在許多應(yīng)用中,使用熱像儀進行非接觸式溫度測量是不可少的。
一、測量物體
1、材料和發(fā)射率
熱像儀測量物體發(fā)射的長波紅外輻射。(由物體本身)發(fā)射的紅外輻射量取決于材料的表面。 請注意:每種材料表面都有特定的發(fā)射率。
2、顏色
材料表面的顏色對測量物體發(fā)射的長波紅外輻射沒有顯著影響。關(guān)鍵因素是溫度。例如,涂成黑色的供暖散熱片發(fā)射的長波紅外輻射與同等溫度的白色供暖散熱片所發(fā)射的長波紅外輻射*等量。 請注意:材料表面的顏色幾乎沒有影響。
3、測量物體的表面
在熱成像中,測量物體表面的結(jié)構(gòu)起著至關(guān)重要的作用。因為測量物體表面的發(fā)射率根據(jù)其表面結(jié)構(gòu)、污染或涂層而變化。
1)表面結(jié)構(gòu)
通常,光滑、有光澤、反光和/或拋光表面的發(fā)射率略低于相同材料的無光澤、凹凸、粗糙、風(fēng)化和/或劃痕表面的發(fā)射率。 請注意:測量光滑表面時,請?zhí)貏e注意周圍可能的輻射源(例如陽光、熱量等)。
2)表面有水分、雪和霜
水、雪和霜具有相對高的發(fā)射率(約0.85<ε<0.96),這也就是為什么測量這些物質(zhì)通常沒有困難。但是,請您務(wù)必牢記,測量物體的溫度可能會被這種天然涂層扭曲。因為水分在蒸發(fā)時會冷卻測量物體的表面,并且雪具有良好的隔熱性能。白霜通常不會形成密封表面,因此在測量時必須考慮白霜的發(fā)射率以及其下層的表面的發(fā)射率。 請注意:如果可能,請避免在潮濕、積雪或霜凍的表面上進行測量。
3)表面上有污垢和異物
表面上的灰塵和異物如灰塵、煙灰或潤滑劑通常會增加表面的發(fā)射率。因此,測量臟物通常沒有困難。但是,熱像儀始終測量表面,即灰塵,的溫度,而不是測量物體表面以下的精確溫度。 請注意:避免測量松散的污垢表面(由于夾雜空氣而導(dǎo)致溫度不實)。
二、測量環(huán)境
1、環(huán)境溫度
您還應(yīng)考慮反射溫度(RTC)的設(shè)置以及發(fā)射率設(shè)置(ε),以便熱像儀可以正確計算表面溫度。在許多測量應(yīng)用中,反射溫度相當(dāng)于環(huán)境溫度。在測量物體和測量環(huán)境之間存在較大溫差的情況下,確保發(fā)射率設(shè)置*正確非常重要。
2、輻射和干擾源
溫度高于絕對零度(0Kelvin= -273.15°C)的每個物體都會發(fā)射紅外輻射。與測量物體溫度差異較大的物體會因其自身的輻射而破壞紅外測量。您應(yīng)盡可能避免或關(guān)閉此類干擾源。遮擋干擾源,例如:用屏風(fēng)或紙板箱。您可以測量反射輻射,例如使用Lambert散熱器和熱像儀。
3、天氣
1)云
理想情況下,在密集多云的天空下進行室外紅外測量。原因:測量物體不受太陽輻射和“冷天輻射”的影響。
2)降水
水、冰和雪具有高發(fā)射率并且不受紅外輻射的影響。此外,濕物體的測量可能導(dǎo)致測量誤差,因為隨著降水蒸發(fā),測量物體的表面會冷卻下來。請注意:強降水(雨、雪)會使測量結(jié)果失真。
4、空氣/空氣濕度
如果熱像儀的鏡頭(或防護玻璃)在高相對濕度下有水汽凝結(jié),則無法*接收紅外輻射。由于水汽凝結(jié),輻射無法*到達紅外熱像儀的鏡頭。極其密集的霧也會影響測量,因為透射路徑中的水滴阻礙了紅外輻射。請注意:確保測量環(huán)境中的相對空氣濕度較低。這樣可以避免空氣中(霧)、測量物體、防護玻璃或熱像儀鏡頭的水汽凝結(jié)。
空氣污染空氣流動
由于熱交換(對流),靠近表面的空氣與測量物體的溫度相同。如果有風(fēng)或氣流,那么這層空氣就會被“吹走”,并被尚未適應(yīng)測量物體溫度的新空氣層所取代。作為對流的結(jié)果,熱量會從測量物體流失(當(dāng)測量物體溫度較高時)或被測量物體吸收(當(dāng)測量物體溫度較低時),直到空氣溫度和測量物體表面溫度彼此適應(yīng)為止。這種熱交換的效果增加了測量物體表面和環(huán)境溫度之間的溫差。請注意:房間內(nèi)的風(fēng)或通風(fēng)會影響熱像儀的溫度測量。
空氣污染物質(zhì)包括一些懸浮顆粒,例如灰塵、煙灰和煙霧,以及一些具有高發(fā)射率且?guī)缀醪煌干涞恼魵狻_@意味著它們會影響測量,因為它們發(fā)出的紅外輻射會被熱像儀接收。另外,僅有一些測量物體的紅外輻射可以到達熱像儀,因為大部分紅外輻射被懸浮物分散和吸收。
5、光/光源
光或照明對熱像儀的測量沒有顯著影響。您還可以在黑暗中進行測量,因為熱像儀測量長波紅外輻射。然而,一些光源本身會發(fā)射紅外熱輻射,因此會影響其附近物體的溫度。
請勿在陽光直射或靠近熱燈泡的地方進行測量。
冷光源,如LED或霓虹燈,是非關(guān)鍵的:它們將所用能量的主要部分轉(zhuǎn)換為可見光,而非紅外輻射。
三、室外熱成像技術(shù)的特殊方面
晴空的紅外輻射被稱為“冷空輻射”。白天,在晴朗的天空中可以測到冷空輻射(-50 ~ -60°C)和溫暖的太陽輻射(~5500°C)。在輻射面積方面,天空輻射超過太陽輻射,這意味著室外熱成像所反映的溫度通常低于0°C,即使在晴天也是如此。由于吸收陽光,物體在陽光下變熱。這大大影響了表面溫度——甚至在受到太陽輻射后幾小時內(nèi)都會持續(xù)影響。
在測量過程中,移動位置以識別成像。成像會偏移,即使視角發(fā)生變化,測量物體的熱紅外異常也會停留在同一位置。
避免在非常熱或非常冷的物體附近進行測量,或者,可以先將源頭屏蔽。
避免太陽直接輻射,甚至在測量前幾個小時就避免太陽直接輻射。在測量前幾個小時考慮如何尋找云層遮擋。
如果熱像儀上有空氣濕氣凝結(jié),請勿測量。
不要在極端污染的空氣中進行測量(例如,當(dāng)剛剛揚起灰塵之時)。