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提升目標發(fā)射率,省錢又有效的方法在這里

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)實際上,我們測量物體的發(fā)射率值通常低于1,對于這些目標,測量的溫度將是物體的發(fā)射率、反射率、透射率的綜合結果。


一個完美的黑體的發(fā)射率是1,也就是說目標的輻射是100%從目標表面發(fā)射出來的。


實際上,我們的目標發(fā)射率值往往小于1,目標測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)射率會較低,有的甚至難以使用紅外熱像儀測量。在許多工業(yè)研發(fā)應用中,發(fā)射率低的物體普遍存在,而在電氣設備中尤為突出。為了獲得理想的測量結果,需要提高這些目標的發(fā)射率。


發(fā)射率的差異性


從測量輻射量出發(fā),了解發(fā)射率值是進行真實溫度評估的必要條件,但是,必須謹慎使用發(fā)射率表值。操作員通常不清楚同一被測物體的發(fā)射率值在不同波段下的具體數(shù)值,而且發(fā)射率也會隨著觀測波長的變化而變化。此外,表面條件、紋理和形狀對材料的發(fā)射率也有重要影響。


有一種方法可以理解發(fā)射率不確定度對測量精度的影響:假設目標發(fā)射率的不確定度為±0.05,對于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算中,增加了溫度讀數(shù)的誤差(但實際測溫結果是由紅外電磁輻射通過斯蒂芬?波爾茨曼定律間接轉換成溫度讀數(shù)獲取得來的,溫度和電磁輻射是一個四次方的非線性曲線Wrb=εσΤ4)。


通過紅外圖像,你可能會認為樹葉比杯子表面更冷,實際上,它們的溫度完全相同,紅外輻射強度的差異是由發(fā)射率的差異造成的


因此我們建議不要嘗試對低于0.5的目標發(fā)射率進行溫度測量。如果必須要測量,則可通過準確的補償(參加ITC紅外培訓中可以系統(tǒng)學習哦~),或者可用建議的高發(fā)射率、好的傳導率的材料覆蓋目標,通過熱傳導作用,將被測物體表面溫度傳導到高發(fā)射率材料后間接測量獲取。那么,有哪些經(jīng)濟有效的方法可以改善目標的發(fā)射率,從而改善測量精度呢?


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。


這個例子展示了兩個帶膠帶的罐子:左邊的那個裝滿了熱水,右邊的在室溫下。對于熱罐,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,因為罐子的發(fā)射率很低。這是一個典型的例子,說明在低發(fā)射率目標上使用高發(fā)射率應用程序的必要性


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噴霧足粉就是兩個例子,這些粉末的發(fā)射率在0.9至0.95范圍內,前提是它們的應用厚度足夠不透明。


沒有增加發(fā)射率涂料的印刷電路板


隨著涂料的發(fā)射率增加,使用油漆的缺點是減少了精細的細節(jié)


修正液


使用修正液也是增加表面發(fā)射率的有效途徑。這種方法可應用于較小的電氣元件中,性能優(yōu)于無法在小面積表面粘貼的膠帶。修正液可使用小刷與酒精清洗掉。對于長波熱像儀,修正液的發(fā)射率約為0.95-0.96。


實例:控制PCB板的發(fā)射率值


在故障查找過程中,測量組裝好的印刷電路板(PCB)上元件的溫度是一項經(jīng)濟有效的技術,但由于不同元件的ε值不同,因此很難實現(xiàn)。通常,多氯聯(lián)苯中含有各種金屬和塑料部件,這些部件由不同的制造商制造,這些制造商對這些部件進行自己的表面處理。當用已知的、測試過的和有特征的涂層處理電路板時,通常可以簡化問題。涂覆后,組件表面具有相同的ε值,就可以通過熱成像確定相對溫度。


要控制發(fā)射率值,可以用涂層處理PCB板


想要獲得測量目標的真實溫度,我們就要盡可能的提高目標的發(fā)射率。關于提高目標發(fā)射率的低成本方法,您學會了嗎?

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