xenics长波红外相机应用于热工艺监控

时间：2022-09-23

作者：深圳维尔克斯光电有限公司

热工艺在许多行业中用于材料工程，例如熔化、成型或干燥。由于加工温度可能很高，因此在加热过程之后监控冷却非常重要，而且存在一定的火灾风险，工作过程需要安全控制，这样可以安全地进行流程或暂停等待下一步。

实际上，过高的温度可能会给后续程序步骤带来麻烦。此外，储存也是一个问题，因为它可能会引起火灾，导致生产停止，损坏产品，甚至损坏工厂。

长波红外相机(LWIR)，为监测温度的适宜波长范围

长波红外LWIR相机的工作波长范围为8µm至14µm。这是测量温度高达400°C（见图1）的物体发出的热量的合适光谱带，*照明，也不受自然光的影响。

用于此应用的LWIR相机基于微测辐射热计阵列。每个像素都充当微型温度计。组成一个传感器，它可以建立具有高空间分辨率的观察区域的热图。

图1.温度监测：热像仪（左图）检测到管道连接处接近200°C的异常温度。在可见相机上无法看到此缺陷（右图）。

正确校准后，它们甚至可以读取**温度，从而实现热成像。由于这一特性，长波红外热像仪是实时温度监测的良好解决方案。

Gobi+ 相机

Xenics在制造用于热成像的热像仪方面拥有丰富的经验。Gobi+ 相机（见图2）基于17µm间距的二维微测辐射热计阵列，具有VGA分辨率（640列像素x480行）。这款高灵敏度相机可以检测低至0.05°C的温度差异，并且可以每秒60帧的速度输出数据。通过M34或M42提供的光学接口，它可以根据应用安装焦距从5.8mm到200mm的镜头。此外，它还具有CameraLink™和GigEVision®输出和控制接口，并且符合GenICam™标准，因此可以简单直接地集成到工业系统中。

最后，用于热成像的Gobi+相机的关键特性是它的校准。相机可以进行温度校准。使用这种校准包，可以使其成为非常精确的**温度测量系统。

图2.Gobi+相机

一个真实的案例：

Boulder Imaging是一家开发和提供机器视觉系统的公司，该公司需要一种解决方案来防止其客户的设施发生火灾。客户在加热过程中，会从他们的产品中去除水分，并且从烤箱中退出时，产品有可能会着火。

Boulder Imaging决定采用基于热像仪的检测系统。因为使用这种系统，*额外的光源。用热成像的系统检测异常高温区域即可发现火灾风险。

这在图3的左侧进行了说明，该图显示了在客户系统中触发警报的级别的热点，右侧图片是正常的温度变化。

此外，热成像系统可指示出炉的产品温度，因此可用于工艺优化。如图3右侧所示，产品运行温度低于左侧，因此客户可以选择增加烘箱右侧的热量输出，以更均匀地加热产品。

图3.来自Boulder Imaging检测系统的图片（由Boulder Imaging提供）。

选择的Xenics热成像相机的理由：

在选择热像仪时，Boulder Imaging决定使用Xenics热像仪：Gobi+ 相机。Boulder Imaging的硬件工程总监Joey Nesbitt解释说：“我们对本应用中使用的XenicsLWIR相机感到非常满意！我们评估了市场上的其他长波红外相机，Xenics Gobi+640型号的相机是我们的较佳选择。主要原因之一是它是真正的热成像传感器，具有可用的校准功能，可以确定**温度”。

实际使用时，对于相关的警报和过程监控系统，具有热点检测的热成像是不够的，因为还需要获得物品的**温度制图。这意味着相机的光学系统必须可以很好地校准。如前所述，这是Xenics Gobi+相机的主要功能之一：准确的温度校准软件包。这使用户不仅可以检测热点，还可以测量**温度，从而采取相关措施来防止火灾和优化流程。

结论

由于其真正的热成像能力，Xenics Gobi+相机已被证明是温度监测的良好解决方案。除了允许在工业环境中进行温度检查和防火外，它还被证明有助于过程监控。

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