Optris PI 08M 精密短波紅外線熱像儀

熱成像儀Optris PI 08M,其光譜範圍約為800 nm,專為減少NIR和CO2雷射加工應用中的測量誤差而設計。具有575°C至1900°C的連續測量範圍,這款緊湊型紅外線熱像儀非常適合這些特定的增材製造應用。在0.8微米的短波測量波長下,其發射率明顯高於傳統紅外線長波測量範圍內的測量。在熱過程的可視化的同時,快速的感測器電子設備允許反應時間縮短至1毫秒。透過提供USB和類比及數位製程接口,它能夠無縫整合到控制系統和製造過程中。
-高動態CMOS探測器,解析度高達764 x 480像素
-光譜靈敏度約為0.8 µm - 非常適用於NIR和CO2雷射加工應用
-寬測量範圍從575°C到1900°C
-高達1 kHz的幀率,適用於快速製程
-類比和數位輸出,響應時間為1毫秒
-具有線掃描功能

Optris PI 08M 是一款集創新、經濟實惠且精確性於一體的短波紅外線熱像儀,專門設計用於對具有挑戰性的物件進行非接觸式熱成像。此熱像儀工作在短波紅外線範圍(08M:0.78 – 0.82 μm),特別適合捕捉金屬基增材製造過程中涉及NIR和CO2雷射的精確表面溫度分析數據。其廣泛的高溫測量範圍、卓越的精度和可自訂的視野配置,使其能夠滿足各行業的嚴格需求。

非光亮材料製成的物體通常在其表面顯示一致的發射率,特別是在長波譜範圍內。相反,金屬和光亮材料在長紅外線波長下的發射率較低,導致測量結果不一致且不可靠。 PI 08M紅外線熱像儀的短波範圍與大多數金屬材料的最高發射率很好地匹配,促進了更可靠的遠程溫度測量。此外,根據普朗克輻射定律,短波範圍發射的紅外線輻射顯著更多,從而減少了線性發射率問題對溫度測量重複性的影響。因此,對於在高溫下反射材料的精確溫度測量,建議使用短波紅外線熱像儀,如PI 08M。這款短波紅外線熱像儀經過精心設計和製造,旨在滿足嚴格工業應用的需求,在精度、準確性和重複性方面優於長波熱像儀。

憑藉其光譜範圍和從575°C到1900°C的連續測量能力,這款緊湊的紅外線熱像儀非常適合幾乎所有NIR和CO2雷射加工應用。其卓越的距離與斑點尺寸比,即使在相當遠的距離拍攝影像時,也能確保精確的溫度測量。

紅外線熱像儀提供一系列幀率和子圖像選項,以適應不同的應用需求。在764 x 480像素的分辨率下,它實現了32 Hz的幀率,確保了詳細的成像。在382 x 288像素的解析度下,它可以提高到80 Hz,非常適合清晰捕捉快速移動的物體。對於更快的應用,例如快速溫度變化,它可以在72 x 56像素的分辨率下以1 kHz的速度運行。

此外,此熱像儀支援764 x 8像素的寬子圖模式,頻率為1 kHz,這對於線掃描應用特別有利。這種多功能性允許對連續線的精確溫度監測,使其適用於各種工業和研究應用。

紅外線熱像儀透過USB接口無縫連接到計算機,便於整合到現有設置中。此外,Optris PI 08M透過PIX Connect軟體授權提供進階軟體功能,包括線掃描和影像合併。對於希望將經濟實惠的紅外線熱像儀與強大的熱影像處理和溫度資料收集平台相結合的研究人員和製程工程師來說,此軟體包是必不可少的。此外,還提供開發者工具包,供整合商開發針對特定應用的客製化軟體解決方案。

此外,PI 08M紅外線熱像儀相容於多種設計用於承受惡劣環境條件的配件。這些配件包括延長熱像儀工作溫度範圍至315°C的水冷外殼。此外,還有空氣淨化裝置可用於保持鏡頭清潔,確保即使在多塵環境中也能不間斷地進行溫度測量。

這些功能還包括機械安裝配件、電氣接口和連接電纜,以實惠的價格提供一整套相容配件。這種相容性增強了PI 08M的多功能性和適應性,使其能夠輕鬆整合到各種設定和應用中。
型號 PI08M 27°x17° PI08M 41°x25°
偵測器
光學解析度 全解析度:764 x 480 像素
子訊框模式:382 x 288 像素
快速子訊框模式:72 x 56 像素*1)
線掃描:764 x 8 像素*1)
像素間距 15 µm
偵測器 CMOS
光譜範圍 780 – 820 nm
光學濾鏡
幀率 全解析度:32 Hz
子幀模式:80 Hz(可切換至27 Hz)
快速子幀模式:1 kHz *1)
線掃描:1 kHz *1)
光學
視場角 27°x17° 41°x25°
焦距[毫米] 25 16
F值 1.8 2
光學解析度 561:1 353:1
到目標的最小距離 300 mm 300 mm
可更換光學元件 可以
測量
物體測量範圍 子幀模式:575°C 至1900°C
全解析度:625°C 至1900°C
快速子幀模式與線掃描:750°C 至1900°C
精確度 讀數的±1 % (小於1500 °C)/ 讀數的±2 % (大於1500 °C)*3)
熱靈敏度(NETD) < 2 K (1000 °C)
<4 K (>1000 °C)
最小可偵測點大小IFOV: 1像素 0.1mm 0.1mm
最小可測量點大小MFOV 0.4mm 0.4mm
MFOV測量視場 4×4像素
預熱時間 10分鐘
發射率/透過率/反射率 可調式:0.100…1.100
介面
介面 USB
可選:USB GigE(PoE)接口
支援的協議
相容軟體 PIXConnect, ConnectSDK, EasyAPI, ExpertAPI
類比輸入/輸出
直接輸出/輸入 1x 類比輸出(0/4-20 mA)
1x 輸入(類比或數位);光隔離
可選工業製程介面(PIF) 2個0-10 V輸入,數位輸入(最大24 V),
3個0/4-20 mA輸出,3個繼電器(0-30 V/400 mA),
故障安全繼電器
電纜長度 USB: 1 公尺(3.3 英尺) (標準), 3 公尺(9.8 英尺), 5 公尺(16.4 英尺),
10 公尺(32.8 英尺), 20 公尺(65.6 英尺)
影像處理
配置 透過PIXConnect
操作 電腦支援
功能 測量高溫金屬表面和熔融金屬,可測量感興趣區域,具有線掃描、事件捕獲、合併、警報、比較功能、
溫度-時間圖、溫度分佈、記錄與播放、觸發等功能。
常規
尺寸 46 x 56 x 88 – 129 mm(取決於鏡頭和對焦位置)
外殼材料 鋁製外殼
重量 245 – 311 g,(取決於鏡頭)
三腳架 1/4-20 UNC
對焦 手動
原產國 德國
環境與認證
工作溫度範圍 5…50°C
儲存溫度範圍 -40…70 °C
相對濕度 20 – 80 %,無凝結
防護等級 IP67, NEMA-4
電磁相容性(EMC) 2014/30/EU
抗衝擊性 IEC 60068-2-27 (25 G and 50 G)
抗振動性 IEC 60068-2-6(正弦波)
IEC 60068-2-64(寬頻噪音)
標準 CE, UKCA, RoHS
電源
電源 USB
耗電量 最大2.5 W
零件編號 OPTPI08MOF25T1900 OPTPI08MOF16T1900
附加備註 1) 子幀可以放置在完整視場(FOV) 的任意位置
2) 對於1 kHz 模式:讀數的±1.5%(<2000°C)/ 讀數的±2.5%(>2000°C)
應對金屬3D 列印中溫度調節和品質的挑戰

近年來,金屬3D 列印取得了顯著成長。 25 多年來,以粉末床為基礎的雷射光束熔合(LPBF) 一直是金屬積層製造最有前途的方法之一。 LPBF 製程由弗勞恩霍夫雷射技術研究所ILT 於1996 年開發並獲得專利,特別適合製造具有複雜幾何形狀的組件。這種精確的3D 列印技術能夠生產使用減材方法無法製造的零件,並不斷解鎖新的工業應用。

在LPBF 中,起始材料是薄薄地塗在底板上的粉末。然後,雷射光束選擇性地熔化粉末的區域以形成所需的組件。凝固後,形成固體材料層。隨後降低底板,並塗上另一層粉末。這個迭代過程逐層重複,最終得到一個三維組件,只需去除多餘的粉末即可。

在弗勞恩霍夫ILT,LPBF 製程透過各種研究項目不斷改進。該研究所營運多個LPBF 實驗室設施來推進這項工作。 LPBF 製程的品質在很大程度上取決於保持正確的製程溫度。雷射光束以極快的速度加熱材料,加熱速率高達每秒100 萬開爾文。然後,熔化的材料會迅速冷卻,造成應力、收縮、相變和其他可能影響質量的物理效應的風險。開裂或塑性變形等問題最終會導致零件出現缺陷。

為了防止這些故障,底板被加熱以更好地調節零件的溫度,最大限度地減少過大的溫度梯度引起的應力。然而,影響部件溫度的參數在整個過程中都在變化。每一層到加熱底板的距離都在增加,粉末床導熱性差,輻射會影響工藝,雷射會引入額外的熱量。因此,在整個過程中,需要不斷調整加熱。