高速摄像机HX-3——双色法测温系统

       nac公司开发的高分辨率双色测温分析系统配备了新设计的二色分配器光学系统和高分辨率高速摄像机。以焊接为例，利用该测量系统，可获得焊接熔池周围精确的二维温度场。其中，只有利用高位深度的高速摄像机才能获得稳定的温度分布。

注：图示为不同位深度的测量结果，更高的位深度意味着更小的误差与更稳定的温度分布

      双色法测温又称比色法测温，它利用两个相邻狭窄波段内辐射强度的比值测温。双色法测温采用波长窄带比较技术，根据维恩偏移定律，当温度增高时绝对黑体的最大单色辐射强度向波长减小的方向移动，使两个固定波长的亮度比随温度变化，因此测量其亮度比值即可知相应温度。尤其在中间介质吸收较大以及在点或局部很小区域应用等场合，由于辐射能量的衰减在两个波长下几乎相同，因此不会影响它们之间的比值。

       近年来，利用彩色CCD去测量和监测火焰温度的方法已经受到了越来越多的关注，国内外也先后展开了相关的研究。日本因其先进的电子技术及其对环保的强烈意识，很早就在燃烧诊断中应用了数字图像处理技术。其中日本nac图像科技公司又是此研究领域中的开拓者。

nac双色法测温系统在焊接中的应用

       与单色法测温相比，双色测温不会随物体表面的状态而变化（表面粗糙度不一样、或表面的化学状态不一样），不会影响测温的准确性，而单色测温就会有影响。单色测温仪不能测量比视场范围小的物体。当目标不能充满视场时，会使测量温度低。双色测温仪能测量比视场范围小的物体。测温系统的光学部分如玻璃，在使用一段时间后会留下一些灰尘，空气中有水、气、油等，都会使发射率系数降低，所以单色测温往往在此时测量温度会降低。双色测温仪是通过测量物体在特定的两个波段范围内的比值，当出现灰尘、水汽等，所测得的两个波段范围内的信号同时下降，相除以后，比值不变。

nac双色测温分光系统示意图

      nac双色法测温系统通过分光光学系统来获取高速摄像机抓拍的焊接图片，然后使用Thermias测温软件分析焊接温度和 KL 系数。软件可以显示焊接温度场和 KL系数分布图像色谱或连续的缩略图和温度的值矩阵。同时，可以输出温度校准数据和 csv 格式的计算数据，由于高速相机高速拍摄的特性，该系统将为用户提供更加精确的温度分布系统。

nac双色法测温系统的特点：

1.     带通滤波片可更换从而实现不同波段温度场测量
2.     成像区域（到传感器）可调
3.     输入数据类型 : 标准光源的图像数据、燃烧火焰图像数据
4.     可分析类型 : 温度校准数据、焊接温度计算
5.     Thermias 输出分析结果如温度分布图，直方图，线形，时间序列温度显示
6.     数据显示: 火焰温度/KL 系数图像、温度/KL 系数示意图（16x16 像素）
7.     超高感光度: 黑白ISO 40,000，彩色ISO10,000.
8.     最大分辨率2560 X 1920，最大分辨率下速度可达到800fps.
9.     最高速度可以达到200,000fps.
10.     IRIG-B时间获取和同步功能,
11.     相机响应波长范围：250nm-1100nm实现近紫外到近红外全波段响应
12.     测量温度从700到4000摄氏度
13.     未来可升级结合图像增强器（UVi）可支持紫外测量

      日本nac Image Technology公司是全球著名的专业科研级高速摄像机厂商。作为全球率先（1958年）推出高速摄像机的公司，其产品已遍布世界各地，包含大学、科研机构、军事和汽车工业等单位。武汉中创联达科技有限公司为nac在中国的总代理，主要从事光电子影像产品（低照度相机、高速摄像机、超高速摄像机、高分辨率相机及其图像分析软件）的销售、研发，提供特殊环境下的拍摄、成像服务。了解更多产品信息，欢迎来电咨询！