Xi 400光学显微镜

Xi 400 配有显微镜光学系统，是功能最强大的红外热像仪系统，适用于印刷电路板分析和电气元件温度测量，分辨率为 382 x 288，价格实惠。它将长波红外热像仪与用于精确对焦的显微镜载物台和德国设计的红外光学元件结合在一起，并针对小目标图像和测量进行了优化。这种功能强大的红外热像仪组件在大多数市场上都能买到，而且价格经济实惠。

在电子工业中，小型设备和连接是很常见的，但大多数红外摄像系统的光学系统都是为大型目标而优化设计的。红外分辨率的描述使用了各种规格，这使得产品比较变得更加困难。瞬时视场 (IFOV)、毫弧度 (mrad)、像素尺寸、探测器间距和测量视场 (MFOV) 等术语被不同的制造商用来指定这一重要的性能属性。造成这种差异的部分原因是应用需求，在某些情况下，温度升高检测是优先考虑的因素，而在其他情况下，则需要精确的温度测量来验证元件规格。

为简化红外热像仪分辨率的交流过程，可根据 “IFOV “规格（可与测点尺寸或像素尺寸互换使用）来确定热像仪检测温度变化的能力。在红外热像仪的精度规格范围内，使用 MFOV 来确定红外热像仪进行精确温度测量的能力。大多数制造商不提供 MFOV 规格，因此请向供应商咨询，或将 IFOV 至少乘以 3，以确定红外热像仪准确测量温度的能力。

带显微镜封装的 Optris Xi 400 被誉为电子应用的卓越解决方案，因为它采用了专为此目的而设计的光学器件，可提供较小的 IFOV（80 微米）和较小的 MFOV（240 微米）。如果您在验证小型芯片的工作温度时没有注意到这一重要区别，那么您可能会认为设备的工作温度符合其温度规范，而实际上它的运行温度很高，注定会在产品寿命的早期出现故障。精确的远程红外温度测量在许多应用中都具有重要价值，但在其他环境中从红外摄像系统中提取和分析这些数据往往具有挑战性。

Optris Xi 400通过其主要的USB接口提供无缝的计算机连接，并具有80 Hz的惊人帧率。这个高帧率允许监控快速热过程，特别是在线扫描模式下，确保动态应用中精确及时的热数据收集。

Optris PIX Connect软件通过包括时间与温度测量功能解决了数据提取和分析的难题，该功能以用户指定的间隔记录数据并将其存储在.csv文件中。偏好全图像的工程师可以使用校准的序列文件或校准的.tiff图像，在用户指定的间隔内捕获。快照序列存储例程还支持在用户指定的间隔内存储完整的温度矩阵到.csv文件中。

Xi 400 红外热像仪具有模拟和数字输出以及过程接口，非常适合为机器和设备提供控制输入。软件开发人员套件可供集成商开发特定应用软件解决方案。对于短路或故障检测，该软件允许工程师轻松优化温度显示设置，以检测最轻微的温度上升。对于更具挑战性的应用，还提供图像减法功能，使用户能够用较低的电流输入从同一电路板上减去实时图像（如完全通电的印刷电路板），从而更有效地突出温度差异。

Optris PIX Connect 热成像软件包含在内，并且是免费的。
所有红外热像仪都附带 Optris PIX Connect 热成像软件，该软件专为热图像的广泛文档记录和分析而开发。基于 Windows 的 PIX Connect 软件使用户能够根据特定需求定制红外热像仪。它可以分析实时和录制的温度数据，并触发报警信号进行过程集成。
充分利用 Optris 红外热像仪的关键在于正确配置。这包括详细的设备特定配置，如帧率、测量范围调整、外部通信设置和 USB/以太网配置。此外，PIX Connect 还支持通过互联网进行固件更新和配置文件下载。 PIX Connect

Optris 为我们的 Xi 和 PI 热成像仪提供了多种不同的 SDK。根据操作平台、红外热像仪、编码语言和硬件平台的不同，可以使用不同的软件接口： SDK

Optris IRmobile 允许用户使用 Android 智能手机或平板电脑设置和调试 Optris 红外测温仪或红外热像仪。这个工具在调试和对准红外热像仪的视野或调整配置时非常方便。该应用程序可以分析连接的红外热像仪的实时红外图像流，具有自动热/冷点检测功能。对于测温仪，可以显示温度-时间图或视频信号。该应用程序适用于大多数运行 5.0 及以上版本且支持 USB-OTG（On The Go）功能的 USB 端口的 Android 设备。 Google Play

我喜欢通过小的设备得到清晰的图片，也喜欢精确测量电路板上小于 250 µm 的区域的能力，但我的印刷电路板远大于 30 毫米，我需要一种既能提供小光斑尺寸又能提供宽视场的光学器件。你们能提供吗？

Optris确实有一个摄像机套件（Pi 640i 显微镜套件链接），其中包括一个高分辨率红外热像仪，可与宽视场光学镜组或显微镜光学镜组配用。用户可以切换光学镜组，PIX Connect 软件支持两种光学镜组的校准文件。Xi 400 采用固定光学镜组，不能在现场更换。有些客户会购买两台配备不同光学镜组的 Xi 400 相机，以支持显微镜测量和全印刷电路板热分析。

为什么在大多数红外热像仪网站上很难找到 MFOV（测量视场）规格？

一些制造商不知道单像素测量如何影响其红外热像仪的测量精度。MFOV 和 IFOV 之间的区别可能难以沟通。引用 较小的 IFOV 规格而不是MFOV 规格可能会说服一些客户选择他们认为 IFOV 较小的红外热像仪。此外，与确定 MFOV 相关的工程工作非常耗时，而且不同红外热像仪产品的 MFOV 通常会有所不同。最后，一些高分辨率红外热像仪使用的探测器元件非常小（小间距），通常需要更大的像素覆盖范围才能完全响应发射温度。有些红外热像仪的 MFOV 规格是 IFOV 的 7 倍。如果应用需要精确的温度测量，披露这一规格将凸显产品的缺陷。Optris 计算器中提供了所有 Optris 热像仪的 MFOV 和 IFOV。

为什么使用 IFOV 来确定可以精确测量的元件尺寸会有影响？

因为您的温度测量值总是低于元件的真实温度。热元件上单个像素周围温度较低的像素会影响测量结果，从而降低报告的温度。运行温度高于规定温度的电子元件，其寿命将低于元件的规定寿命。根据经验，电气元件每超温运行 10°C，其使用寿命就会缩短 ½ 。

热像仪帧频重要吗？

这取决于具体情况。有些应用，如查找恒流输入的通电电路板上的故障或短路，并不需要快速测量，如果配备适当的光学器件，9 Hz 帧频的热像仪就足够了。而脉冲电路和其他电子应用涉及瞬态数据收集，了解 80 Hz 间隔的温度动态可以获得有关设备性能的宝贵信息。

我的PCB上的许多材料具有不同的发射率。我能用热像仪收集有价值的温度数据吗？

可以。大多数集成电路由硅（低发射率）制成，但封装在ECN或其他热塑性塑料中，这些塑料具有很高的发射率。它们是远程红外温度测量的绝佳目标，常见的电气组件如电阻器和电容器也涂有热塑性塑料。陶瓷封装也是一个很好的发射体（约0.85），当在软件中输入正确的发射率时，可以提供出色的温度数据。金属引线或导体路径、Kovar或用于集成电路封装的其他金属，在用长波红外热像仪测量时不会提供准确的温度数据，除非它们被涂覆或喷涂以提高发射率。

我可以在 MO2X 和 MO44 光学镜组之间切换吗？

可以。可以在现场更换光学镜组并进行校准温度测量，前提是两个光学镜组都与所配的特定 PI 640i 进行了校准。为了正确校准，请确保从 “配置 “菜单 “设备 “选项卡 “光学器件 “下拉框中选择连接到热像仪的光学器件。如果托管 PIX Connect 软件的 PC 处于联机状态，则所有与您的序列号热像仪一起校准过的光学镜组都将在此框中显示。

我可以使用非显微视场光学设备来测量较大的目标，如印刷电路板吗？

可以。PI 640i有四个额外的光学设备，可以与热像仪一起校准使用。这大大扩展了PI 640i的应用潜力，使其能够对全尺寸印刷电路板或承载它们的产品进行热成像和温度测量。与显微镜光学设备一样，切换光学设备时请确保选择正确的校准文件。

我有显微镜光学镜组。可以使用吗？

使用可见光相机开发的显微镜光学镜组无法传输 PI 640i 响应光谱区域内发射的红外辐射，因此不能与红外热像仪一起使用。未与 PI 640i 一起校准的红外光学镜有可能提供放大的热图像，但无法提供校准的温度测量值。

为什么需要显微镜平台？

可以使用显微镜物镜外侧的滚花环进行微距对焦，但对工作距离进行微调可以显著提高图像清晰度和温度测量精度。每套显微镜套件的平台都有助于进行微小的工作距离调整。如果图像没有达到最佳聚焦，温度测量就不会准确。

我可以测量连接到小电子设备的引线温度吗？

强大的红外显微镜光学设备可以看到小引线，但这些引线通常由反射热能的低发射率金属制成。需要将引线涂覆碳黑或平黑漆才能用红外热像仪准确测量。同样适用于金属制成的组件（罐）。如果金属引线无法涂覆高发射率涂层，引线与设备的高发射率连接点通常可以作为指示引线温度过高的指标。

我能看穿印刷电路板上的层吗？

FR-4 和聚四氟乙烯（PTFE）是印刷电路板中常用的基底层材料。它们在红外区域不透射，因此用红外热像仪无法看透。但是，特定区域的热量可能会通过不同的印刷电路板层传导到电路板顶层，从而将传导的热量呈现在电路板表面该区域的红外热像仪上。可能需要对热像仪设置进行优化，以提高灵敏度，从而可以看到来自内层的小短路。在 PCB 层之间插入铜箔可以减弱或完全阻止热量从内层流向电路板的顶层表面。

红外热像仪能否在 PCB 制造过程中验证芯片和基板的温度？

任何红外测量都需要在红外热像仪光学镜组和被测表面之间有一条清晰的视线。如果没有接入端口、安装和相机冷却装置，就不可能在回流炉中进行红外温度测量。虽然目前市场上还没有具备这种功能的系统，但有一种强制对流 SMT 回流系统正在开发中，该系统使用 Optris 红外热像仪的线扫描模式测量温度，并通过回流炉中四个位置的小缝隙生成完整的红外图像。

• 过程成像仪 Xi 400
• USB 连接线 (1 米)
• 输出/输入连接线 (1 米) 包括端子块
• 带螺母的安装支架
• 软件包 Optris PIX Connect
• 快速入门指南