如何用簡單的方(fāng)法來搞定發(fā)射(shè)率!
各種物體表麵的發射率是由物體表麵的材質決定的,是否您在使用熱像儀測量不同材質物體表麵溫度時,尤其是光亮的金屬或非金屬表(biǎo)麵,陷(xiàn)入解決發射(shè)率的(de)困境(jìng)了呢?如果是,不用急(jí),小編教你如何用簡(jiǎn)單的方法來搞定發射率(lǜ)!
1、表麵可處理之絕緣膠帶法
a. 適(shì)用場合:適用於被測目標(biāo)相對比較大,溫度較低(小於100℃),要(yào)求測試後不改(gǎi)變原目(mù)標表麵狀況的場合,例如各種散熱模塊、光潔器件表麵、金屬表麵等
b. 操作方法:貼絕緣膠布(建(jiàn)議使用3M電氣絕緣膠(jiāo)帶(dài),顏色不(bú)論),之後將熱像儀發射率設為0.95
c. 注意事(shì)項:應盡量使膠帶與(yǔ)被測目標的表麵接觸緊密,沒有氣泡或褶皺等現(xiàn)象,需(xū)要預留5分鍾以上(shàng)時間(jiān),使被測目標表麵與膠帶充分達到熱平衡狀態。一般膠帶隻能耐溫100℃,若檢測高溫建議(yì)使用高溫膠帶最高至300℃。
2、表麵可處理之塗漆法(fǎ)
a. 適用場(chǎng)合:此種方法可以適用於溫度較高目標,也可以適用(yòng)目(mù)標尺寸較小的,客戶可以接受被測物體表麵顏色被改變的場合,例如(rú)在製造業中,較小的(de)芯片表麵、管腳(jiǎo)、不規則的散熱片、電容器頂端、LED芯片(表麵鍍(dù)銀)等
b. 操作方法(fǎ):油性筆或丙烯酸樹脂噴漆(啞光(guāng)漆或橘皮漆),發射(shè)率設為(wéi)0.95-0.97
c. 注意事項:應盡量使漆麵均勻,而且薄(但要覆蓋住被測目標表麵);為保證充分達到熱平衡(héng),建議塗漆3分鍾後再進行測試。大(dà)部分(fèn)漆的耐溫為400 ℃以下,若目標溫度較高建議使用(yòng)氧化銅高溫漆最高至(zhì)1000 ℃。
電路板上的金屬器件一般都需要用漆層進行覆蓋
3、表麵可處(chù)理之導熱矽脂法
a. 適用場合:1)當塗漆和貼膠帶可能會影響金屬表麵散熱,改變金屬原有的溫度 2)塗漆(qī)後(hòu)不方便擦拭 3)部分材質漆層有導電的隱患 4)膠帶粘貼比(bǐ)較麻煩,特別對
b. 操作方法:使用導熱矽脂(可在各化學(xué)品、化學(xué)試劑銷售網點購買(mǎi)),設(shè)置發射率0.95
c:注:導熱矽脂的導熱係數λ>0.8W/m.k,可真實反映金屬表麵的溫度狀況。導熱矽脂在-50℃~180℃內不溶化、不流失、不揮發。
塗有導熱矽脂的金屬表麵
4、表麵不可處(chù)理之(zhī)空腔效應法
a) 空腔效應:**********這就是(shì)空腔效應。
b) 適用場合:在光亮金屬表麵上(如電氣設備),螺栓孔、螺紋、垂直角落甚至劃痕,都會提供近似真實溫度的信息。
加熱後溫度均勻的鋁塊上的從左(zuǒ)往右深度變淺(qiǎn)的孔,從左往右溫度依次下降
c) 當光亮金屬表麵無法打(dǎ)孔或進行表麵處理(lǐ)時,可以反向設計空腔體,如將熱像儀至目標間的光路包圍起來的方法就製成了一(yī)個類似空腔環境,這時金屬表麵發(fā)射率將會提高,有利於檢測的準確性和穩定性
一般而言,潔淨、未氧化、裸露的金屬表麵(miàn)發射率較(jiào)低,有的甚(shèn)至難以(yǐ)使用紅(hóng)外熱像(xiàng)儀(yí)測量。在許多工業研發應用中,發(fā)射(shè)率低(dī)的物體普遍存在,而在電氣應用中尤為突出(chū)。為了獲得理想的測量結果,需要提高這些目(mù)標的發射率。
熱像儀記錄了電磁光譜中紅外波(bō)段的輻射強度(dù),然後將(jiāng)其(qí)轉化為可見光圖像。源(yuán)自某一物體的紅外能量通過熱像儀的光學鏡頭聚焦,傳遞至紅外探測器(qì)上,探測器將信息發送至傳感器電子元件,進行圖像處理(lǐ)。電子元件將來自探測器的數據(jù)轉化為可在取景器、標準視頻顯示器或LCD顯示(shì)屏上查看的圖像。紅外成像是一(yī)種(zhǒng)將紅外圖像轉化為輻射圖像,可在圖像上讀取溫(wēn)度值(zhí)的技術。因此,紅外圖像的每個像素點實際上對應一個溫度值
細看這幅熱圖像,可能認為樹葉的表觀(guān)溫度要比(bǐ)杯子的表觀溫度低。實際上,它們的溫度相同,紅外(wài)輻射強度差異是因輻射率不同所引起。
為了正確解讀熱圖像,需要了解不同材料與環境如何影響紅外熱像儀的溫度讀數。發(fā)射率是指:與(yǔ)完全發射體相比,目標(biāo)物體發射紅外輻射的效率(完全發射體又(yòu)稱為黑體(tǐ),其發射率值為1)。實際上,我們(men)的測量目標並非完全發射(shè)體,其(qí)發射率值往往小於1。目標的測溫值(zhí)源於發射、傳輸與反射輻射量的總和。
完全黑體的輻射率為1。換言之,目標的(de)輻射量完全由物體(tǐ)表(biǎo)麵發出。
為熱像儀設置正確的(de)發射率(lǜ)值至關重要,否則(zé),測溫值將不準確(què)。FLIR Systems已為許多材料預定義了發射率值,其它(tā)材料的發射率值詳見發(fā)射(shè)率(lǜ)表(biǎo)。
目標物體的發射率、反射率和熱傳導值(zhí)受材料的影響較大。大多數非金屬材料的發(fā)射率值(zhí)接(jiē)近(jìn)0.9,表示所測90%的輻射由目標發出。大多數(shù)拋光金屬的發射(shè)率(lǜ)值約(yuē)為(wéi)0.05至0.1。根據氧化或腐蝕的不同(tóng)程度,生鏽、被氧化(huà)或被腐(fǔ)蝕金屬的發射率值範圍為:0.3至0.9。
如果不能提高目標物體的發射率值,那麽,發射率低於(yú)0.7的材料將會很難測量,低於0.2的材料幾乎無法測量。幸運的是,可使用十分經濟實用的方法來補償目標的低發射(shè)率。以下六種方法可以降低目標的反射率,從而改善(shàn)測量精度。
六種(zhǒng)簡便方法增加測量(liàng)目標發射率,提高測量精度
一、電工(gōng)膠帶
大多(duō)數優質(zhì)電工膠帶的發射(shè)率(lǜ)為0.95。須注意的是膠(jiāo)帶是不透明的,尤其是使用中波長(3-5μm)相機(jī)時。某些乙烯基膠(jiāo)帶質地非常薄,具有一定的紅外(wài)透射比,因此無法用作高發(fā)射率塗(tú)層。Scotch™品牌88黑色乙烯(xī)基電工膠帶在短波(3-5μm)和長波(8-12μm)區段,發射(shè)率均為0.96,在此推薦使用。
本例展示了貼有膠帶的兩個罐子。左邊的罐子裝滿熱水(shuǐ),右邊的罐子僅處於常溫之下。對前者而言,從膠(jiāo)帶讀出的(de)溫度為72.8˚C,從罐(guàn)子讀出的溫(wēn)度為23.5˚C。由於罐子的發射率較低,後者的讀數基(jī)本上為環境讀數。這是一個十分經典的案例,說明了高發射率應用於低發射率(lǜ)目標的必(bì)要性。
二、塗料 & 塗(tú)層
大多數(shù)塗料的發射率範圍為(wéi)0.9-0.95。金屬漆發射率較低,不推薦使用。塗料的顏色並非影響紅外發射率的重要因素。塗料(liào)的光澤(zé)度比顏(yán)色更(gèng)重要。平光塗料比光澤塗(tú)料更受(shòu)歡(huān)迎。為了增加不透明度,塗層必須足夠厚。施加兩道塗層通常可以滿足需(xū)求。
膠帶適(shì)用於小麵積區域(yù)。塗料適(shì)用於大麵(miàn)積區域,但是塗料是永久性塗層。對於大麵積需要被去除(chú)的塗層,或者膠帶不適用之處,懸浮液粉末或噴塗(tú)效果會更優。染色滲透劑與Dr. Scholl’s™噴用足光(guāng)粉(fěn)便是2個(gè)很好(hǎo)的例子。
如果粉末噴塗得足夠厚,且不透明,這兩種粉末(mò)的發射率範圍均在0.9至0.95之間。
三(sān)、修正液
使用修正液是增(zēng)加(jiā)表(biǎo)麵發射率的有(yǒu)效途徑。這種方法可應用於最小的電氣元件中,性能優(yōu)於無法在小麵積表麵粘貼的(de)膠帶。修正液可使用刷子與酒精清洗掉。對於低波長熱(rè)像儀,修(xiū)正液的發射率約為0.95-0.96。
四、深層建議
由於許多目標通(tōng)常是帶電的,需要特別小心。隻有在目標(biāo)未通電時才能(néng)對其施加(jiā)塗層,通電後,隻能使用(yòng)經過批準的塗層確保正常運行。
確保塗層能覆(fù)蓋足夠麵積的(de)區域。了(le)解熱像儀測量的距離係數比,以及測量的最小安全距離。例如:距離係數比為250:1的熱像儀(yí),可在最遠2.5m處對1cm的目標(biāo)進行測量。
對於更高溫度應用,可使用耐高溫塗料,如:發動機或木炭烤爐塗料。膠(jiāo)帶與粉末會(huì)受到應用溫度範(fàn)圍的限製。對於電(diàn)氣係統,如果膠帶在(zài)熔化時,可能會導致十分嚴(yán)重的問題。因此,這一應用需要用(yòng)到高溫材料。
五、確定(dìng)發射率
了解發射率值對於從測(cè)量輻射(shè)的角度進行實際溫度評估十分必要。然而,使用發射率表時需十分(fèn)謹慎。通常(cháng)不清楚(chǔ)發射率(lǜ)在什麽波段是有效的。發射率確實會因波長(zhǎng)而改變。同時,表(biǎo)麵狀況、質地和形狀對材料的發射率影響較大。
以下是理解發射率(lǜ)不確定性影響測量精度的一種方法: 假設目標發射率的不確定性為±0.05。當發射率為0.95時,表示存在5%的誤(wù)差(0.05/0.95)。對於表麵光澤的銅材,發射率為0.05時,表示存在100%的誤差(0.05/0.5)。這些誤差將被(bèi)帶入溫度計算中,增(zēng)加溫度讀數的誤差。鑒於這一原因,我們建議:當目標發射(shè)率低於0.5時,不要進(jìn)行溫度測(cè)量。測量之前,最好對該目標加覆一層高發(fā)射(shè)率材料。
六、控製印刷電(diàn)路板的發射(shè)率值
為了控製發射率值,可對印刷電路(lù)板上加覆一道塗層。
在故障檢修期間,測量印刷電路板上密集(jí)元件的溫度是一項十分有用、而且經濟實惠的(de)技術,但(dàn)由於不同元件的E值均(jun1)不相同,操作起來難度比較大。通常,印刷電路板上布滿了各種由不同(tóng)廠(chǎng)家生產的金屬與(yǔ)塑料元件,而(ér)不同生產(chǎn)商使用的(de)拋光劑均不相(xiàng)同(tóng)。當電路板經(jīng)過已知、已檢測和特征明顯的塗層處理後,通常(cháng)可以簡化問(wèn)題。施加塗層後,元件表麵擁有相同的E值,相關溫度可通過





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