细介绍如何选择红外热像仪。

  一、红外热像仪的探测器分辨率

  红外热像仪的探测器分辨率现在主流的是160*120(19.2万像素),主流款的基本上都是这个像素。另外还有更低分辨率如60*60,3.6万像素,80*60,4.8万像素,100*100,10万像素。还有384X288,110万像素以及640480(300万像素)。对于手持型红外热像仪,160*120是较好的分辨率,具有非常好的性价比。比如CEM红外热像仪DT-9875的分辨率就是160*120.低于这个分辨率的红外热像仪,在很多场合就无法使用了。而超过100万像素的红外热像仪售价又大幅上升,除非你对分辨率要求很高,可以选择超过100万像素的红外热像仪。

  二、红外热像仪的镜头焦距

  一般的红外热像仪的镜头都可以更换。但是厂家标配一般都是一个镜头。而CEM厂家为用户标配了三个镜头。长焦镜头会提高远距离的辨识率,但是会大大缩小视野。相反短焦镜头,大大提高视野范围,但是会降低辨识率。

  三、像间距、空间分辨率、视场、辨识距离这几个指标是由探测器分辨率和镜头焦距决定的

  这四个指标,很多品牌都在宣传。其实红外热像仪的探测器分辨率和镜头焦距固定了,这四个指标就固定,这四个指标是算出来的。所以选购时不用过多的关注。 像间距160*120 的像间距都是51um,320*240的像间距都是25.4um,以此类推,分辨率越高,像间距越小。空间分辨率=像间距/镜头焦距。

  所以空间分辨率越小,能够辨识的距离越远。如果使用22mm的标准镜头。160*120的空间分辨率为2.3mrad左右。如果用长焦镜头,空间分辨率就会更小。 视场=空间分辨率*行像素/17.45,比如160*120的,使用22MM的标准镜头,视场为21度。 辨识距离,我们一般默认4个像素为客识别的距离,所以辨识距离=目标高度/(空间分辨率*4)。 比如160*120的,22MM标准镜头,辨识距离为185米左右。如果镜头焦距变成115MM,那辨识距离就变成了将近1000米,当然视野也大幅度变小。 所以红外热像仪较为重要的指标是探测器分辨率,另外上面提及的指标,都可以通过镜头更换进行变化。

  四、帧频

  帧频在红外热像仪选购中,是第二个较为重要的指标。帧频是指1秒钟内热像仪可以或许完成图像拍摄、处理、表现的数目。相应越快,内部电路处理速率越高,则可实现的帧频越大。高帧频的热像仪适合抓拍高速物体的温度移动,以及高速温度变化的物体。一般电视帧频为25Hz。根据热像仪的帧频可分为快扫描和慢扫描两大类。系统、医疗、建筑等领域所用的设备一般采用快扫描热像仪,否则就会带来一些工作不便。一般来说红外热像仪的帧频应该达到30HZ,可以能达到50HZ,否则在很多工作场合下,红外热像仪无法胜任工作。帧频的高低,直接说明了红外热像仪的性能好坏和反应速度,也直接影响红外热像仪。

  五、测温范围

  这是第三个红外热像仪较为重要的指标。每种型号的热像仪都有自己特定的测温范围。因此,用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全既不要过窄,也不要过宽。根据黑体辐射定律,在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化。因此,用户只需要购买在自己测量温度内的红外热像仪。在选择红外热像仪,可以能选择可选测温区的红外热像仪。这要即能适应各种温度环境,又能保证测温准确。CEM红外热像仪温度范围在-20度~400度,新型的产品,强悍的功能,受更多的用户热捧。

  六、测温精确度

  一般红外热像仪的测温精度都是精度±2℃可能读数的±2所以基本上没有什么可选的。

  七、自动搜录最高、最低、平均温以及高低温声音、颜色报警,这部分在实际使用中会非常有用,不少中高端机型都有这功能,如CEM DT-9875、FLUKE TI125等。

  八、是否具有可以移动测温点和测温区域,这是红外热像仪第四个非常重要的指标

  很多红外热像仪都没有这功能,只具有中心点测温的功能。这种红外热像仪无法自动跟踪最高的温度点,如果镜头没有对准最高测温点,就无法正确捕捉到问题点。所以是否具有可移动测温点和测温区域非常重要。

  九、红外热像仪品牌的选择

  红外热像仪作为先进的高科技产品,指标一样的情况下,不同品牌实际使用效果差距很大。

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