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红外热成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。通俗地讲红外热成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。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。红外热成像仪被广泛应用于工程技术,楼宇检查,军队实战等领域。 随着红外热成像仪的广泛应用,越来越多的使用者关注如何用好热像仪,红外热成像仪在使用中环境影响因素都有哪些?以备受全球工程师们亲睐的国际一流品牌Fluke红外热成像仪(福禄克)为例,小编总结了6大因素,分享出来供大家参考啦~ 1红外热成像仪的仪器工作温度有什么需要注意?可以在0℃以下检测或充电吗? 一般热像仪可在-10~50℃范围内工作;但当环境温度在0℃以下,建议开机半小时后达到充分预热再进行检测,连续室外检测时间不超过20 分钟。避免在过冷或过热的地方充电,以免减弱电池的蓄电能力。 2红外热成像仪对工作时的环境湿度有什么限制? 湿度为10%~90%,无凝结。 3Fluke 红外热成像仪是否具有防爆认证?可以用来检测危险区域吗? 目前Fluke 红外热成像仪不具有防爆认证。但热像仪具有远距离检测的优势,在检测距离可以满足被测目标的大小尺寸前提下,您可以选择在危险区域以外准确调焦后进行测试。 4现场环境下雨,是否会影响准确测量? 下雨本身对测量精度影响不大,但被测物体表面附着的水滴可能造成热量的异常流失,使测量温度不能准确反映物体的正常表面温度。同时,下雨环境对仪器本身也可能造成损坏,故不建议在雨天进行直接测量。 5现场环境存在大风,是否会影响准确测量? 大风对准确检测影响很大,按电力行业红外热成像诊断标准,被测目标的风速不应高于5 米/ 秒。若现场风速高于此标准,会导致被测物体散热过快,使测量温度偏低。 6红外热成像仪使用中会产生辐射干扰其他设备运行吗?会受到检测现场的其他设备的电磁辐射影响吗? Fluke 红外热成像仪是全被动接收设备,自身没有主动辐射信号,对于您的现场设备或产品没有任何干扰。外部电磁辐射影响:目前只发现电解铝的大电流整流柜会对热像仪造成干扰(一般此类现场电流会超过10 万安培以上)。
全新升级版工业热像仪TiS系列在秉承福禄克领先的工业设计的同时,配合其精密的光学系统,完美的成像效果,全新的功能升级,最重要的是亲民的价格,毫无疑问使得TiS系列红外热像仪成为Fluke红外热像家族又一非凡产品。 其卓越的性能和全面升级的功能,注定成为研发与品质管理工程师的新宠,针对产品研发应用Fluke重点推荐机型为TiS75、TiS65、TiS55、TiS45。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606171144_597213_3116934_3.jpg 性能升级:获取优异图像质量 • 像素最高达到:320*240 • IFOV最低达到:2.0mRAD • 最小聚焦距离可达:0.15m • 测温范围最高可达:550 ℃ • 可见光像素高达: 500万 功能升级:实现灵活操作及查阅 1. 手动对焦模式:可以在0.15米距离进行拍摄,对于芯片或贴片元器件等小目标可清晰检测。 2. 多个可移动点显示功能:可在显示屏任意一点上显示温度数据,方便观察。 3. 连续拍摄功能:可对疑似问题点的连续温度变化情况进行定时自动连续拍摄,检测人员无需长时间在现场等待,节约检测时间。 4. 高低温自动捕捉:可提高工作效率,避免错失可疑点。 5. AVI和带温度数据格式的录像模式,并可结合趋势分析软件对温度数据做趋势图和记录。 典型应用领域: 照明、电子、家电、机电、装备产品研发等领域http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606171144_597214_3116934_3.jpg 电路板元器件检测http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606171144_597215_3116934_3.jpg LED灯发热不均http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606171145_597216_3116934_3.jpg 制冷剂管道泄漏 更多详情,请查看福禄克红外热像解决方案中心,从精密到简便,从主管到基层,皆有所选!
[back=white] [/back][font=宋体]福禄克(FLUKE)VT02可视红外测温仪是全球第一款可视红外(带热图)测温仪,是福禄克公司于2012年底推出的全新测试工具,上市价格要4千元左右一台。现在,廉颇老矣,其功能已经跟不上时代的发展步伐,但丢了也可惜。给它制作附加微距镜,扩大使用范围,可以观察电路板上的贴片电子元件短路发热故障情况,提高维修效率,继续发挥余热。下面是制作过程。[/font][b][font=宋体]一、福禄克(FLUKE)VT02外观[/font][/b][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011259163450_935_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体] 福禄克(FLUKE)VT02采用英国IRISYS公司生产的低成本热释电阵列传感器REDEYE-6A,物理分辨率较低,为31 x 31像素。VT02实际红外分辨率为15x15=225像数。为了增加辨识度、达到更好地观测效果,采用了热成像与可见光融合技术来补偿低分辨率红外传感器的系统。VT02配有一个视觉相机,根据需要,可将图像从全热成像混合至全视觉图像。因此,它有两个镜头,见下图。仪器前部是观测窗,一个是热红外镜头,采集物体散发的热辐射信号,供内部非制冷热释电阵列传感器REDEYE-6A工作;另一个是可见光镜头,采集物体表面反射的可见光,供内部视觉相机CCD(CMOS)传感器工作。[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011259551154_6049_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]仪器热红外镜头采用锗玻璃镜头(不透明)、可见光镜头采用普通玻璃光学镜头:[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011301015450_9441_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体] VT02[/font][font=宋体]红外传感器波长范围6.5μm-14μm,VT02视觉相机为11025像素(现在看来,该像素简直是惨不忍睹)。VT02的焦距是固定的,不能自动对焦。最近观察距离(nerve档)为15cm,对于电路板上的微小贴片电子元件而言,这个距离还是太远,不能用于细微观察。下图是仪器近距离档(nerve档)观看某手机局部结构的图片(可见光模式),镜头贴近电子元件使得图像较大,但成像模糊根本看不清楚:[/font][font=宋体][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011301522309_62_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img] [/font][b][font=宋体]二、选择微距透镜[/font][/b][font=宋体] 根据光学照相机加装微距镜的原理,只需在福禄克(FLUKE)VT02的双镜头前分别加装红外微距镜和普通光学微距镜,就可以改变其焦距、近距离观察电路板上微小的贴片元件。[/font][font=宋体]附加镜头与原仪器镜头两透镜叠加合成焦距估算公式:[/font][font=宋体]f[/font][font=宋体]合=(f1*f2)/(f1+f2-d),(d两透镜距离)本文中,f合=(15*5)/(15+5-1.8)=4.12(cm)[/font][font=宋体]加装微距镜后,观测电路板上微小电子元件的清晰度大大提高,可以分辨出元件类型,见下图(可见光模式):[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011302314603_4499_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][b][font=宋体]普通光学微距透镜的选择:[/font][/b][font=宋体]由于福禄克(FLUKE)VT02的视觉相机(普通光学相机)像数很低,对于光学透镜的材质要求不高,玻璃及亚克力材质都行,选用焦距5cm~10 cm焦距的放大镜头比较适宜,镜片直径与VT02的视觉相机的镜头孔相等或稍大一些都行。本制作选用一片折叠放大镜上的直径12mm、焦距50mm的玻璃透镜,见下图:[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011303086029_4284_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b][font=宋体]红外热成像微距透镜的选择:[/font][/b][font=宋体]由于普通热成像工作波长一般在8~14um附近,普通光学玻璃透镜透过波长一般0.3~2.5um,因此对10um左右波长的黑体红外热辐射几乎是全吸收,不能用于红外热成像透镜,因此普通光学玻璃透镜不能作为红外镜头的附加微距镜。能穿透长波红外线的玻璃,用的最多的是锗玻璃和硒化锌玻璃。但锗玻璃很贵。考虑到低成本及取材容易,选用直径12mm、焦距50.8mm的硒化锌透镜(主要应用于二氧化碳激光雕刻机聚焦透镜),价格才几十元一片,波长范围0.5~22μm 左右,完全覆盖热成像对波长的要求,同时对500nm波段可见光也能透过,所以其玻璃透镜看起来是黄色透明的。[/font][img=,690,358]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011303339731_4469_1807987_3.jpg!w690x358.jpg[/img][font=宋体]如果不知道手头透镜的焦距时,可以按照下面的方法计算:[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]①采用平行光聚焦法确定透镜的焦距。需要凸透镜、白纸和标尺。凸透镜正对着阳光,观察白纸上光斑的形状。当达到最小和最亮时,用刻度尺测量光斑到凸透镜中心的距离,重复几次取平均值。(或在室内较暗处,用白炽灯代替阳光,凸透镜正对着白炽灯,观察白纸上光斑的形状。当显现钨丝达到最细和最亮时,用刻度尺测量光斑到凸透镜中心的距离,重复几次取平均值。)[/font][font=宋体] ②采用非聚焦成像方法确定透镜的焦距。需要一个小电珠灯泡、一个凸透镜和一个标尺。用凸透镜由近及远观察灯泡中的灯丝。刚好从视线看不见的时候,用刻度尺测量两者之间的距离,重复几次,算出平均值。[/font][b][font=宋体]三、制作微距镜框架[/font][/b][font=宋体] 取1mm~1.5mm厚的塑料板制作微距镜框架。根据仪器观测窗镜头位置,钻两个直径12mm孔将镜片安装上(镜片凸面向外,边缘涂粘接剂),为了加固和美观,再粘两个黑色塑料外圈,框架旁边钻4个小孔,捆扎橡皮筋,用于固定在仪器镜头前,安装、取下都很方便:[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011304360835_9512_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011305048906_4460_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][font=宋体]下图是固定好微距镜的仪器:[/font][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011305349796_4045_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011306170365_4114_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b][font=宋体]四、仪器微距观测情况[/font][/b][font=宋体]仪器加装微距镜后,用于观察电路板上的贴片电子元件发热情况。下图是仪器近距离档(nerve档)安装微距镜后,拍摄的一些图片(室温16℃):[/font][font=宋体]笔记本电脑散热孔:[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011306533779_9714_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体]手机充电线,插头处发热情况:[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011307299049_1528_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][font=宋体]某手机电路板边缘发热情况:[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011307562509_4913_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体]某手机电路板屏蔽罩发热情况:[/font][img=,502,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011308348210_8379_1807987_3.jpg!w502x480.jpg[/img][b][font=宋体]观测需要注意问题:[/font][/b][font=宋体]福禄克(FLUKE)VT02最近观测距离(nerve档)为15cm。在此距离处,热成像与可见光图像融合良好,过近或过远,热成像与可见光图像融合不好,二者图像重合度差,仪器屏幕上热成像图像位置偏离物件实际位置,对要求高的观测,效果不理想。[/font][font=宋体]下图是距15厘米处,观察一根受热细铁丝,热成像与可见光图像融合良好:[/font][img=,499,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011309104477_6243_1807987_3.jpg!w499x480.jpg[/img][font=宋体]下图是距离小于15厘米观察一根受热细铁丝,热成像呈下偏差:[/font][img=,500,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011309553537_5445_1807987_3.jpg!w500x480.jpg[/img][font=宋体]下图是距离大于15厘米观察一根受热细铁丝,热成像呈上偏差:[/font][img=,501,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011310249867_4967_1807987_3.jpg!w501x480.jpg[/img][font=宋体] [/font][font=宋体]同样的道理,当给仪器加装热成像及普通光学微距镜后,由于观测距离更近,热成像与可见光图像融合度更差,屏幕上两图像位置相距更远。这是仪器结构决定的,无法改动。在实际使用中,对一些要求较高的观测工作,可以按照下面的操作办法,得到较好的观测图像效果:[/font][font=宋体] 给仪器安装微距镜后,将仪器置于可升降观察架上,电路板置于工作台上,有一些适当的环境光。仪器开机,先置图像模式为全可见光,调节仪器镜头与被观察电路板的距离,使电子元件的光学成像清晰可见,然后再调节仪器热成像与可见光图像融合比例至合适观测位置(选择热成像70~100%),慢慢平移工作台上的电路板,寻找有异常发热故障的元件。下图是电路板上一段有电流线路(宽1mm)的全红外热图:[/font][img=,498,480]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/07/202307011311071217_5177_1807987_3.jpg!w498x480.jpg[/img][font=宋体] [/font][font=宋体]知道该仪器近距离观察物体有融合度不够好这个问题后,当被测发热点单一,观测工作要求不高,只需将仪器观测焦点(十字星)对准热成像中心,也能得到被测发热点温度值,不必要求图像100%融合后再测量,这样简单快捷一些。[/font][b][font=宋体]结语:[/font][/b][font=宋体]给热成像仪加装微距镜,不用昂贵的锗玻璃镜头,采用激光雕刻机使用的硒化锌聚焦透镜,取材容易,性价比最高。市面上绝大多数热成像仪配套的微距镜也是这种方案,值得一试。[/font]