红外热像仪通过检测物体表面的红外辐射来测量温度,理论上可以测量任何能够发射红外线的物体。以下是其适用范围及限制的详细说明:
一、可测量的物体类型
1. 固体表面
金属与非金属材料
金属:需注意表面氧化程度(如生锈的金属发射率较高,抛光金属发射率低,可能需调整参数)。
非金属:木材、塑料、混凝土、陶瓷等(发射率通常较高,测量更准确)。
电子设备:电路板、芯片、散热器等,用于检测过热元件。
机械设备:电机、轴承、管道等,监测摩擦或过载导致的异常温升。
2. 液体与半流体
液体表面温度:如储罐中的油、水、化工液体(需避免镜面反射干扰)。
高温熔融物:金属熔液、玻璃熔炉等(需选择耐高温型号,如>1500℃量程)。
3. 生物体
人体/动物体表温度:用于医疗发热筛查(如额温)、兽医诊断或野生动物观测。
植物:检测叶片温度,分析蒸腾作用或病虫害。
4. 气体与火焰
高温气体:锅炉尾气、火焰温度分布(需高灵敏度热像仪,且气体需含颗粒/烟雾增强辐射)。
火焰轮廓:分析燃烧效率或火灾蔓延。
二、测量限制与注意事项
1. 表面特性影响
发射率差异:
高反射表面(如抛光金属、玻璃)会反射环境红外辐射,导致测温偏差。
解决方案:覆盖哑光涂料、调整热像仪发射率参数(如铝箔设为0.05,人体皮肤设为0.98)。
透明/半透明材料:
玻璃、塑料薄膜等可能透射红外线,测到后方物体温度(需特殊滤光片或近距离测量)。
2. 环境干扰
大气衰减:水蒸气、CO₂会吸收部分红外波段,远距离测量时需校准。
背景辐射:高温环境(如熔炉附近)可能干扰目标测量,需使用窄波段热像仪。
3. 动态与移动物体
快速移动物体需高帧率热像仪(如>100Hz),否则图像模糊(如旋转机械叶片)。
瞬时温度变化需响应时间短的制冷型探测器(如爆炸过程监测)。
三、操作建议
校准与设置:
根据被测物材质设置发射率(参考标准发射率表或实测校准)。
避免测量反光表面时直对热源(如太阳、加热器)。
距离与视场角:
遵循“距离-目标尺寸比”(如1:1比例,测1cm²目标需距离1cm)。
特殊场景处理:
测气体时需借助悬浮颗粒;测玻璃时使用短波红外(SWIR)热像仪。
四、总结
红外热像仪能测量绝大多数固体、液体表面及高温气体,但需注意材料发射率、环境干扰和动态特性。对于透明、高反射或超低温物体(如液氮),需结合辅助技术(如涂层、滤光片)或选用专用设备。实际应用中,选择合适波段(长波8-14μm或短波3-5μm)和量程的热像仪是关键。