热成像 — CAE术语解释

分类:术语表 | 2026-01-15
CAE visualization for thermal image - technical simulation diagram

热成像

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我想测量电子基板的温度,但用热电对的话只能测一个点,看不到整体分布。

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那就用热成像仪拍热像图最好。用红外线摄像机可以非接触地一次性获取对象物体的表面温度分布。最近的机型有320×240像素以上的分辨率,所以能识别IC封装个别的温度。

定义

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热成像在原理上是怎样测温度的呢?

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所有物体都会根据温度放出红外线辐射。根据Stefan定律,辐射能量与$T^4$成正比,所以测量红外线的强度就能知道表面温度。但是放射率(emissivity)的设置很重要,金属镜面的ε=0.1左右会产生很大的误差。涂上黑体涂料使$\varepsilon$≈0.95是标准的对策。

热解析中的作用

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CAE结果验证中经常使用热成像吗?

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非常经常。把热分析的结果和实测的热像图并排比较是验证模型合理性的标准方法。

$$ \rho c_p \frac{\partial T}{\partial t} = \nabla \cdot (k \nabla T) + Q $$
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例如,用FEM计算的温度轮廓图和热成像仪图像用同样的色标显示,确认热点的位置和温度水平是否一致。如果偏差超过10℃,就需要重新检查边界条件和物性值。

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热成像只能测表面温度吧?内部温度怎样处理呢?

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内部要么埋入热电对,要么通过解析来推估。表面温度与CAE一致的话,内部温度也就可信了。在设备的预知维护中,热成像也很有用,可以通过定期检查来检测电动机轴承和电缆的异常发热。

相关术语

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请告诉我与热成像相关的概念。

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  • 热成像仪 — 通过红外线摄像机进行非接触温度计测技术
  • 辐射 — 热成像的物理基础,通过电磁波传递热能
  • 温度测量 — 热电对、测温电阻等接触式计测的合理搭配很重要
  • 🧑‍🎓

    放射率的设置是精度的关键啊。我也明白了如何使用热成像来验证分析结果。

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    分析不要"一做完就完事儿",和实测的对比是必不可少的。热成像能获得面的数据,比起只有一点的热电对,更容易找出分析模型的薄弱环节。建议先拿手边的基板试试拍。

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