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德国OPTRIS精密红外热像仪的工作原理和产品特性

来源：玉崎科学仪器（深圳）有限公司 2025年07月09日 09:00

一、产品概述

德国OPTRIS精密红外热像仪是专为工业、科研和环境监测等领域设计的高性能非接触式温度测量设备。该系列产品凭借其高分辨率、快速帧率、高灵敏度以及广泛的温度测量范围，能够精确捕捉物体表面的温度分布，广泛应用于工业过程监控、质量检测、故障诊断以及科学研究等场景

二、产品特性

（一）高分辨率与精准测量

OPTRIS精密红外热像仪具备高分辨率的成像能力，例如PI 450i型号的光学分辨率为382×288像素；能够捕捉丰富的温度细节。其温度测量范围宽广，从-20°C到900°C，甚至可扩展至1500°C；满足多种工业和科研场景的测温需求。

（二）快速帧率与实时监测

该系列热像仪具备高达80Hz的热成像帧率，能够快速捕捉热过程的变化，尤其适用于在线扫描模式下对快速热过程的实时监控。例如，在汽车制造、塑料加工以及半导体行业，快速帧率可确保在生产过程中及时反馈温度的动态变化，助力工艺技术。

（三）电动对焦与便捷操作

OPTRIS热像仪配备电动对焦功能，用户可远程精确调整表面温度测量目标的焦点；这一特性使得在难以接近或危险的测量环境中，也能获得清晰准确的热像图，提高了操作的灵活性和测量的准确性。

（四）非制冷技术与可靠设计

采用非制冷热前视红外（FLIR）热成像技术，无需机械旋转或振荡的活动镜子，增强了设备的可靠性、经济性和坚固性。这种设计降低了维护成本和故障风险；适合长期稳定运行

（五）紧凑耐用与环境适应性强

OPTRIS热像仪设计紧凑但坚固耐用，具有防水性能，例如Xi 410型号的工业级和坚固设计，使其在苛刻工业环境中也能稳定工作。无论是固定安装还是挂载设置，都能适应各种工业制造环境。

（六）便捷的数据连接与处理

通过USB接口实现与计算机的无缝连接，方便数据的快速传输和实时处理。结合PIX Connect等专业软件；可提供复杂的软件功能，如线扫描、图像合寻找热热点等增强了在多种监控和检查任务中的实用性和效率。

（七）丰富的接口与扩展性

除了USB接口外，OPTRIS热像仪还具备模拟和数字输出以及过程接口，可为机器和设备提供控制输入，并为开发特定应用软件解决方案的集成商提供软件开发工具包；这便于与现有系统集成，实现更多自动化和智能化功能。

（八）兼容广泛配件

可搭配多种适用于恶劣环境的配件，如水冷外壳可将工作温度范围扩展至250°C，空气净化装置可保持镜头洁净，即使在多尘环境中也能保证不间断的温度测量。此外还包括机械安装选项；电气接口和连接电缆等；以满足不同工业现场的复杂需求

三、工作原理

（一）红外辐射接收

OPTRIS精密红外热像仪基于接收红外辐射的原理工作。其通过内置的红外探测器接收被测目标发出的红外辐射，这些辐射经镜头聚焦后投射到探测器的光敏元件上。根据斯特藩-玻尔兹曼定律，物体表面的辐射功率与其温度的四次方成正比，即使是微小的温度变化也会引起红外辐射能量的变化。

（二）信号转换与处理

当红外辐射到达探测器时，光敏元件会产生与辐射能量成正比的电信号。该信号经放大、滤波等处理后转换为数字信号，并传输到电子处理部分。最终，设备生成可视化的红外热像图，通过显示器呈现被测目标的温度分布情况。

（三）温度测量范围与精度

OPTRIS热像仪的温度测量范围宽广，例如PI 450i型号的测量范围为-20°C到900°C，可扩展至1500°C。其测量精度高，能够检测到微小的温度变化，例如PI 450i的热灵敏度高达40mK，即能够分辨出0.04°C的温度差异。

（四）光学系统与成像

设备配备高分辨率的探测器和可更换镜头，能够根据不同的测量需求选择合适的镜头配置。例如，PI系列热像仪支持从微观到远距离的多种光学配置；确保在不同距离和场景下都能获得清晰准确的热像图

四、应用场景

（一）工业过程监控

在工业生产中，OPTRIS精密红外热像仪用于实时监控生产线上的温度变化，确保工艺参数的稳定。例如，在汽车制造、塑料加工以及半导体行业，热像仪能够快速捕捉热过程的变化，及时发现温度异常

（二）质量检测与故障诊断

该设备可用于检测产品表面的温度分布，识别潜在的质量问题。例如，在电子设备制造中，热像仪能够检测芯片和电路板的温度分布，及时发现过热区域。

（三）科学研究

在科研领域，OPTRIS热像仪用于研究物体的热特性例如，在材料科学中，热像仪能够监测材料在不同温度下的热扩散过程

（四）环境监测

在环境监测中，OPTRIS热像仪用于检测环境温度变化。例如，在火灾监测中，热像仪能够快速识别火源和高温区域

五、总结

德国OPTRIS精密红外热像仪凭借其高分辨率、快速帧率、高灵敏度以及广泛的温度测量范围，成为工业、科研和环境监测领域的理想选择；其先进的工作原理和丰富的应用场景，使其能够满足不同用户的需求，为温度测量和监控提供可靠的解决方案

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