在科学研究的微观世界里，水滴的冻结过程看似平常，却蕴含着诸多奥秘。而高速红外热像仪的出现，为我们揭开这一奥秘提供了强大的工具，让我们能够清晰地记录下水滴冻结放热的瞬间。

高速红外热像仪的工作原理

高速红外热像仪是一种基于红外辐射原理的设备。一切温度高于绝对零度的物体都会发出红外辐射，不同温度的物体发出的红外辐射强度和波长不同。高速红外热像仪通过探测物体发出的红外辐射，将其转化为电信号，再经过处理后以图像的形式呈现出来，图像中的不同颜色代表着不同的温度。其“高速”特性使得它能够在极短的时间内捕捉到快速变化的热图像，这对于记录水滴冻结这种瞬间变化的过程至关重要。

水滴冻结放热的过程

当水滴开始冻结时，水分子会从无序的液态转变为有序的固态。在这个过程中，水分子之间的化学键重新排列，释放出热量。从宏观上看，水滴的温度会在冻结瞬间有所升高。高速红外热像仪能够以极高的帧率记录下这一过程，我们可以看到在水滴开始结冰的那一刻，热像图上会出现明显的温度变化区域，颜色从相对低温的色调迅速转变为较高温度的色调，直观地展示了放热的瞬间。

为什么必须用高速红外热像仪？

毫秒级成像：比常规热像仪更快，不漏任何细节。
温度灵敏度高：可识别细微的温度波动。
多维度分析：支持温度曲线导出、热视频逐帧回溯，满足科研级需求。
绝对安全性：无需触碰样品，避免干扰自然结冰过程。

结语
高速红外热像仪记录水滴冻结放热瞬间，不仅是一次科学上的视觉盛宴，更是推动多个领域研究和发展的重要契机。随着技术的不断进步，我们有望通过这一技术揭示更多微观世界的奥秘。

探索多组分氨二硝胺基液体推进剂液滴在电点火模式下的复杂多尺度物理特性，对喷雾、推进系统设计和燃烧控制具有广泛的应用意义。

研究需要对液滴形状波动、气泡演化和液滴表面特征成像，并监测液滴表面温度。因此采用了一台华景康 K23E31型红外热成像仪和高速相机同时对液滴进行监测。

图片来源于《ACTA ASTRONAUTICA》（宇航顶刊）中的论文《Experimental study on droplet dynamics behavior and combustion characteristics of high performance green propellant in electrical ignition mode》

《ACTA ASTRONAUTICA》是1974年Elsevier Ltd出版的期刊，刊期为Semimonthly，刊载方向为工程技术-工程：宇航。期刊致力于发表各领域基础、工程、生命和社交空间科学以及与空间技术相关的原创贡献，包括和平的太空科学探索、人类福祉和进步的太空资源开发、太空及地面系统的设计、开发与操作。

华景康红外热像仪，科研人员的得力助手

在本实验研究中，在180 V- 260 V的点火电压下，实现了adn基液体推进剂液滴的电点火。通过高速摄像机和红外热成像仪的结合，实现了液滴形状、火焰形状和液滴表面温度的同时成像。

华景康红外热像仪凭借其实时，精准监测温度数据的能力，以及红外图像在直观展示液滴燃烧过程方面的非凡表现，为本次实验的成功奠定了坚实的基础，不仅提升了实验数据的可信度，更为科研探索开辟了更为广阔的视野。

华景康科研系列热像仪：

随着芯片技术的不断发展，芯片的集成度越来越高，线宽不断缩小，芯片内部的温度分布检测越来越困难。传统测温方式如热电堆由于其接触式的测温方式，不仅容易对芯片造成机械损伤而影响芯片的性能和可靠性，而且会受到芯片表面材质、散热条件等因素的影响导致测温结果不准，也无法全面检测芯片内部温度分布情况，不能呈现芯片的温度分布和实时温度变化。

二、红外热像仪在芯片检测中的优势

红外热像仪作为一种非接触式的检测设备，在芯片检测中具有独特的优势

   非接触式测温：红外热像仪通过接收物体表面发出的红外辐射来获取温度信息，不与芯片直接接触就能清晰地观察到芯片内部的热分布情况，为芯片的性能评估和故障诊断提供有力的依据，帮助工程师发现潜在的热问题。

可检测微小线宽的芯片：搭配不同焦距微距镜头，红外热像仪可以对微小线宽的芯片进行检测。例如，一些高性能的微距红外热像仪能够检测线宽在几十微米甚至更小的芯片。

快速检测和实时监测：红外热像仪的检测速度非常快，帧频可选，25/50/100Hz，可在短时间内获取芯片的温度分布。同时，它还能够实现实时监测，连续地观察芯片在不同工作状态下的温度变化情况，为芯片的研发和生产提供实时的反馈信息。

强大的数据处理和分析能力：

华景康红外热像仪具有强大的数据处理和分析软件，工程师可以直观地看到芯片的温度分布图像、温度曲线等信息，便于对芯片的性能进行评估和优化。

三、红外热像仪在芯片检测中的使用案例

LED 芯片检测：在 LED 芯片的生产过程中，红外热像仪可以用于检测芯片的发光效率和散热性能。通过对 LED 芯片在工作状态下的温度分布情况进行监测，可以发现芯片中的热点区域，这些热点区域可能是由于芯片内部的缺陷或者散热不良导致的。通过对这些问题的及时发现和解决，可以提高 LED 芯片的发光效率和可靠性。

半导体芯片检测：半导体芯片的制造过程对温度要求非常严格，红外热像仪可以实时监测半导体芯片在制造过程中的温度分布情况，帮助工程师及时调整工艺参数，确保芯片的生产质量。同时，在半导体芯片的封装过程中，红外热像仪可以检测封装材料的热性能，保证封装的可靠性。

激光芯片测温：激光芯片在工作时会产生大量的热量，温度的控制对于激光芯片的性能和寿命有着重要的影响。红外热像仪可以实时监测激光芯片的温度变化情况，帮助工程师优化激光芯片的散热设计，提高激光芯片的性能和可靠性。

四、华景康红外热像仪产品推荐

华景康可根据用户需求提供不同定焦或电动调焦微距红外热像仪：最小可搭配6微米镜头，轻松获取不同线框芯片的温度分布；分辨率不仅包括384×288、640×512，更有1280x1024百万像素高清成像；产品测温范围覆盖0℃～800℃，测温精度2℃或者±2%，能精准捕捉到细微温度变化。

搭配公司开发的专业红外热成像检测与分析软件能24小时不间断实时显示全辐射热图，查看红外热图中任意位置的温度，对异常情况进行录制、拍照、分析。华景康公司的微距红外热像仪已广泛应用于LED、半导体及激光芯片检测等领域，持续为芯片的研发、生产和质量控制提供有力的支持。

MC11H型高帧频中波制冷红外热成像测温仪，采用性能优异的中波制冷型红外探测器，具有灵敏度高、响应速度快、高帧频的特点，可获取快速运动目标的红外热分布情况；产品可提供特殊的光谱滤片，如火焰温度测量滤片、特殊气体光谱滤片等；丰富的数据接口、专业的数据分析软件，可广泛应用于各种科研领域。

功能特点

• 制冷型中波探测器；
• 1280×1024分辨率；
• 全分辨率帧频100Hz；
• 适配标准、广角、长焦、显微等多种镜头；
• 可快速拆卸更换多种滤光片；
• 最高测温可至2000℃；
• 可同时输出 Cameralink数字视频和网络视频。

焊前预热是为了减小焊接过程中由于温度变化带来的热应力和变形。焊接时，局部区域的温度会迅速升高，导致局部区域发生收缩，而周围区域没有升温，导致应力集中，从而引起变形。若将工件预热到一定温度，可以使工件的温度分布更加均匀，减小因温度梯度引起的形变，有利于提高焊接接头的质量和机械性能。

二．红外热像仪的作用

使用华景康在线式红外热成像测温产品监控焊接预热温度，通过红外测温可精确控制预热温度和范围可提升焊接质量。

在线式红外热成像在焊前预热测温的优点：

1.红外热成像测温可以大范围监测，监测整个焊接工件的预热温度。

2.测温范围广，-20-1600℃测温范围，可同时测预热温度和焊接温度。

3.焊接工件画面和温度同时显示，方便现场焊接人员控制预热温度。

4.提升预热效率，精准控制工件预热温度和时间。

三．常用的预热温度范围

预热温度的选择需要根据工件材料和厚度等因素来确定。一般来说，焊前预热温度应该达到工件材料的屈服强度的50%左右。对于一些不同材料的工件，预热温度范围不尽相同，通常在150℃-300℃左右。

对于碳钢焊接，一般预热温度在150℃-200℃左右；对于不锈钢焊接，预热温度应该在200℃-300℃之间；而对于铝合金焊接，预热温度则应该在250℃-350℃之间。

四．预热的时间

预热时间的长短也需要根据工件材料和厚度等因素来确定。一般来说，预热时间应该保持在1小时左右。如果工件厚度较大，预热时间可以适当延长，但一般不应超过2小时。

通过红外热成像测温精确测试焊接区域预热温度，控制预热时间提升焊接效率。

五、注意事项

1.固定焊接位置：在预热时需要固定好焊接位置，以避免影响预热效果。

2.预热范围：需要保证预热的范围覆盖到整个焊接区域,在线式红外热像仪可监测整个预热工件的温度，保证整个焊接区域预热温度。

3.温度监控：使用华景康在线式红外热像仪对工件进行实时监控，以确保预热温度达到标准要求预热温度范围。

推荐使用华景康在线式红外热像仪K43E9/K46E9/K26E13

采用性能优异的制冷型红外探测器，并可提供特殊光谱滤片的定制服务，例如：火焰温度测量滤片、特殊气体光谱滤片，可实现多光谱成像、窄带滤片、宽带导通和特殊温度量程特殊光谱段标定等扩展性应用。

该产品采用制冷型碲镉汞（MCT）探测器，模拟量视频输出接口，CamLink和GigE数字接口，满帧满频：100Hz，中波光谱范围：3.7~4.8μm/1.5~5.2μm，长波光谱范围：7.7~9.5μm，电动切换光谱轮孔位，开源式光谱轮调节指令，可拆卸式的独立光谱轮设计。

科研级中波制冷型红外热像仪集合高帧频、高灵敏度、高测量精度于一体，全方面满足高校科研用户及其他高端用户对热像仪的使用需求。

科研级中波制冷型红外热像仪应用于芯片、科研、激光焊接、新材料。

制冷型热成像仪的使用率与其自身的制冷器有着密切的关系，制冷器的工作时间直接关系到热像仪的使用寿命，相对来说非制冷型热成像仪的使用寿命会更长。

适用机型

K31E25 在线式红外热成像测温仪采用12μm非制冷红外焦平面探测器、高性能红外镜头和信号处理电路，并嵌入图像处理算法，具备体积小、功耗低、启动快速、成像质量优异、测温准确等特点。

K31E25 在线式红外热成像测温仪的器件选型充分考虑高低温工作性能的要求，保证整机工作有优异的环境适应性能。

功能特性

1. 具有全天候被动热成像功能，具备较强的穿透烟雾性能，可在较宽的环境温度范围使用；
2. 采用目前 1280×1024 分辨率的 12μm 非制冷红外焦平面探测器，成像效果更好；
3. 采用高帧频设计，可以观测快速移动的目标；
4. 采用自研测温校正算法，实现准确温度测量；
5. 输出全码流无损 16Bit 温度数据，提供客户端软件及 SDK 开发包，便于客户进行二次开发和系统集成，充分对被测目标进行个性化温度分析。

应用领域

电力巡检  石化监测 自动化控制  消防监控 科研测试

KB23E31 在线式红外热成像测温仪采用 17μm 非制冷红外焦平面探测器、高性能红外镜头和信号处理电路，并嵌入图像处理算法，具备体积小、功耗低、启动快速、成像质量优异、测温准确等特点。

KB23E31 在线式红外热成像测温仪的器件选型充分考虑高低温工作性能的要求，保证整机工作有优异的环境适应性能。

功能特性

1. 采用定制化的微距镜头，可以观测细微的目标；
2. 采用高帧频设计，可以观测快速移动的目标；
3. 采用自研测温校正算法，实现准确温度测量；
4. 输出全码流无损 16Bit 温度数据，提供客户端软件及 SDK 开发包，便于客户进行二次开发和系统集成，充分对被测目标进行个性化温度分析。

应用领域

科研院校 光纤检测 无损检测 定制开发