optris
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PI
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红外热像仪
操作手册
optrisPI–C2009-03-A1
OptrisGmbH
Ferdinand-Buisson-Str.14
D–13127Berlin
GERMANY
Tel.:+49-30-500197-0
Fax:+49-30-500197-10
E-mail:info@optris.de
Internet:www.optris.com
CE-标准符合
该产品符合下列标准:
EMC:EN61326-1
安全准则:EN61010-1:1993/A2:1995
该产品满足EMC89/336/EEC和低电压73/23/EEC的定向要求.
在初次使用仪器前请仔细阅读本操作手册.厂家保留在更新产品前更改有关性能参
数的权利.
警告
虽然每台仪器都得到了质量控制.但是,如果出现质量问题请立即与客服部门取得联系。该产品自交货之日起保质期为24
个月，保质期过后厂家还承担额外6个月的产品维修或附件质保。厂家质保不适用于因为过失或疏忽导致的产品损坏。如
果用户擅自打开仪器外壳，将会导致保质期失效。在保质期内如果出现质量问题，仪器将会得到免费检测、维修和标定，
但运费将由用户承担。厂家保留用更换部件的方式代替维修部件的权利。如果质量问题因为用户的过失或疏忽而引起，用
户应该为维修等过程付费。如果出现这种情况，请用户事先咨询有关费用事宜。
2optrisPI–C2009-03-A
目录
页码页码
介绍3设置14
标准配置3测量功能20
维护保养4红外原理基础22
警告4发射率23
出厂默认设置4定义23
技术参数5发射率的测定23
基本性能5发射率性质24
电气参数5附件A–金属发射率表25
测量参数6附件B–非金属发射率表26
机械安装7
电气安装8
处理接口9
开机9
专用软件10
安装10
概述11
菜单12
optrisPI–C2009-03-A3
介绍!
衷心感谢您选择应用OptrisPI红外热像仪!
OptrisPI热像仪根据物体的红外辐射计算物体的表面温度[?红外理论基础]，FPA（焦平面阵列)器件提供单
幅160x120像素的二维红外热图并以标准调色板显示。热图存储的数据格式方便用户应用PI专用软件进行
分析处理。
标准配置
?包含1只镜头的OptrisPI热像仪
?USB电缆(1m)
?通讯连接电缆
?三脚架
?PIConnect专用软件
?操作手册
OptrisPI是一台包含灵敏红外探测器和高质量光学镜头的精密测量仪器，将仪器镜头对准较强辐射热源
（大功率激光器或类似功率设备）能够影响测量精度甚至导致探测器件的损坏。仪器只能通过提供的螺栓
或三脚架与外壳紧固安装。
4optrisPI–C2009-03-A
注意：
不能使用包含溶剂的液体清洁仪器（不
管是镜头还是机身）
维护保养
镜头清洁：使用压缩气体吹扫光路，清除污染颗粒。镜头表面
可用柔软、清洁的镜头纸沾上清水或玻璃清洗剂仔细擦拭。
警告
避免静电设备、电弧焊机和感应加热器，远离强电磁场EMF的影响.防止环境温度的剧烈变化。
在使用中发现仪器出现任何问题，请及时和我们的客服部门取得联系。
出厂默认设置
仪器在交货时预设如下参数:
温度范围-20...100°C
发射率0,970
通讯接口(PIF)关闭
内部通讯(IPC)关闭
测量功能十字坐标(3x3像素)
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技术参数
基本性能
IP67(NEMA-4)
环境温度0...50°C
-40...70°C
20...80%,非凝露
材质(外壳)阳极氧化铝材
45mmx45mmx62mm
重量250g(包含1只镜头和1mUSB电缆)
电缆长度(USB2.0)1m(标准),5m,20m
IEC68-2-6:2G,11–200Hz,任何轴向
IEC68-2-29:25G,11ms,任何轴向
EMI89/336/EWG
电气参数
电源5VDC(经由USB2.0接口)
牵引电流max.500mA
通讯接口输出(PIFout)0-10V(TObj,TIntor图标状态)
通讯接口输入(PIFin)0-10V(发射率,图标控制)
数字接口USB2.0
冲击
震动
环境等级
存储温度
相对温度
外观尺寸
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测量参数
温度范围-20...100°C
150...900°C
波谱范围7,5...13μm
透镜31°x23°/9°x7°
系统精度
1)
±2°C或±2%
温度分辨率(NETD)0,08K
帧频100Hz
预热时间
0,10…1,00(通过软件调节)
测量功能十字坐标(1x1,3x3or5x5像素);位置任意调整
矩形区域;尺寸可以设定;位置任意调整
二种功能在信号处理时可以组合应用
测量模式:平均值,最大值,最小值.
专用软件PIConect
1)
环境温度23±5°C;取更大值
0...250°C
发射率
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机械安装
PI热像仪外壳底部有2个M4螺孔(6mm深度)，可以借此直接安装或通过三脚架安装固定。
OptrisPI–外型尺寸图
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电气安装
在PI热像仪后面板上有2个连接插座，请将配带的USB电缆连接到右边的插座上，而左边的连接插座为处理
接口。
带连接器的仪器后部
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处理接口
PI热像仪自带处理接口,可以通过软件编程作为输入[PIFin](控制仪器)或作为输出[PIFout](控制处理)。
PIFinPIFout
发射率目标温度
图标控制单元温度
图标状态
信号电平为0-10V。
开机
首先通过CD光盘安装软件PIConnect,具体步骤如下一章说明。CD光盘不但包括仪器应用软件，而且包括
性能标定数据，这些数据将会自动安装。
现在可以将红外热像仪通过USB端口(USB2.0)连接到个人的PC机上。
启动软件后，将从个人PC机的屏幕中看到热像仪所得到的实时热图。
图象清晰度可以通过旋转外部的镜头环来调整。
10optrisPI–C2009-03-A
系统配置要求:
?WindowsXP
?USB接口
?最低30MByte空间的硬盘
?最低256MByteRAM
?CD-ROM驱动器
专用软件PIConnect
安装
将安装CD盘插入到计算机的驱动器中，正常情况下
会自动安装运行。
否则请从CD-ROM启动setup.exe，根据对话框提示
步骤操作，直到完成安装。
启动菜单的安装路径为:
[Start]\Programs\OptrisGmbH\PIConnect。
如果要卸载软件，请从启动菜单上选择卸载功能。
主要特点：
?显示多功能测量的实时热图(100Hz)
?记录功能(视频,radiometricvideo,snapshot)
?对热图和视频信号分析处理
?完成参数设置，远程控制仪器
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11
概述
1热像仪红外实时热图
2温度曲线:显示热图中任意大小
和位置区域中的最多2条温度分
布
3参考色棒:显示调色板定标
4测量区域温度:根据所选测量
功能（十字坐标/矩形区域）显
示温度–该温度数值也同时显
示在红外热图中（右上角）
5直方图:显示单一温度的概率分
布
6控制功能:显示仪器不同部件的
温度，通过点击图标按钮手动激
活图标
7十字坐标温度:通过移动十字坐
标可以得到热图中任意点的温度
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菜单
软件最重要功能可以通过工具棒直接激活:
文件菜单:
Open打开热图文件(JPG图形格式,IR视频)。
SaveCapturedVideo存储热图文件(标准AVI格式或RAVI格式)。
Reopen显示近期打开过的文件目录。
Play,Pause,Stop和Record控制记录数据和返回到图形文件。
Snapshot存储单幅热图(JPG)。
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13
观察菜单:
菜单用于显示或隐含不同的软件功能。
由此热图功能信息可以确定哪些信息是需要观察的。
工具菜单:
菜单除了用于显示热图外，还可选择仪器诸多参数的确定。
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设置
菜单Tools\Options\General打开下列窗口:
Palette:选择一种彩色调色板显示红外热图
Directory:存储热图和视频文件目录
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Register:设备
Shutflag:图标关闭周期的定义
Emissivity:发射率设定
Temperaturerange:测量温区选择
Processinterface(PIFin):编程PIF作为输入(0-10V)远程控制发射率设定或图标
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Processinterface(PIFout):编程PIF作为输出(0-10V)得到目标温度、仪器内部温度和图标状态
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17
Register:测量
Measurearea:选择测量功能(十字坐标,矩形区域)
Temperatureprofile:定义温度曲线的长度和位置
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Register:记录
Recordingframerate:记录帧频速率的定义
Recordingtimelimit:最大记录时长的定义
Radiometricrecording:如果以.ravi文件格式开始记录，相关文件只能以PIConnect专用软件打开
（媒体播放软件不能兼容）
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19
Register:扩展
InterprocessCommunication(IPC):使色彩、温度或ADU值能以DLL嵌入其他应用之中
Reducedisplayedframes:显示热图信息的控制（标准设置为略过）
Displayframerate:应用软件的帧频速率
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测量功能
专用软件PIConnect支持下列测量功能：
十字坐标:
测量某一单点的温度.十字坐标可以位于热图的任何位置。
测量点的大小为1x1,3x3或5x5像素。
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矩形区域:
测量所选矩形区域内温度的平均值、最大值或最小值，矩形区域的大小和位置可以在热图上任意确定。
温度曲线:
适用于上述2种测量模式，单幅热图上最多可以得到2条温度曲线。
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红外原理基础
每个具有温度的物体都能辐射一定的红外能量，物体的温度发生变化，其辐射能量也随之改变。可以通过测量
1μ至20μm波长的辐射得到物体的辐射能量。
物体的辐射能量与其物质特性有关，这种物质特性借由发射率参数来描述。大多数物质的发射率值是已知的
（见附录所示发射率表）。
红外测温仪是一种光电传感器.，根据物体发出的红外辐射计算其表面温度。红外测温仪最重要的特点是能对
物体进行非接触测量，因而能测量不可靠近的物体温度或是运动中的物体温度。
红外测温仪基本由如下部件组成：
?光学镜头
?光谱滤片
?探测器
?电子元件(前置放大器/线性放大器/信号处理器)
光学镜头的性能指标决定了红外测温仪的光路特性，以测量距离与目标大小的比值来描述。
光谱滤片选择与测温相关的波长范围。
探测器完成将热辐射转变为电信号的功能。
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23
发射率
定义
一个物体发出的红外辐射能量大小，不但与其自身温度高低有关，而且与其表面物质状态有关。发射率(ε–
Epsilon)就是用于描述某一物质辐射能量能力大小的特定参数，其数值范围在0到100%之间。“黑体”是发
射率为1.0的理想辐射源，而镜面的发射率却只有0.1。
如果发射率选择过高，则测温仪显示的温度将比实际温度要低的多----假设被测目标相对周围环境温度要高。
低发射率(反射表面)将会容易产生测量误差，这些误差是由背景目标（火焰、热源、耐火砖等）的辐射干扰所
致。在这种情况下要减少测量误差，测量操作必须谨慎小心，仪器要采用避免反射干扰的保护措施。
发射率的测定
?首先,用热电偶或接触式传感器确定被测目标的实际温度；其次，用测温仪测量目标温度；最后，调节测温
仪发射率数值，使测温仪显示数据与目标实际温度相同。
?如果要测量的温度高达380°C，可以使用一张特殊塑料粘贴纸粘贴在被测目标上并将其部分覆盖(part
number:ACLSED)，设定发射率为0.95并测量粘贴纸的温度。然后再测量目标粘贴纸旁边区域的温度，
调节测温仪发射率值，使其温度与粘贴纸温度相同。
?使用一种黑色、平坦的油漆（发射率为0.98）部分覆盖被测目标表面，调节测温仪发射率为0.98，测量涂
漆表面温度。然后再测量目标涂漆旁边区域的温度，调节测温仪发射率值，使其温度与涂漆表面温度相
同。
注意：上述三种测量方式都要求目标温度与环境温度存在不同。
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发射率特性
在上述三种方式都不能确定发射率的情况下，只能采用查阅发射率表的手段得到帮助。
?附录A和附录B.但仅仅是平均值。
物体的实际发射率与下列因素有关：
?温度
?测量角度
?表面几何形状
?厚度
?表面结构(光亮,氧化,粗糙,喷沙)
?测量波谱范围
?透射率(e.g.针对薄膜物体)
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25
附录A–金属发射率表
typical
Emissivity
typical
Emissivity
Aluminiumnonoxidized0,02-0,1Leadroughened0,4
polished0,02-0,1oxidized0,2-0,6
roughened0,1-0,3Magnesium0,02-0,1
oxidized0,2-0,4Mercury0,05-0,15
Brasspolished0,01-0,05Molybdenumnonoxidized0,1
roughened0,3oxidized0,2-0,6
oxidized0,5Monel(Ni-Cu)0,1-0,14
Copperpolished0,03Nickelelectrolytic0,05-0,15
roughened0,05-0,1oxidized0,2-0,5
oxidized0,4-0,8Platinumblack0,9
Chrome0,02-0,2Silver0,02
Gold0,01-0,1Steelpolishedplate0,1
Haynesalloy0,3-0,8rustless0,1-0,8
Inconelelectropolished0,15heavyplate0,4-0,6
sandblast0,3-0,6cold-rolled0,7-0,9
oxidized0,7-0,95oxidized0,7-0,9
Ironnonoxidized0,05-0,2Tinnonoxidized0,05
rusted0,5-0,7Titaniumpolished0,05-0,2
oxidized0,5-0,9oxidized0,5-0,6
forged,blunt0,9Wolframpolished0,03-0,1
Iron,castednonoxidized0,2Zincpolished0,02
oxidized0,6-0,95oxidized0,1
Leadpolished0,05-0,1
MaterialMaterial
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附录B–非金属发射率表
typical
Emissivity
Asbestos0,95
Asphalt0,95
Basalt0,7
Carbonnonoxidized0,8-0,9
graphite0,7-0,8
Carborundum0,9
Ceramic0,95
Concrete0,95
Glass0,85
Grit0,95
Gypsum0,8-0,95
Ice0,98
Limestone0,98
Paintnonalkaline0,9-0,95
Paperanycolor0,95
Plastic>50祄nontransparent0,95
Rubber0,95
Sand0,9
Snow0,9
Soil0,9-0,98
Textiles0,95
Water0,93
Woodnatural0,9-0,95
Material
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|
