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长焦、微距和广角红外镜头的区别

热成像

红外摄像机可以让你在安全距离内进行检查。这意味着你可能不必停止操作或穿上全套个人防护装备。它们节省了生产时间,并有助于防止暴露在危险环境中。然而,对于某些应用程序,您需要捕捉物体的图像,如果不进入危险区域,爬梯子,甚至可能使用电梯或直升机,就很难足够接近。你的相机需要一个镜头附件。高质量的长焦镜头和微距镜头通常被称为“智能镜头”,因为它们不需要校准与特定的相机一起使用。它们也可以与其他兼容的红外摄像机互换使用。

4倍和2倍远摄红外镜头放大您的视野,使您可以从地面或安全距离看到更多的细节。另外,25微米微距镜头可以提供一定程度的热细节,帮助您识别标准镜头无法捕捉到的问题。这种详细程度对于确保不断缩小的pcb和微电子元件的设计完整性和生产质量至关重要。

高质量的长焦镜头远不止拉近图像那么简单。它们可以帮助你捕捉增强的细节,同时提高你的空间分辨率,帮助你看到甚至测量你可能无法用标准镜头看到的异常现象。这可以帮助您评估可能的问题,而仍然在现场这些长焦镜头适合广泛的应用,包括发电,电力传输和配电;化工和油气制造业;金属提纯;楼宇检查或任何大型工业或商业运作。

何时使用广角镜头

广角镜头最适合从相对近的距离观察大型目标。如果您需要查看一个较大的区域或在一个狭窄的空间内工作,这对电气、维护和工艺技术人员特别有用。建筑检查员可以使用这些镜头检查屋顶和工业建筑,因为他们可以一次看到更大的区域。

用Fluke 2倍长焦镜头拍摄的西雅图太空针的红外图像雷竞技app
这张照片是用TiX560红外摄像机和Fluke 2倍远摄红外镜头拍摄的。雷竞技app
用福禄克4倍长焦镜头拍摄的西雅图太空针的红外图像雷竞技app
这张照片是在同一地点用TiX560红外摄像机和Fluke 4倍远摄红外镜头拍摄的。雷竞技app

何时使用2倍长焦镜头

对于中小型目标,当你无法用标准镜头近距离看到所需的细节时,2倍长焦镜头是一个很好的选择。例如,如果你的红外相机的标准镜头的D:S比为764:1,那么你可以站在距离物体764厘米(7.6米,25.1英尺)的地方,看到的光斑大小为1厘米。4英寸)。使用相同的相机和2倍长焦镜头,你的D:S将大约翻倍,从1厘米(43.6英尺)到1530:1(15.3米)。4在)点)。这将使你能够在近两倍的距离(约0.5平方厘米)看到相同的光斑大小。2寸2)面积从相同的距离。

2倍镜头比标准镜头提供了更多的细节。这意味着它可以减少您进入工厂危险区或爬上高梯子来获取关键故障排除或维护数据的需要。这使得它在检查电气、机电和工艺设备时非常有用。它也是一个很好的选择,扫描头顶的通风口,管道工作,或线路,或可能用于扫描下面的等级,以查看拱顶或小水池的细节。

用标准镜头观察变电站输电线
通过TiX560红外摄像机和标准镜头对变电站外部设备进行外部扫描,发现其中一个相位开关出现异常。
输电线在变电站与福禄克2倍长焦镜头雷竞技app
用福禄克(Fluke) 2x长焦镜头扫描同一区域,可以看到开雷竞技app关上有一个明确的热点。
输电线在变电站与福禄克4倍长焦镜头雷竞技app
这是第三张变电站输电线路的图片,由福禄克4倍长焦镜头拍摄,清楚地显示了刀式开关上的热点或高电阻。雷竞技app

何时使用4倍长焦镜头

4倍长焦镜头非常适合从更远的距离捕捉小目标的热剖面。例如,如果您的红外相机的D:S与标准镜头是764:1,它将大约是4倍- ~3056:1 - 4倍长焦镜头(30.6米(100.3英尺)从1厘米(100.3英尺)。4在)点)。所以,如果你站在距离物体7.6米的地方,你会发现一个大约0.25平方厘米的光斑。1 in2)。4倍长焦镜头是许多应用的最佳选择,包括:

  • 架空输电线路
  • 电力变电站
  • 石化工厂里高高的烟囱
  • 金属提纯
  • 其他难以到达、通电或不安全的区域

使用4倍长焦镜头,您可以从远处看到任何其他方式都不容易看到的关键细节,因此您可以识别传输线拼接上的潜在问题或失效耐火材料,这些问题可能会导致产品质量问题、不安全的工作环境和/或收入损失。

高压电杆的热图像
高压电源杆,用TiX560相机和标准镜头拍摄。
高压电源杆与Fluke 2x长焦镜头雷竞技app
同样的电线杆从相同的距离捕捉到与前一张图片,但使用Fluke 2x长焦镜头。雷竞技app
高压电源杆与福禄克4倍长焦镜头雷竞技app
右边的连接点与第一张图像的距离相同,但使用的是福禄克4倍长焦镜头。雷竞技app4倍长焦镜头为你提供了所需的细节水平,以验证你是否有可能的问题,或者可能只是一个反射,就像这种情况。

让微距镜头发挥作用

无论您是在设计新设备,对组件或完全组装的电路板运行质量控制测试,还是对成品设备进行故障排除,查看微电子元件热廓线的微小差异的能力都可以帮助您诊断故障点或更快地通过电路板或组件。

用标准镜头拍摄的电阻片
用标准镜头和Fluke TiX560拍摄的精确电阻芯片。雷竞技app
25微米微距镜头拍摄的电阻芯片
用TiX560和25微米微距镜头拍摄的精确电阻芯片中的图案细节。

我们扫描了一块电路板,用热成像仪和标准镜头发现了一个热点。使用Fluke 25雷竞技app微米微距镜头,我们可以看到,热点实际上是一个集成电路中的两个独立电路,它们都是正常工作的。如果其中一个电路出现故障,你就能在微缩图像上清楚地看到。在这种情况下,只有一个矩形是热的;另一种是深色的。用标准镜头拍摄的图像没有显示足够的细节来显示两个电路。因此,如果其中一个比另一个热或冷(表明失败),你将无法看到这种差异,并将继续调查电路板的其他区域。

诊断和解决制造问题对于最大限度地提高产品产量至关重要,正如我们在自己的Fluke制造业务中发现的那样。雷竞技app在测试陶瓷热释电探测器时,我们突然经历了比平均故障数高得多的故障。产量下降了50%指向了制造问题。通过简单的功率测试,我们发现探测器电流过大,这表明短路。问题是如何定位短路的位置。

我们决定对通电的探测器进行红外扫描,使用高性能红外摄像机。当我们用标准镜头拍摄图像时,没有出现异常。然而,当我们连接25微米微距镜头时,所得到的图像在原本均匀的表面上显示出一个明显的热点。

一旦我们知道问题出在哪里,我们就从探测器上取出陶瓷材料,用微距镜头再次扫描硅读出芯片。这个扫描显示了一个直径约100微米的清晰的热点。

确定了感兴趣的区域后,我们用扫描电子显微镜(SEM)检查了硅芯片上的问题区域。检查发现,硅材料上的凹痕造成了裂纹,并导致正负电源轨道之间的短路。回顾我们在制造过程中的步骤,我们发现在这个过程中的某一点,筛选板与硅芯片接触,从而产生压痕。

我们调整了筛板以防止这种接触,问题得到了解决。产量恢复到以前的水平。如果我们不能用微距红外镜头缩小问题区域,就需要更长的时间来发现问题。我们必须在整个芯片上运行扫描电镜来发现问题,这可能需要几个小时而不是25微米微距镜头的几分钟。

在整个产品周期中宏观观点的价值

因为一个25微米的微距红外透镜可以如此精确地聚焦在如此小的目标上,它对分析具有巨大的价值:

  1. 材料的完整性/质量
    一个25微米的微距红外透镜显示热模式,可以指示不一致,晶格不匹配或其他不均匀的条件。多个样品上一致的热异常可以指向制造缺陷。
  2. 材料性能参数
    所有材料和部件都有操作规范,如温度范围、湿度等。热模式可以指示一个组件或材料在这些特定条件下是否表现如预期。能够发现小到25微米的细节之间的热量差异,可以帮助您发现接近微观尺寸的组件的潜在故障。
  3. 材料生命周期和可靠性
    使用微距镜头在长时间的测试期间捕捉材料的热模式,可以帮助研发工程师确定组件的预期寿命,并确定可能导致早期故障的关注领域。