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如何用低成本材料增加目標(biāo)發(fā)射率

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(shí)際上，我們測(cè)量物體的發(fā)射率值通常低于1，對(duì)于這些目標(biāo)，測(cè)量的溫度將是物體的發(fā)射率、反射率、透射率的綜合結(jié)果。

一個(gè)完美的黑體的發(fā)射率是1，也就是說(shuō)目標(biāo)的輻射是100%從目標(biāo)表面發(fā)射出來(lái)的。

實(shí)際上，我們的目標(biāo)發(fā)射率值往往小于1，目標(biāo)測(cè)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(huì)較低，有的甚至難以使用紅外熱像儀測(cè)量。在許多工業(yè)研發(fā)應(yīng)用中，發(fā)射率低的物體普遍存在，而在電氣設(shè)備中尤為突出。為了獲得理想的測(cè)量結(jié)果，需要提高這些目標(biāo)的發(fā)射率。

發(fā)射率的差異性

從測(cè)量輻射量出發(fā)，了解發(fā)射率值是進(jìn)行真實(shí)溫度評(píng)估的必要條件，但是，必須謹(jǐn)慎使用發(fā)射率表值。操作員通常不清楚同一被測(cè)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(huì)隨著觀測(cè)波長(zhǎng)的變化而變化。此外，表面條件、紋理和形狀對(duì)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(duì)測(cè)量精度的影響：假設(shè)目標(biāo)發(fā)射率的不確定度為±0.05，對(duì)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(duì)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(jì)算中，增加了溫度讀數(shù)的誤差（但實(shí)際測(cè)溫結(jié)果是由紅外電磁輻射通過(guò)斯蒂芬波爾茨曼定律間接轉(zhuǎn)換成溫度讀數(shù)獲取得來(lái)的，溫度和電磁輻射是一個(gè)四次方的非線性曲線Wrb=εσΤ4）。

通過(guò)紅外圖像，你可能會(huì)認(rèn)為樹(shù)葉比杯子表面更冷，實(shí)際上，它們的溫度完全相同，紅外輻射強(qiáng)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(duì)低于0.5的目標(biāo)發(fā)射率進(jìn)行溫度測(cè)量。如果必須要測(cè)量，則可通過(guò)準(zhǔn)確的補(bǔ)償（參加ITC紅外培訓(xùn)中可以系統(tǒng)學(xué)習(xí)哦~），或者可用建議的高發(fā)射率、好的傳導(dǎo)率的材料覆蓋目標(biāo)，通過(guò)熱傳導(dǎo)作用，將被測(cè)物體表面溫度傳導(dǎo)到高發(fā)射率材料后間接測(cè)量獲取。那么，有哪些經(jīng)濟(jì)有效的方法可以改善目標(biāo)的發(fā)射率，從而改善測(cè)量精度呢？

改善發(fā)射率的“省錢(qián)”方法

電工膠帶

大多數(shù)高質(zhì)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(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)波（8-12μm）區(qū)域的發(fā)射率均為0.96，建議使用。

這個(gè)例子展示了兩個(gè)帶膠帶的罐子：左邊的那個(gè)裝滿了熱水，右邊的在室溫下。對(duì)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?yàn)楣拮拥陌l(fā)射率很低。這是一個(gè)典型的例子，說(shuō)明在低發(fā)射率目標(biāo)上使用高發(fā)射率應(yīng)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(duì)紅外發(fā)射率來(lái)說(shuō)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(duì)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(gè)例子，這些粉末的發(fā)射率在0.9至0.95范圍內(nèi)，前提是它們的應(yīng)用厚度足夠不透明。

沒(méi)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(diǎn)是減少了精細(xì)的細(xì)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(yīng)用于較小的電氣元件中，性能優(yōu)于無(wú)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(duì)于長(zhǎng)波熱像儀，修正液的發(fā)射率約為0.95-0.96。

實(shí)例：控制PCB板的發(fā)射率值

在故障查找過(guò)程中，測(cè)量組裝好的印刷電路板（PCB）上元件的溫度是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)，但由于不同元件的ε值不同，因此很難實(shí)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(duì)這些部件進(jìn)行自己的表面處理。當(dāng)用已知的、測(cè)試過(guò)的和有特征的涂層處理電路板時(shí)，通常可以簡(jiǎn)化問(wèn)題。涂覆后，組件表面具有相同的ε值，就可以通過(guò)熱成像確定相對(duì)溫度。

要控制發(fā)射率值，可以用涂層處理PCB板

想要獲得測(cè)量目標(biāo)的真實(shí)溫度，我們就要盡可能的提高目標(biāo)的發(fā)射率。

原文標(biāo)題：小菲課堂｜提升目標(biāo)發(fā)射率，省錢(qián)又有效的方法在這里。..。..

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