發(fā)射率
發(fā)射率是影響紅外溫度檢測精度的重要參數之一,因各目標不盡相同,故發(fā)射率會有很大差別;若不能準確設置發(fā)射率或找到正確的途徑判斷溫度,則會造成嚴重的測量誤差,本章講述的是如何修正發(fā)射率,滿足客戶精確測量的需求。
什么是發(fā)射率?
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)各種物質的發(fā)射率是由物體的本身材質所決定,相同的溫度下,物質不同,向外輻射的能量也會不同。例如下圖,電工絕緣膠帶貼在不銹鋼杯的表面,將紅外熱像儀的發(fā)射率設為膠帶的發(fā)射率(0.93),同時使用接觸式熱電偶測量溫度,可看到絕緣膠帶處溫度與接觸式測溫一致,而不銹鋼杯表面與膠帶的發(fā)射率不同,故溫度顯示有較大差別。
影響發(fā)射率的因素有哪些?
我們將檢測的目標分為非金屬和金屬材料兩大部分,大多數非金屬材料(如塑料、油漆、皮革、紙張等)發(fā)射率可設置為0.95,相同材質、不同顏色的目標其發(fā)射率非常接近,誤差通常不超過測量精度范圍;部分表面光亮的非金屬材料發(fā)射率較低(如瓷磚、玻璃等),這些材料需要參考后頁內容進行發(fā)射率確認。金屬材料的發(fā)射率會受到下列因素的影響:
材料――不同材料的發(fā)射率不同,如銅的發(fā)射率一般來說比鋁高。
表面光潔度――通常表面粗糙的材料發(fā)射率比光潔表面高。
表面幾何形狀――中空,有角度的及孔洞的,表面多重反射等具有較高發(fā)射率,表面有凹陷、夾角或不平整規(guī)則的部位比平整的部位發(fā)射率高,如通常我們在檢測模具加熱時會,發(fā)現溫度有偏高的部位,但實際上該模具溫度是均勻的,偏高的位置往 往是表面不規(guī)則的部分。
測量角度――0度-55度是最好的測量角度
表面顏色――視覺顏色不影響發(fā)射率,然而顏色會影響可見光的吸收,在陽光下的一輛黑色的車比黃色的車會更熱一些
波長和溫度――有影響但是不大
發(fā)射率確定方法【涂抹法】
用水性白板筆(已知發(fā)射率)均勻的涂抹在被測物體表面,然后通過調整紅外熱像儀發(fā)射率,直到沒有涂抹的表面溫度與涂抹表面溫度相同或接近,此時的發(fā)射率即為目標物體正確的發(fā)射率。
操作方法:涂抹水性白板筆(建議使用晨光水性白板筆,牌號MG - 2160 ,黑色) 發(fā)射率:0.95。
適用場合:此方法可以適用于不允許改變物體表面狀態(tài)(涂抹后可擦去),同時形狀不適合進行膠帶粘貼的目標,涂抹法可針對較小的目標進行,但目標表面溫度不宜超過100℃。
注意事項:應盡量使涂抹面均勻,建議使用者涂抹3分鐘后,待目標表面熱平衡后再進行測試。白板筆不能是油性筆,否則干后很難擦去。
發(fā)射率確定方法【噴漆法】
將漆(已知發(fā)射率)均勻的噴涂在被測物體表面,然后通過調整紅外熱像儀發(fā)射率,直到沒有噴漆的表面溫度與噴漆表面溫度相同或接近,此時的發(fā)射率即為目標物體正確的發(fā)射率。
操作方法:噴涂的丙烯酸樹脂(建議使用保賜利自動噴漆,黑色),發(fā)射率: 0.97。
適用場合:此種方法可以適用于溫度較高目標,也可以使用目標尺寸較小的,但可以接受被測物體表面狀況被改變的場合,例如設備維護場合下的管道、閥門等靜設備;制造業(yè)中,較小的芯片表面、管腳、不規(guī)則的散熱片、電容器頂端、LED芯片(表面鍍銀)。
注意事項:應盡量使噴漆面均勻,而且?。ǖ采w住被測目標表面),同時要給客戶說明,噴涂后的目標可能會留有殘留;建議使用者噴涂3分鐘后,再進行測試。
發(fā)射率確定方法【絕緣膠帶法】
將一塊絕緣膠帶(已知發(fā)射率)貼于被測物體表面,通過調整紅外熱像儀發(fā)射率,使被測材料表面溫度與貼有絕緣膠帶表面溫度相同或接近,此時的發(fā)射率即為被測材料物體正確的發(fā)射率。
操作方法:貼絕緣膠布(建議使用3M電氣絕緣膠帶,牌號1712,黑色),發(fā)射率:0.93
適用場合:此種方法適用于被測目標相對比較大,溫度較低(小于80℃),要求測試后不改變原目標表面狀況的場合,例如各種散熱模塊,光潔芯片(較大)表面 ,金屬表面等。
注意事項:應盡量使膠帶與被測目標的表面接觸緊密,沒有氣泡或褶皺等現象,需要預留5分鐘以上時間,使被 測目標表面與膠帶充分達到熱平衡狀態(tài)。
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