国产短波红外测温装备实现工程落地,短波红外热像仪攻克高温烟尘监测难题

国内高端工业监测装备领域,国产化替代进程持续推进。在高温窑炉、熔融金属这类特殊工业场景,烟尘、玻璃视窗带来的测温难题,长期制约着在线监测系统的落地。传统长波红外设备在这类工况下测温精度不足,海外短波红外设备采购周期长、二次开发受限,项目实施成本较高。

国内红外厂商持续开展技术攻关,格物优信推出 YOSEEN-SD-640 短波红外热像仪,采用 0.9~1.7μm 短波红外波段,依托自研测温校正算法,实现穿透烟雾、穿透玻璃的超高温非接触测温,在冶金、玻璃制造、高温热处理、科研高温实验等场景落地应用。本文介绍这款国产化短波红外热像仪的技术特性、应用价值以及行业应用现状。

红外成像技术是工业非接触测温的重要技术手段,不同波段设备适配场景不同。长波红外技术成熟,广泛应用于常温设备巡检,但在高温烟尘工况存在明显短板。长波红外辐射容易被粉尘、水汽吸收,烟尘会阻挡红外信号,设备采集到的温度并非工件真实温度;同时长波红外几乎无法穿透玻璃,窑炉玻璃观察窗会直接阻挡信号,无法在炉体外监测内部熔融物料。

0.9~1.7μm 短波红外波段,适配 600℃以上高温目标监测。根据黑体辐射规律,高温物体辐射能量向短波方向集中,高温目标在短波红外波段辐射强度更高,探测器采集信号信噪比更好。0.9~1.7μm 波段红外辐射,受烟尘、蒸汽散射吸收影响更小,可以穿透烟气层直达工件表面;同时可以穿透部分玻璃介质,隔着玻璃观察窗完成测温。需要明确,短波红外适合 600℃以上高温目标,常温物体在该波段辐射能量很低,不适合常温测温场景。

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YOSEEN-SD-640 短波红外热像仪,是格物优信面向工业在线监测、科研高温测试开发的国产化测温机型。设备分辨率 640×512,最高帧频 139.33fps,像素尺寸 5μm×5μm,标配 8mm 手动调焦镜头。高帧频可以捕捉高速移动高温工件的瞬时温度变化,减少画面拖影,捕捉短暂温度突变。整机不含镜头重量仅 80g,功耗 5W,轻量化机身,便于安装在产线支架、自动化机构上,现场改造难度低。

测温性能层面,设备搭载自研测温校正算法,测温精度可达 ±1℃或者 ±1%,支持 600~1300℃、900~1900℃多档测温区间,可根据项目需求定制测温范围。设备支持全局高低温追踪,可添加点、线、多边形等多种测温区域,每一个监测区域可以独立设置报警阈值。项目实施人员可以自定义多处监测点位,持续监测局部热点、温度不均区域,温度超出阈值自动触发告警。设备输出全辐射温度数据,支持保存携带温度信息的图片、连续温度流,支持离线温度修正,完整留存原始监测数据,用于工艺分析和科研数据复盘。

图像输出方面,设备内置白热、黑热、铁红、彩虹等工业调色板,搭载自适应、手动、细节增强图像增强算法,在烟尘干扰环境下优化图像细节。视频输出采用千兆以太网,兼容 TCP/IP、HTTP、RTP、RTSP、ONVIF 等通用网络协议,H.264 标准视频编码,RTSP 流媒体输出,对接 PLC、上位机、SCADA 工控系统便捷。

设备具备工业级环境适应能力,12VDC 供电,允许 ±10% 电压波动,千兆网口作为标准数据接口,防护等级 IP54,抵御粉尘飞溅和少量液体溅落。设备工作温度 0℃~+45℃,存储温度区间 - 20℃~+70℃,非冷凝湿度 10%~80%,可以稳定运行在冶金车间、窑炉周边等复杂工业现场。软件配套包含 Windows 客户端软件,专业红外分析软件和完整 SDK 开发包,支持直接使用和二次系统集成两种模式。

国产化短波红外方案的核心价值,体现在四个方面。第一,0.9~1.7μm 波段具备穿透烟雾、蒸汽与玻璃介质的能力,突破可见光、长波红外的遮挡瓶颈,隔着窑炉玻璃观察窗监测熔融物料,依旧可以稳定成像测温。第二,自研测温校正算法,针对短波红外高温辐射特性标定优化,保障超高温工况下测温数据量化稳定。第三,全辐射原始温度数据开放,SDK 支持二次开发,方便集成到现有工控平台,搭建完整测温预警系统。第四,非接触式在线监测,7×24 小时不间断值守,工作人员无需进入高温、有毒烟气高危区域,降低现场安全风险,替代人工间断巡检。

目前该国产化短波红外热像仪已经在多个行业落地。冶金行业熔炼炉、回转窑、钢坯轧制产线,烟尘浓度高,工件温度高,短波红外穿透烟尘采集钢坯全场温度分布,识别局部过热缺陷,优化冶炼工艺,规避爆炉、物料烧损风险。玻璃制造行业,窑炉熔融玻璃监测,透过玻璃观察窗完成测温,监控窑内温度均匀性,稳定玻璃成型品质,降低不良品率。

粉末冶金、陶瓷烧结、热处理推板窑,工件在密闭腔体高温加工,设备安装在腔体玻璃视窗外侧,持续记录工件温度变化曲线,捕捉局部热点,支撑工艺迭代和产线质量闭环管控。高校、科研院所的高温材料热物性测试、激光加热实验、材料失效研究,高帧频搭配全辐射数据,完整记录瞬时温度变化,配套软件完成数据导出分析,SDK 对接自研实验平台。耐火材料性能测试、等离子体观测、金属增材制造熔池监测等特种高温场景,短波红外设备同样可以提供可靠温度监测方案。

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行业采购人员、项目工程师在选择短波红外热像仪供应商,需要综合多维度评估。第一,区分成像型短波相机和测温型短波热像仪,工业在线监测、科研定量测试项目,必须选用支持全辐射测温、完成高温标定的机型。第二,确认波段适配工况,0.9~1.7μm 短波红外仅适合 600℃以上高温目标,常温巡检场景不推荐短波设备。项目集成场景,要确认供应商开放原始全辐射温度数据,提供成熟 SDK 开发包。短波红外高温标定难度高于长波红外,供应商标定能力、现场技术服务能力是重要评估项。国产化设备对比进口设备,交付周期可控,国内本地化技术团队,快速响应现场调试、标定支持。

高温工业监测领域,介质遮挡长期是红外测温的技术难点。长波红外、可见光相机各有适用边界,短波红外凭借独特波段优势,在烟尘、玻璃视窗后的超高温监测场景,提供了国产化定量测温方案。格物优信作为短波红外热像仪供应商,依托自研硬件、测温校正算法、配套软件和本地化技术服务,为冶金、玻璃、新材料、科研机构提供国产化短波红外测温解决方案。随着国内红外装备技术持续迭代,国产化短波红外测温装备将持续助力国内高温制造业智能化升级。

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