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德國 OPTRIS 高精度短波紅外熱像儀（以 PI 1M、PI 05M、PI 08M 等系列為代表）專為金屬、熔融物、半導體、增材制造等高溫或高反射表面的非接觸測溫而設計，憑借 0.5–1.1 μm 的超短波紅外窗口，顯著提高了金屬發(fā)射率并抑制環(huán)境反射誤差，從而把系統(tǒng)測量精度推進到“讀數(shù)的 ±0.5 %～±1 %”水平，在 23 °C 環(huán)溫、發(fā)射率≥0.8 的標定條件下，PI 1M 對 <1400 °C 目標可實現(xiàn) ±1 % 的絕對精度，重復性優(yōu)于 0.3 %，噪聲等效溫差（NETD）≤75 mK（700 °C 時），達到實驗室級測試要求。
一、測量精度的技術根基
- 光譜選擇：1 μm（PI 1M）、0.8 μm（PI 08M）、0.52 μm（PI 05M）短波波段，金屬表面在該波段發(fā)射率比傳統(tǒng) 8-14 μm 區(qū)域高 3-10 倍，從根本上降低了反射背景帶來的誤差。
- 高靈敏度 CMOS 探測器：像元尺寸 15 μm，動態(tài)范圍 14 bit，配合低噪聲前端模擬電路，使系統(tǒng) NETD 達到亞開爾文級。
- 實時兩點/多點非均勻性校正（NUC）與自動黑體漂移補償：內置 30 mm 腔式黑體，可在運行間隙自動校準，長期穩(wěn)定性 <±0.3 %/年。
- 數(shù)字補償算法：OPTRIS PIX Connect 軟件內置發(fā)射率表、環(huán)境輻射補償、透射率修正、光學路徑溫度補償模型，保證現(xiàn)場復雜工況下的數(shù)據(jù)真實性。
二、產品特性全景
- 量程與速度
• PI 1M：450 – 1800 °C 全程無子區(qū)間，32 Hz@764×480、80 Hz@382×288、1 kHz 線掃描 764×8，1 ms 響應時間，既滿足實驗室精細研究，也勝任軋鋼、激光熔覆等高速場景。
• PI 05M：900 – 2450 °C，0.5–0.54 μm，專為熔融金屬、單晶爐、硅熔測溫設計。
• PI 08M：575 – 1900 °C，0.8 μm，對 NIR 激光與 CO? 激光不敏感，可直接監(jiān)控激光選區(qū)熔化（SLM）、激光焊接過程。 - 空間分辨能力與視場
可更換鏡頭組（16 mm、25 mm、50 mm、75 mm），F(xiàn)OV 從 6°×4° 到 82°×64°；最小像元對應 0.68 mrad，可在 1 m 距離分辨 0.7 mm 目標，滿足芯片鍵合、微裂紋檢測等高空間分辨率需求。 - 機械與接口設計
• 46 mm×56 mm×90 mm 鋁制外殼，重量 320 g，IP67 防護，可選不銹鋼水冷套與空氣吹掃，適配鋼鐵廠 80 °C 環(huán)境溫度。
• USB2.0、千兆以太網(wǎng)、Camera Link、0-10 V 模擬輸出、RS485 多接口并行；工業(yè)級 PIF 模塊提供 3 路繼電器、3 路 4-20 mA 輸出，無縫接入 PLC、DCS。
• 電動遠程調焦：電機行程 5 mm，重復定位精度 ±10 µm，可在高溫爐壁、真空腔體等危險區(qū)域遠程聚焦。 - 軟件生態(tài)
• PIX Connect：實時顯示、多點測溫、線溫分布、趨勢分析、報警記錄、SDK（C++/C#/LabVIEW）開放；支持 OPC UA、Modbus TCP，實現(xiàn)工業(yè) 4.0 數(shù)據(jù)上云。
• 二次開發(fā)：提供 200 余項 API，可在 10 ms 內獲取全幅溫度矩陣，滿足科研用戶的實時閉環(huán)控制需求。 - 行業(yè)認證與可靠性
• 通過 CE、RoHS、IEC 60068-2-27（25 g 沖擊）、IEC 60068-2-6（寬頻振動）認證；平均時間 > 100,000 h。
• 模塊化易維護設計：鏡頭窗口采用可更換藍寶石玻璃，現(xiàn)場 30 秒完成清潔；探測器組件獨立插拔，維護停機時間 < 5 分鐘。
三、典型應用案例
• 鋼鐵熱軋：PI 1M 以 1 kHz 線掃描模式監(jiān)測 1100 °C 鋼板表面溫度，閉環(huán)控制軋輥冷卻水，厚度偏差從 ±20 μm 降至 ±5 μm。
• 激光增材制造：PI 08M 在 0.8 μm 波段同步測量熔池 1600 °C 溫度分布，實時補償激光功率，孔隙率下降 35 %。
• 半導體 RTP 工藝：PI 05M 通過 0.52 μm 波段測量硅片表面 1200 °C，控溫精度 ±3 °C，提高芯片良率 7 %。
• 鋼鐵熱軋：PI 1M 以 1 kHz 線掃描模式監(jiān)測 1100 °C 鋼板表面溫度，閉環(huán)控制軋輥冷卻水，厚度偏差從 ±20 μm 降至 ±5 μm。
• 激光增材制造：PI 08M 在 0.8 μm 波段同步測量熔池 1600 °C 溫度分布，實時補償激光功率，孔隙率下降 35 %。
• 半導體 RTP 工藝：PI 05M 通過 0.52 μm 波段測量硅片表面 1200 °C，控溫精度 ±3 °C，提高芯片良率 7 %。
四、選型與使用建議
- 若關注 500 °C 以下金屬或反射的鋁、銅，推薦 PI 1M 配 0.8-1.1 μm 濾波片，并配合黑體在線校準。
- 若需 2000 °C 以上熔融金屬，直接選 PI 05M 并在窗口加鍍 0.5-0.54 μm 窄帶濾光片。
- 對激光加工場景，務必選擇 PI 08M 并啟用激光安全模式，軟件自動屏蔽激光波段的干擾輻射。
總結：OPTRIS 短波紅外熱像儀以亞微米級短波光譜、±0.5 %-±1 % 的測量精度、1 kHz 超高速采樣和完備的工業(yè)接口，成為金屬、激光、半導體等制造領域溫度監(jiān)測與過程控制的解決方案，其一體化、模塊化、智能化設計更讓用戶可以在苛刻的工況下依然獲得實驗室級的數(shù)據(jù)可靠性。
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