目前,随着电子烟行业的不断发展成熟,用户对电子烟的口感、品质要求也越来越高,这就导致企业对电子烟发热体相关的测温以及调温可能会越来越精确,要求也会越来越高。如何检测电子发热元件温度,以及调整到适宜的温度范围内,保证口感和使用体验,红外热成像检测是不可缺少的一步。

 

一、什么是红外热成像

 

自然界物质T>-273.15℃ 物体会以电磁波的形式向外辐射能量。其中波长范围在0.76μm—15 μm的称为红外线。

 

只要是自然界中高于绝对零度的物体,都会向外辐射红外热成像,通过检测红外热成像的一个辐射能量,再经过一个光电转换,实现测温。

 

测温主要利用远红外的波段,是非近视的,对人体和周围的环境没有任何损害。当然,其中还涉及到能不能透过障碍物,测温的精度有多高,测温的分辨率有多少的问题。

照相机成像得到照片,电视摄像机成像得到电视图像,都是可见光成像。自然界,,一切物体都可以辐射红外线,因此,利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差,可以得到不同的红外图像,热红外线形成的图像称为热图。

目标的热图像和目标的可见光图像不同,它不是人眼所能看到的目标可见光图像,而是目标表面温度分布图像,换一句话说,红外热成像将人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成肉眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

红外热成像在电子烟发热元件测温和调温中的应用

 

二、红外视觉系统组成

 

红外热成像在电子烟发热元件测温和调温中的应用

 

三、红外热成像的特点

 

  • 探测物体表面细微的温度变化,比如半导体封装、工业测试,疫情防控的体温测试
  • 非接触检测工作中的设备,比如设备的故障测试,像电力行业中一一些电力部件、动力部件是不是在合理的温度范围之内,做一些故障的预测和智慧运维,保证设备的正常运行。
  • 具备夜间长距离观察的能力 红外波段的波长比我们所见的可见过波段要长,所以它具备了很强的穿透能力,所以在一些卫星检测、自动驾驶方面也有相关的应用
  • 穿透烟雾霾的能力 大气、烟云等吸收可见光和近红外线,但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是明的。因此,这两个波段被称为热红外线的“大气窗囗”。利用这两个窗囗,可以使人们在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的战场,清晰地观察到前方的情况。

 

四、红外热成像的电子烟行业应用——测温与调温

 

红外热成像系统可以应用于电子烟发热体的多通道检测,发热体研发过程中,需要密切关注它的温度参数、比如温度上升的快慢、温度的稳定性、电阻的稳定性等,这些因素都会影响到烟油的消耗量、发热体在未来装弹过程中可靠性的问题。

 

红外热成像在电子烟发热元件测温和调温中的应用

▲ 多通道电子烟发热体可靠性测试系统

 

针对高端电子烟行业开发的多参数、多通道综合检测系统,该系统可以通过参数设置检测不同功率、不同口数、不同抽/停节奏下的发热体温度变化、阻值变化、功率波动等参数,同时具有高清的CCD相机,可以检测测试过程中电阻丝的烟垢积累情况,系统全自动参数记录、自动注油,极大地提高行业测试效率和工艺水平。

 

通过红外热成像, 企业就可以见到发热体的一些温度场的分布,从而判断研制的发热体是否合理?温度上升的那个速度是否能达到我们理想的要求,最终帮助企业研发出最适合消费者的电子烟。

 

第二是关于HNB发热体,它的很关键一个因素就是能否精准控温。

 

举个例子,企业通过 TCR 值可得知一个发热体能够达到 300 ℃,但是实际上在控制的时候,发现 290  ℃之后,10 ℃的差别却能对口感产生很大的影响。所以,这个时候就需要在这一点对温度进一步的修正,最终得到一条修正的曲线,这个过程中就需要结合红外热成像系统来进行精准调温,从而把握最佳口感。

 

红外热成像在电子烟发热元件测温和调温中的应用

 

来源:行知达演讲资料

 

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作者 duan, yu