ロックイン方式を用いた赤外線温度解析

ロックイン方式による高感度な温度解析技術を提供します

受託計測

測定対象に繰り返し負荷(電圧など)を与えて赤外線カメラで測定した温度画像(動画)にロックイン方式による信号処理技術を用いることで、微小な温度変動量を測定できます。

高性能赤外線カメラは1コマの画像におけるNETD(温度分解能)は0.02℃と非常に高感度であります。さらにロックイン方式を用いると、温度分解能は0.001℃以上となり、微小な温度変動や発熱測定に有効です。

LSIやプリント基板の配線欠陥検出や電池の発熱解析により、製品不良解析や熱設計に役立ちます。

ロックイン方式

ロックイン方式は、繰り返し負荷(電圧や荷重など)を与えたサンプルの温度変動を測定し、その時系列データから負荷の周期(ロックイン参照信号)と同一周期の温度変動のみを抽出することにより、S/Nを向上させる信号処理方式です(図1)。

2000コマ以上撮影してロックイン方式を用いると、温度分解能は0.001℃以上となり、微小な温度変動や発熱が解析できます。

図1 ロックイン方式 図1 ロックイン方式

リチウムイオン電池の温度分布測定

図2は当社の電池材料解析評価センターで試作したリチウムイオン電池の充放電試験における温度変化を、ロックイン方式で解析したものです。

(a)の温度画像では、外部の熱源からの外乱により電池自体からの発熱による温度分布がわかりません。

一方、(b)のロックイン法による温度差画像では、電池自体の発熱による分布(温度差分布)を確認できます。

この温度差分布は電池内部の発熱状態を反映しており、充放電サイクルにおける温度分布の変動を捕らえたものです。

(a) 温度画像 (a) 温度画像
(b) ロックイン方式による温度差画像 (b) ロックイン方式による温度差画像
(c) リチウムイオン電池外観 (c) リチウムイオン電池外観
図2 充放電時のリチウムイオン電池の温度解析例

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JFEテクノリサーチ株式会社 営業本部