為了正確的使用熱像儀,你需要知道不同的材料和環(huán)境如何影響熱像儀的溫度讀數(shù)。發(fā)射率是指物體表面輻射出的能量與相同溫度的黑體輻射能量的比率。(黑體是一種理想化的輻射體,可輻射出所有的能量,其表面的發(fā)射率為 1.00)實(shí)際上,我們測(cè)量物體的發(fā)射率值通常低于1,對(duì)于這些目標(biāo),測(cè)量的溫度將是物體的發(fā)射率、反射率、透射率的綜合結(jié)果。
一個(gè)完美的黑體的發(fā)射率是1,也就是說目標(biāo)的輻射是100%從目標(biāo)表面發(fā)射出來的。
實(shí)際上,我們的目標(biāo)發(fā)射率值往往小于1,目標(biāo)測(cè)溫值源于物體表面發(fā)射、空中的傳輸與物體表面反射輻射量的總和。
一般而言,潔凈、未氧化、裸露的金屬表面發(fā)射率會(huì)較低,有的甚至難以使用紅外熱像儀測(cè)量。在許多工業(yè)研發(fā)應(yīng)用中,發(fā)射率低的物體普遍存在,而在電氣設(shè)備中尤為突出。為了獲得理想的測(cè)量結(jié)果,需要提高這些目標(biāo)的發(fā)射率。
發(fā)射率的差異性
從測(cè)量輻射量出發(fā),了解發(fā)射率值是進(jìn)行真實(shí)溫度評(píng)估的必要條件,但是,必須謹(jǐn)慎使用發(fā)射率表值。操作員通常不清楚同一被測(cè)物體的發(fā)射率值在不同波段下的具體數(shù)值,而且發(fā)射率也會(huì)隨著觀測(cè)波長的變化而變化。此外,表面條件、紋理和形狀對(duì)材料的發(fā)射率也有重要影響。
有一種方法可以理解發(fā)射率不確定度對(duì)測(cè)量精度的影響:假設(shè)目標(biāo)發(fā)射率的不確定度為±0.05,對(duì)于0.95的發(fā)射率,看上去這表示大約5%的誤差(0.05/0.95),而對(duì)于光亮的銅等金屬材料,發(fā)射率為0.05,這表示100%的誤差(0.05/0.05)。這些誤差傳播到溫度計(jì)算中,增加了溫度讀數(shù)的誤差(但實(shí)際測(cè)溫結(jié)果是由紅外電磁輻射通過斯蒂芬?波爾茨曼定律間接轉(zhuǎn)換成溫度讀數(shù)獲取得來的,溫度和電磁輻射是一個(gè)四次方的非線性曲線Wrb=εσΤ4)。
通過紅外圖像,你可能會(huì)認(rèn)為樹葉比杯子表面更冷,實(shí)際上,它們的溫度完全相同,紅外輻射強(qiáng)度的差異是由發(fā)射率的差異造成的
因此我們建議不要嘗試對(duì)低于0.5的目標(biāo)發(fā)射率進(jìn)行溫度測(cè)量。如果必須要測(cè)量,則可通過準(zhǔn)確的補(bǔ)償(參加ITC紅外培訓(xùn)中可以系統(tǒng)學(xué)習(xí)哦~),或者可用建議的高發(fā)射率、好的傳導(dǎo)率的材料覆蓋目標(biāo),通過熱傳導(dǎo)作用,將被測(cè)物體表面溫度傳導(dǎo)到高發(fā)射率材料后間接測(cè)量獲取。那么,有哪些經(jīng)濟(jì)有效的方法可以改善目標(biāo)的發(fā)射率,從而改善測(cè)量精度呢?
改善發(fā)射率的“省錢”方法
電工膠帶
大多數(shù)高質(zhì)量的電工膠帶的發(fā)射率為0.95,需要注意的是在使用中波長熱像儀(3 - 5μm)的情況下,膠帶是不透明的,有些乙烯基膠帶很薄,有一定的紅外透過率,因此不能用作高發(fā)射率的涂料。Scotch? Brand的88黑色乙烯基電工膠帶的發(fā)射率為0.96,在短波(3-5μm)和長波(8-12μm)區(qū)域的發(fā)射率均為0.96,建議使用。
這個(gè)例子展示了兩個(gè)帶膠帶的罐子:左邊的那個(gè)裝滿了熱水,右邊的在室溫下。對(duì)于熱罐,膠帶的溫度為163°F(72.8°C),罐的溫度為74.3°F(23.5°C)。后者的讀數(shù)基本上是環(huán)境溫度,因?yàn)楣拮拥陌l(fā)射率很低。這是一個(gè)典型的例子,說明在低發(fā)射率目標(biāo)上使用高發(fā)射率應(yīng)用程序的必要性
油漆和涂料
大多數(shù)油漆的發(fā)射率約為0.9至0.95,金屬基涂料具有低發(fā)射率,不推薦使用。油漆的平整度和涂層的厚度對(duì)紅外發(fā)射率來說很重要。膠帶適合小面積使用。油漆適用于較大面積,但這是一種永久性涂料。對(duì)于需要去除的大面積涂層,或者膠帶不合適的地方,懸浮在泥漿或噴霧形式的粉末可以很好地工作。染料滲透顯影劑和Dr. Scholl s噴霧足粉就是兩個(gè)例子,這些粉末的發(fā)射率在0.9至0.95范圍內(nèi),前提是它們的應(yīng)用厚度足夠不透明。
沒有增加發(fā)射率涂料的印刷電路板