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高速攝像機(jī)HX-3——雙色法測(cè)溫系統(tǒng)

       nac公司開(kāi)發(fā)的高分辨率雙色測(cè)溫分析系統(tǒng)配備了新設(shè)計(jì)的二色分配器光學(xué)系統(tǒng)和高分辨率高速攝像機(jī)。以焊接為例，利用該測(cè)量系統(tǒng)，可獲得焊接熔池周?chē)_的二維溫度場(chǎng)。其中，只有利用高位深度的高速攝像機(jī)才能獲得穩(wěn)定的溫度分布。

注：圖示為不同位深度的測(cè)量結(jié)果，更高的位深度意味著更小的誤差與更穩(wěn)定的溫度分布

      雙色法測(cè)溫又稱(chēng)比色法測(cè)溫，它利用兩個(gè)相鄰狹窄波段內(nèi)輻射強(qiáng)度的比值測(cè)溫。雙色法測(cè)溫采用波長(zhǎng)窄帶比較技術(shù)，根據(jù)維恩偏移定律，當(dāng)溫度增高時(shí)絕對(duì)黑體的最大單色輻射強(qiáng)度向波長(zhǎng)減小的方向移動(dòng)，使兩個(gè)固定波長(zhǎng)的亮度比隨溫度變化，因此測(cè)量其亮度比值即可知相應(yīng)溫度。尤其在中間介質(zhì)吸收較大以及在點(diǎn)或局部很小區(qū)域應(yīng)用等場(chǎng)合，由于輻射能量的衰減在兩個(gè)波長(zhǎng)下幾乎相同，因此不會(huì)影響它們之間的比值。

       近年來(lái)，利用彩色CCD去測(cè)量和監(jiān)測(cè)火焰溫度的方法已經(jīng)受到了越來(lái)越多的關(guān)注，國(guó)內(nèi)外也先后展開(kāi)了相關(guān)的研究。日本因其先進(jìn)的電子技術(shù)及其對(duì)環(huán)保的強(qiáng)烈意識(shí)，很早就在燃燒診斷中應(yīng)用了數(shù)字圖像處理技術(shù)。其中日本nac圖像科技公司又是此研究領(lǐng)域中的開(kāi)拓者。

nac雙色法測(cè)溫系統(tǒng)在焊接中的應(yīng)用

       與單色法測(cè)溫相比，雙色測(cè)溫不會(huì)隨物體表面的狀態(tài)而變化（表面粗糙度不一樣、或表面的化學(xué)狀態(tài)不一樣），不會(huì)影響測(cè)溫的準(zhǔn)確性，而單色測(cè)溫就會(huì)有影響。單色測(cè)溫儀不能測(cè)量比視場(chǎng)范圍小的物體。當(dāng)目標(biāo)不能充滿(mǎn)視場(chǎng)時(shí)，會(huì)使測(cè)量溫度低。雙色測(cè)溫儀能測(cè)量比視場(chǎng)范圍小的物體。測(cè)溫系統(tǒng)的光學(xué)部分如玻璃，在使用一段時(shí)間后會(huì)留下一些灰塵，空氣中有水、氣、油等，都會(huì)使發(fā)射率系數(shù)降低，所以單色測(cè)溫往往在此時(shí)測(cè)量溫度會(huì)降低。雙色測(cè)溫儀是通過(guò)測(cè)量物體在特定的兩個(gè)波段范圍內(nèi)的比值，當(dāng)出現(xiàn)灰塵、水汽等，所測(cè)得的兩個(gè)波段范圍內(nèi)的信號(hào)同時(shí)下降，相除以后，比值不變。

nac雙色測(cè)溫分光系統(tǒng)示意圖

      nac雙色法測(cè)溫系統(tǒng)通過(guò)分光光學(xué)系統(tǒng)來(lái)獲取高速攝像機(jī)抓拍的焊接圖片，然后使用Thermias測(cè)溫軟件分析焊接溫度和 KL 系數(shù)。軟件可以顯示焊接溫度場(chǎng)和 KL系數(shù)分布圖像色譜或連續(xù)的縮略圖和溫度的值矩陣。同時(shí)，可以輸出溫度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和 csv 格式的計(jì)算數(shù)據(jù)，由于高速相機(jī)高速拍攝的特性，該系統(tǒng)將為用戶(hù)提供更加精確的溫度分布系統(tǒng)。

nac雙色法測(cè)溫系統(tǒng)的特點(diǎn)：

1.     帶通濾波片可更換從而實(shí)現(xiàn)不同波段溫度場(chǎng)測(cè)量
2.     成像區(qū)域（到傳感器）可調(diào)
3.     輸入數(shù)據(jù)類(lèi)型 : 標(biāo)準(zhǔn)光源的圖像數(shù)據(jù)、燃燒火焰圖像數(shù)據(jù)
4.     可分析類(lèi)型 : 溫度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、焊接溫度計(jì)算
5.     Thermias 輸出分析結(jié)果如溫度分布圖，直方圖，線(xiàn)形，時(shí)間序列溫度顯示
6.     數(shù)據(jù)顯示: 火焰溫度/KL 系數(shù)圖像、溫度/KL 系數(shù)示意圖（16x16 像素）
7.     超高感光度: 黑白ISO 40,000，彩色I(xiàn)SO10,000.
8.     最大分辨率2560 X 1920，最大分辨率下速度可達(dá)到800fps.
9.     最高速度可以達(dá)到200,000fps.
10.     IRIG-B時(shí)間獲取和同步功能,
11.     相機(jī)響應(yīng)波長(zhǎng)范圍：250nm-1100nm實(shí)現(xiàn)近紫外到近紅外全波段響應(yīng)
12.     測(cè)量溫度從700到4000攝氏度
13.     未來(lái)可升級(jí)結(jié)合圖像增強(qiáng)器（UVi）可支持紫外測(cè)量

      日本nac Image Technology公司是全球著名的專(zhuān)業(yè)科研級(jí)高速攝像機(jī)廠商。作為全球率先（1958年）推出高速攝像機(jī)的公司，其產(chǎn)品已遍布世界各地，包含大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)、軍事和汽車(chē)工業(yè)等單位。武漢中創(chuàng)聯(lián)達(dá)科技有限公司為nac在中國(guó)的總代理，主要從事光電子影像產(chǎn)品（低照度相機(jī)、高速攝像機(jī)、超高速攝像機(jī)、高分辨率相機(jī)及其圖像分析軟件）的銷(xiāo)售、研發(fā)，提供特殊環(huán)境下的拍攝、成像服務(wù)。了解更多產(chǎn)品信息，歡迎來(lái)電咨詢(xún)！