一、热显像技术发展简介! c/ `6 x! r5 M3 `. b$ |
模红外线的发现是由英国天文学家赫歇尔(Herschel)在1800年用棱镜把太阳光分光而得的放射投射于水银温度计黑化的水银囊部份,测定其吸收 能量所致的温升,以未被投射的温度计为标准,发现紫色光升2°C,红色光升7°C,红色外肉眼看不到的光比红色光高2°C,这是实验发现红外线的头一遭, 有人说他将此命名为红外线。红外线是一种电磁波,波长约在0.7μm到1毫米,频率为300GHz或更长。; ^* {# Y' `5 F6 `% G6 l- T W; C
" M) w& q2 x/ N j2 g" b9 e 3 G+ q# X' A( N3 k' F( d K
6 d0 }: d$ O C$ C
H. v2 o9 s) q0 u 物体表面温度若超过绝对零度(0K)即会辐射出电磁波,随着温度的不同,其所辐射电磁波之强度与波长分布特性 亦随之改变。为电磁波波长分布图,波长约略介于0.75μm到1000μm间之电磁波概称为「红外线」,而人类视觉可查觉之「可见光」则约略介于 0.4μm到0.75μm之间。 红外线在地球表面传送时,会受到大气组成物质( 特别是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收,使强度明显下降,仅在3μ~5μm(短波)及8~14μm(长波)间的两个波段有较好之穿透率(Transmission), 此即俗称之大气窗(Atmospheric window)。 " A5 W! ~ ~9 P
. Z* ?4 u0 j6 I& s X 9 T+ l& l3 x/ V5 S; @+ F- {) }+ ]* W* y1 k3 w& l
|4 e) B" n" p, r/ V+ O- V5 l 二、热像分析仪简介与应用 2 k$ b! @2 t" Z8 q 所有的物体表面温度大于绝对零度都会辐射出红外线能量。物体越热,其分子就愈加活跃,它所发出的红外线能量也就越多。热像分析仪利用此原理计算出物体 表面温度分布。 为热像分析仪的量测原理,热像分析仪包括有光学装置,可以收集来自物体的辐射红外线能量,并把该能量聚焦在传感器上。能量经传感器转化为电子讯号,透过温 度转换画像处理,将结果显示出来。 热像分析仪具有非接触式、测温快速、反应灵敏及视觉直接观测等特性,使其在非破坏性检测及热点追踪的领域中扮演重要的角色。对各项产品设备进行操作状态 检,即早发现产品设备过热及解决温度问题。 $ X0 \1 q8 Z& \) ~8 [ " n& j: ^ Y) `+ a8 X" j& u+ w8 O0 F% w3 e# i e6 @4 c
目前热像分析仪有多种机型, 为各种不同机型,从基础机型到高阶机型,因应不同需求而选用不同的机型。热像分析仪应用范围很广,其检测的项目亦包罗万象,有工业安全、设备维修预知保 养、非破坏性检测、研究开发、医疗诊断、监视保全…等。其中以非破坏性检测之模具温度分布测量为例,如 针对所需要的量测的对象,使用热像分析仪进行量测,接着使用USB或IEEE1394接口与计算机连接,搭配热像分析软件获得所需要的温度数据。 * M/ q9 H$ {& o H# A) ?, F 2 R1 s7 ]6 U5 s$ w. x8 K1 A) o 6 a* G R! I) l& O) m. W/ u 4 V# p0 V# {. _' i5 Y三、热显像技术于模具产业应用实验 ! g* f& P$ F/ j 为了展示如何将热显像技术实际应用于模具产业上,进行一组简单平板的实验进行比对,并且配合CAE模拟进行验证。 实验的模型使用一个简单的平板,如 所示,几何外观分别为94mm(长度) x 69mm(宽度) x 3.5 mm(厚度),如 为所使用的模具,此模具原本为一模两穴,为简化实验只使用一穴进行实验。 实验所使用的射出机为Nissei ES400,如 所示。其螺杆直径为22mm,最大射出体积为35cm3,最大射出压力为255MPa,最大射出率为80cm3/s,最大锁模力为40ton。 U4 B% b9 u0 _7 Y; \1 ]0 r
( ~" Q& b. S7 R8 S" D7 W
. B' Z2 N' X; q C# b! }5 H; T! i1 Z; a* \
/ i- V( y6 a7 ^( x6 R/ z. h- V; |