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热像仪准确测温,离不开它!

2018-07-27

热像仪有两大核心功能:测温、成像。想要准确测温,就不得不提到一个关键词——发射率。这是为什么?又如何准确设定发射率呢?

 

热像仪被动接收物体发出的不可见红外辐射,转变为可见的热像图,图上不同颜色代表着不同温度。而接收到的红外辐射,包括被测物体本身发射、反射、以及透射,但只有发射的辐射才能了解物体的温度情况。

 

发射率是什么?

 

发射率是不同物体发射红外辐射的能力,设置准确的发射率值有助于准确测温。它是一个系数,为0~1之间。数字越大发射率越高,红外辐射能力越强。黑体是发射率为1的理想物体,只有发射辐射,没有反射。

 

物体的发射率与物体的材质、表面结构、温度等有关。一般电绝缘、热绝缘的材料如木材、橡胶等发射率都比较高;金属发射率比较低。表面抛光处理会降低发射率;磨砂处理会增高发射率。

 

举个例子,装有热水的不锈钢水壶,因不锈钢的发射率低,在热像仪未设置发射率值的情况下,测出ABC三处温度均在39℃左右,显然不准确。而贴有黑体胶带的参考点处,温度达到83.7℃,是准确测温。那么,除了贴黑体胶带,还有哪些办法能达到准确测温呢?

 

哪些方法,有助于准确测温?

 

根据被测物体本身的发射率不同,有以下几种方法:

 

1、直接测量

►适用场合:被测位置发射率较高(大于0.6)的物体。

►操作方式:对于发射率大于0.6的物体,可以对照《发射率数值表》,调整热像仪的发射率与该材质的发射率数值相等。

射率数值相等。

材质

发射率

铝(粗糙)

0.07

铝(风化)

0.83

0.81

0.95

混凝土

0.95

铜(氧化)

0.78

铜(抛光)

0.05

玻璃

0.97

铸造铁

0.64

铁(生锈)

0.69

橡木

0.90

油膜0.03毫米

0.27

油膜0.13毫米

0.72

油(浓稠)

0.82

油漆

0.94

0.90

石膏

0.86

橡胶(黑色)

0.95

人体皮肤

0.98

干土

0.92

土(含饱和水)

0.95

不锈钢(氧化)

0.85

不锈钢(抛光)

0.14

钢(氧化)

0.79

钢(抛光)

0.07

蒸馏水

0.96

水(霜)

0.98

水(雪)

0.85


 

2、间接测量

►适用场合:被测发射率较低,但物体有部分发射率较高,并且与需要测量的地方温度相同。

►操作方式:可以直接测量发射率较高部位。具体操作与方法一相同。

 

3、表面粘贴绝缘胶带

►适用场合:发射率较低,被测目标相对比较大,温度较低(小于100℃),要求测试后不改变原目标表面状况的场合,例如金属表面。

►操作方式:贴绝缘胶布(3M电工胶带)。当绝缘胶布与被测物体温度一致时,将热像仪发射率设定为0.95进行测量。

 

4、表面涂漆

►适用场合:可适用于发射率较低,温度较高的目标,也适用于目标尺寸较小的情况。例如管道、不规则散热片等

►操作方式:使用黑体漆或油漆喷涂物体表面。当干燥并且与被测物体温度一致时,将热像仪发射率设定为0.9,测量涂漆区域温度。

 

 怎么快速得知物体发射率?

 

发射率除了查表外,有时还需要自己测量,因为有很多物质无法查表确认,或发射率表中给的也是范围,如氧化铜,氧化成度不同,发射率也不同,这时就需要我们直接测量物体的发射率。

 

分享一种简单实用的方式

1、在被测物体表面粘贴一块3M绝缘胶带,绝缘胶带的发射率我们知道是0.95;

2、当绝缘胶带与被测物体温度平衡后,将发射率设置为0.95,测量绝缘胶带处温度,如参考点83.7℃;

 

3、选取临近参考点的C点,通过调整发射率数值,使C点温度接近参考点。当发射率设置0.2时,C点温度91.7℃,高于参考点;设置0.3时,C点温度72.5℃,又低于参考点。所以可在0.2和0.3之间尝试。

 

4、经过多次尝试,最终发现当C点发射率设置为0.24时,C点温度82.5℃,与参考点很接近,所以下次再测量与本次测量物体相同材质时,就可以直接使用0.24的发射率了。

 

在很多场景中,热像画面里包含了多种材质的被测物体,如果需要对比或同时准确测量,就需要如FOTRIC热像仪这样支持分区发射率功能的热像仪,可以让我们对个测量区域分别设置发射率,保证测温精度。如FOTRIC科研热像仪,每款型号都支持设置分区发射率。