選擇Teledyne FLIR的原因
位于印第安納州紐伯里的電池創新中心 (BIC) ，是一家合作性非營利機構，專注于為商業和國防客戶提供安全、可靠和輕量化電池的快速開發、測試、驗證和商業化的服務。其部分測試過程包括各種濫用測試，將電池暴露于最惡劣的情況，以確定并解決由此產生的安全問題。
近些年，我們對電池的需求急劇增加，為了滿足這一需求，電池的型號在不斷增加，使其性能和安全性的驗證變得越來越重要。“電池的測試至關重要”，BIC 總裁兼首席執行官 (CEO) Ben Wrightsman 說。
“在進行測試時，我們希望收集盡可能多的數據，并且我們希望能夠確信我們的數據是準確的，”BIC項目總監Ashley Gordon解釋說。為了從這些測試中收集盡可能多的數據，BIC選用了Teledyne FLIR 高速熱像儀，它可顯示用其他技術無法捕捉的熱成像細節。
用高速熱成像記錄的電池針刺測試
用高速熱成像記錄的電池針刺測試在電池的使用過程中，事故是難免的，而在事故發生時，一定要知道電池會有什么反應，比方說如果電池著火，引起周圍材料著火的速度有多快，可能性有多大。“我們模擬最壞的情況以收集數據，然后就知道預期會發生什么情況，”Gordon 說。BIC在2020年年底購入的FLIR高速熱成像儀已成為其收集數據的關鍵。
（Teledyne FLIR是Teledyne Technologies旗下子公司，是國防和工業應用智能傳感解決方案的優秀領先者。公司成立于1978年，創造先進的技術幫助專業人士做出更好、更快的決策，拯救生命，改善生活。）
傳統熱電偶的局限性
“在我們擁有熱成像儀之前，主要采用體積較大的熱電偶和更普通的紅外 (IR) 設備，”BIC 研究總監 James Fleetwood 博士說。熱電偶是一種由兩根不同的導線組成的廉價溫度傳感器，常用于工業領域的溫度測試。然而，它們也存在許多局限，特別是對于在BIC進行的電池測試。
熱電偶的主要缺點是一次只能測量一個點。“如果我只使用熱電偶，得到的是接觸點的溫度讀數。這意味著只有熱電偶所在位置的讀數，”BIC實驗室技術員Rodney Kidd解釋說。
熱電偶的放置也容易出現偏差。“這是一種自我實現反饋，”Fleetwood 博士說。“你其實并不知道熱點在哪里，只有已知位置對應的測量值。”
電池濫用測試中的熱觀察
電池要接受的濫用測試之一是針刺，該測試用于模擬短路，而短路可能導致電池過熱、著火甚至爆炸。“如果我們在進行針刺測試時只能使用熱電偶，你實際上必須在整個電池表面放置一千個熱電偶，才能清楚地了解整個電池的溫度分布，”Kidd 說。
在電池濫用測試過程中使用的鋼針的特寫
了解短路和熱量擴散如何導致氣體積聚及這些氣體和其他電池材料從哪里排出（以及它們有多熱）對于工程師來說非常重要。“我們不能保證每次都能防止電池著火，”Kidd 解釋說，“但我們可以減輕損害程度，并引導其進入安全的通道。”
“這是我們以前用熱電偶和普通紅外熱像儀所無法捕捉到的，”Kidd 說。雖然它們也能看到碎屑排出，但材料在接觸大氣時會立即冷卻。“有了FLIR高速熱像儀，我就可以放慢速度，并捕捉到這種材料，其溫度有時可高達700℃，甚至更高”他解釋說。
FLIR高速熱成像技術可展現全局
熱成像技術與熱電偶不同，熱電偶必須直接放置在采集溫度數據的點上，而熱成像則可同時提供電池上每個點的數據。“它可以提供全局視野，并且收集的數據點顯然多得多，這有助于對其進行分析，并且可以幫助我們提出下一步要進行的測試。”Gordon 說。
通過FLIR熱成像儀，工程師不僅可以很容易看到在濫用測試時電池外部發生的情況，還可以看到內部發生的情況，以及熱量的變化情況。“我們可以立即看到溫度是如何傳遞的，并且可以看到是否出現熱點，即使在那個點上沒有熱電偶，”Gordon 繼續說。
高速熱成像捕捉到針刺測試過程中電池的熱擴散
其結果是熱成像比單純的通過/失敗認證提供了更多的信息。“比起系統是否著火，熱圖譜可以告訴你更多有關熱管理系統效果的信息，”Fleetwood 博士說。熱成像不僅每一幀都提供大量數據，而且還提供了一種直觀了解測試過程中情況的方法。“我認為，一般而言，與包含成千上萬的數字和通用圖表的Excel表格相比，每一個人都更能理解圖像或視頻所展示的情況。”
BIC的實驗室技術員通過設置FLIR高速熱像儀來監控電池測試
希望定格快速移動目標或定格快速升溫或冷卻目標的熱動態畫面的研究人員，需要的不只是能獲得快速幀頻的熱像儀。真正的高速紅外成像需要快積分時間（短至僅幾微秒）以及能以29,000幀/秒的速度捕獲數據。如今FLIR新一代紅外探測器使記錄640×512像素全幀高速數據成為可能，這意味著研究人員能在不損失視窗中幀區域的情況下對噴氣發動機渦輪葉片、超音速射彈、爆炸等進行動態分析。
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