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高速攝像機HX-3——雙色法測溫系統

       nac公司開發的高分辨率雙色測溫分析系統配備了新設計的二色分配器光學系統和高分辨率高速攝像機。以焊接為例，利用該測量系統，可獲得焊接熔池周圍精確的二維溫度場。其中，只有利用高位深度的高速攝像機才能獲得穩定的溫度分布。

注：圖示為不同位深度的測量結果，更高的位深度意味著更小的誤差與更穩定的溫度分布

      雙色法測溫又稱比色法測溫，它利用兩個相鄰狹窄波段內輻射強度的比值測溫。雙色法測溫采用波長窄帶比較技術，根據維恩偏移定律，當溫度增高時絕對黑體的最大單色輻射強度向波長減小的方向移動，使兩個固定波長的亮度比隨溫度變化，因此測量其亮度比值即可知相應溫度。尤其在中間介質吸收較大以及在點或局部很小區域應用等場合，由于輻射能量的衰減在兩個波長下幾乎相同，因此不會影響它們之間的比值。

       近年來，利用彩色CCD去測量和監測火焰溫度的方法已經受到了越來越多的關注，國內外也先后展開了相關的研究。日本因其先進的電子技術及其對環保的強烈意識，很早就在燃燒診斷中應用了數字圖像處理技術。其中日本nac圖像科技公司又是此研究領域中的開拓者。

nac雙色法測溫系統在焊接中的應用

       與單色法測溫相比，雙色測溫不會隨物體表面的狀態而變化（表面粗糙度不一樣、或表面的化學狀態不一樣），不會影響測溫的準確性，而單色測溫就會有影響。單色測溫儀不能測量比視場范圍小的物體。當目標不能充滿視場時，會使測量溫度低。雙色測溫儀能測量比視場范圍小的物體。測溫系統的光學部分如玻璃，在使用一段時間后會留下一些灰塵，空氣中有水、氣、油等，都會使發射率系數降低，所以單色測溫往往在此時測量溫度會降低。雙色測溫儀是通過測量物體在特定的兩個波段范圍內的比值，當出現灰塵、水汽等，所測得的兩個波段范圍內的信號同時下降，相除以后，比值不變。

nac雙色測溫分光系統示意圖

      nac雙色法測溫系統通過分光光學系統來獲取高速攝像機抓拍的焊接圖片，然后使用Thermias測溫軟件分析焊接溫度和 KL 系數。軟件可以顯示焊接溫度場和 KL系數分布圖像色譜或連續的縮略圖和溫度的值矩陣。同時，可以輸出溫度校準數據和 csv 格式的計算數據，由于高速相機高速拍攝的特性，該系統將為用戶提供更加精確的溫度分布系統。

nac雙色法測溫系統的特點：

1.     帶通濾波片可更換從而實現不同波段溫度場測量
2.     成像區域（到傳感器）可調
3.     輸入數據類型 : 標準光源的圖像數據、燃燒火焰圖像數據
4.     可分析類型 : 溫度校準數據、焊接溫度計算
5.     Thermias 輸出分析結果如溫度分布圖，直方圖，線形，時間序列溫度顯示
6.     數據顯示: 火焰溫度/KL 系數圖像、溫度/KL 系數示意圖（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達到800fps.
9.     最高速度可以達到200,000fps.
10.     IRIG-B時間獲取和同步功能,
11.     相機響應波長范圍：250nm-1100nm實現近紫外到近紅外全波段響應
12.     測量溫度從700到4000攝氏度
13.     未來可升級結合圖像增強器（UVi）可支持紫外測量

      日本nac Image Technology公司是全球著名的專業科研級高速攝像機廠商。作為全球率先（1958年）推出高速攝像機的公司，其產品已遍布世界各地，包含大學、科研機構、軍事和汽車工業等單位。武漢中創聯達科技有限公司為nac在中國的總代理，主要從事光電子影像產品（低照度相機、高速攝像機、超高速攝像機、高分辨率相機及其圖像分析軟件）的銷售、研發，提供特殊環境下的拍攝、成像服務。了解更多產品信息，歡迎來電咨詢！