如何才能測量高速移動或溫度驟變物體的熱量?傳統(tǒng)的測溫工具,比如熱電偶或點溫儀,無法提供能完全顯示高速熱應用特征所需的分辨率或速度。這些工具在用于對移動中物體進行測溫時并不實用,至少來說,并不能完整提供物體的熱屬性信息。
相比之下,紅外熱像儀可以測量整個場景中的溫度,捕捉每一像素的熱數據。紅外熱像儀能夠實現快速、準確、非接觸式的溫度測量。通過為相關應用選擇正確的熱像儀類型,你便能夠收集到可靠的高速測溫數據,生成定格的熱圖像,并給出具有說服力的研究數據。
點測溫與區(qū)域測溫
測量一個區(qū)域內的溫度,而非逐個點、逐個點的進行測溫,可以幫助研究人員和工程師對其正在測試的系統(tǒng)做出更好的知情決策。
由于熱電偶和熱敏電阻都需要通過接觸才能進行測溫,因此它們只能一次提供一個位置的溫度數據。而且,小的測試目標一次只能安裝少數熱電偶。貼在其上,實際上熱電偶會散熱,而可能改變溫度讀數。
傳統(tǒng)熱電偶的熱圖像
非接觸式的測溫可能采用點溫儀(也稱為紅外測溫儀),但如同熱電偶一樣,點溫儀只能測量單點的溫度。
紅外熱像儀能對絕對零度以上物體發(fā)出的熱輻射生成熱圖像。通過提供每一個像素的溫度測量值,研究人員可以以非接觸的方式對某一場景進行觀察和測溫。由于紅外熱像儀提供的數據比熱電偶或點溫儀要多,而且可以追蹤隨時間推移所發(fā)生的溫度變化,所以它們非常適合用于研究和工程設計項目。
制冷型與非制冷型紅外探測器
紅外探測器大體可分為兩類:一類是熱探測器,另一類是量子探測器。
熱探測器,比如微測輻射熱計,會對射入的輻射能產生反應,加熱像素,通過電阻的變化來反映出溫度的變化。此類紅外熱像儀不需要制冷,且成本比量子探測器紅外熱像儀低。
制冷型量子探測器采用銻化銦(InSb)、銦鎵砷(InGaAs)或應變超晶格制成。這類探測器為光電探測器,即光子撞擊像素點,轉化為可存儲于積分電容器的電子。像素采用的電子快門,通過斷開或短路積分電容器來控制快門。
量子探測器在本質上比微測輻射熱計的速度要快,主要原因是微測輻射熱計必須要改變溫度。
與改變像素溫度相反的是,量子探測器是將能量加到半導體中的電子里,提至高于進入導電帶的探測器能量帶隙,根據探測器的不同設計,可以測量為探測器電壓或電流的變化。這一變化可能發(fā)生得非???。
銻化銦(InSb)探測器熱像儀,比如FLIR X6900sc,在測量-20 ?C至350 ?C之間的物體溫度時,其典型的積分時間可能低至0.48μs。如此短的“快照速度”可以定格畫面,準確測量非??斓乃矔r變化。