紅外熱像儀在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，應(yīng)用范圍的十分廣泛，因?yàn)樗梢院芎玫貛椭蒲腥藛T控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的溫度，幫助實(shí)驗(yàn)更好地完成。今天，小菲就來(lái)給大家說(shuō)一個(gè)東京大學(xué)副教授Reza Amani使用FLIR熱像儀測(cè)量光纖激光器增益光纖上產(chǎn)生的熱量，從而防止超過(guò)溫度限制時(shí)可能發(fā)生的破裂導(dǎo)致設(shè)備損壞或操作員受傷的案例。

監(jiān)測(cè)溫度狀況，防止光纖損壞

Reza Amani博士參與的研究不僅通過(guò)開(kāi)發(fā)高功率激光器對(duì)物理化學(xué)領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)，而且還旨在加強(qiáng)與工業(yè)進(jìn)行更大的合作。近幾年，激光加工被引入半導(dǎo)體行業(yè)以及許多其他行業(yè)，它允許加工各種材料，并實(shí)現(xiàn)高精度、超精細(xì)加工。特別是，Amani博士正在研究的光纖激光器具有高能量轉(zhuǎn)換效率，在穩(wěn)定性和可靠性方面表現(xiàn)出色。

單模激光器，可廣泛應(yīng)用于激光加工、中紅外激光器的激發(fā)以及光通信領(lǐng)域等

光纖在激發(fā)后會(huì)迅速加熱，當(dāng)光纖達(dá)到一定溫度時(shí)，它會(huì)首先膨脹，然后爆裂。如果發(fā)生這種情況，設(shè)備就會(huì)失效，并有受傷的風(fēng)險(xiǎn)。”

為了防止這種風(fēng)險(xiǎn)，必須測(cè)量光纖激光器的增益光纖上產(chǎn)生的熱量，并且必須在達(dá)到溫度極限并破壞包層（丙烯酸酯涂層）的外部塑料之前停止實(shí)驗(yàn)。然而，當(dāng)產(chǎn)生增益光纖時(shí)，它何時(shí)超過(guò)溫度限制是未知的。作為監(jiān)測(cè)溫度上升過(guò)程的一種手段，Teledyne FLIR熱像儀被引入。

熒光燈越強(qiáng)，激發(fā)激光的吸收率越高，產(chǎn)生的熱量也就越高

選擇FLIR的原因：分辨率優(yōu)越

Amani博士說(shuō)，他們?cè)噲D用實(shí)驗(yàn)室里的普通熱像儀進(jìn)行測(cè)量，但它的像素?cái)?shù)很低，而且由于圖像分辨率有限，測(cè)量值低于實(shí)際值，因此檢測(cè)結(jié)果并無(wú)參考價(jià)值。

“在之前的工作中，我研究了薄圓盤激光器，并使用了FLIR的高像素?cái)?shù)熱像儀。因此，我非常了解FLIR熱像儀的優(yōu)點(diǎn)。光纖薄至250μm，包括外部塑料部分，即所謂的丙烯酸酯涂層。如果沒(méi)有一定的分辨率，我們無(wú)法精確測(cè)量溫度。一年前我剛創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)室，由于預(yù)算有限，我選擇了FLIR E54熱像儀。它分辨率很優(yōu)越，并且價(jià)格也很優(yōu)惠，性價(jià)比很高。”

Amani博士

選擇Teledyne FLIR的另一個(gè)原因是，拍攝的數(shù)據(jù)可以在PC端進(jìn)行分析。“我們將拍攝的紅外圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入到PC端，就可以進(jìn)行各種分析。僅通過(guò)查看現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確判斷哪里產(chǎn)生熱量，但通過(guò)將數(shù)據(jù)導(dǎo)入PC端，我們可以進(jìn)行更詳細(xì)的分析，這是一個(gè)很吸引人的優(yōu)勢(shì)。”

FLIR E54高級(jí)紅外熱像儀

使用FLIR E54能夠以320×240像素的紅外分辨率觀察物體的溫度分布狀況。使用MSX®（專利號(hào)：CN201380073584.9）技術(shù)進(jìn)行圖像校正，可獲得更多細(xì)節(jié)和視角，生成清晰的熱圖像。此外，通過(guò)連接到PC端的軟件，可以對(duì)時(shí)間序列的溫度變化進(jìn)行視頻分析和記錄。

“紅外熱像儀應(yīng)廣泛用于實(shí)驗(yàn)研究”

“我們還曾使用過(guò)熱電偶和其他接觸式溫度計(jì)，但多虧了紅外熱像儀，我們現(xiàn)在能夠根據(jù)溫度分布狀況清楚發(fā)現(xiàn)哪些部分溫度較高。”

增益光纖的最高耐受溫度指定為80℃。FLIR熱像儀可以精確地測(cè)量溫度分布，用冷卻器適當(dāng)?shù)厝コ裏崃浚饫w可以使用到110°C。現(xiàn)在可以確定熱限制和優(yōu)化程序，從而消除設(shè)備損壞和操作人員受傷等風(fēng)險(xiǎn)。

“在日本，我覺(jué)得與其他先進(jìn)國(guó)家相比，研究預(yù)算是有限的。在其他國(guó)家，熱像儀是隨處可見(jiàn)的常用工具。我認(rèn)為熱像儀應(yīng)廣泛用于日本的研發(fā)。如果研究中使用的纖維因超過(guò)熱限值而被破壞，就需要回購(gòu)成本約30萬(wàn)日元的設(shè)備，相較于購(gòu)入FLIR熱像儀的成本可忽略不計(jì)。”

該行業(yè)有各種各樣的要求，包括用一臺(tái)激光器加工不同的材料。處理多種材料需要增加輸出功率，這可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱問(wèn)題。紅外熱像儀，如FLIR Exx系列，在這些情況下可用于熱量監(jiān)測(cè)，并可為未來(lái)的激光研究提供有效的數(shù)據(jù)。

FLIR紅外熱像儀廣泛應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)研發(fā)的各個(gè)過(guò)程中，幫助技術(shù)人員監(jiān)控實(shí)驗(yàn)中的溫度，提高了研發(fā)過(guò)程的準(zhǔn)確率。