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如何选择合适的红外热成像仪?

时间:2015-03-20来源:本站浏览次数:122

      选择合适的红外热像仪,除要了解热像仪的主要参数,还要了解主要参数对使用者的意义。下面是笔者按照经验,把红外热成像仪的主要参数以重要性排序,在选择时可以区分侧重点。
1.探测器材料及像素:
       市场上主流的非制冷红外热成像仪的探测器目前以多晶硅和氧化钒为主。氧化钒的探测器会更加稳定,温漂更小一些。北美的热成像仪多以氧化钒为主。国产品牌使用的法国尤尼斯的探测器多数是多晶硅的。其实与材料相比更主要的是探测器的像素,对于一个热像仪来说即使使用氧化钒的探测器,但如果像素点低于多晶硅的热像仪,多晶硅的热像仪的档次也要比氧化钒高。像素的大体理解如下:一个像素通常被视为图像的最小的完整采样。一副图像的像素越多,成像的细节越多,结果更接近原始的图像。在选择红外热成像仪的像素时,大家可以理解成购买一个红外的数码照相机,像素点当然是越大的越好,目前主流的像素矩阵是640*480的。
红外热成像仪探测器图片红外热成像仪探测器图片

2.热灵敏度:
红外热成像仪的热灵敏度,噪声等效温差(NETD),体现了热像仪分析处理电路的降噪能力。即红外热像仪感应温度变化的灵敏程度。例如,一个长波非制冷红外热像仪的最高NETD为0.03℃,当被测物体表面温度发生0.03℃的温度变化时,红外热像仪就可以测试得到。多数做研究的用户对这个参数的要求比较高。使用红外热成像仪做电气预测性维护的客户可以不特意追求这个指标。
热成像仪的热灵敏度展示图片左侧图片中可以看到血管的走向,是因为红外热像仪的高灵敏度

3.热像仪帧频:
       在电影、电视以及计算机视频显示器中,帧频是指每秒显示的图像数量。帧频是热像仪每秒钟产生完整图像的画面数,单位为Hz。一般电视帧频为25HZ,美国电视是30HZ。帧频用于电影、电视或视频的同步音频和图像中。在动画和电视中,帧频是由电影与电视工程师学会(SMPTE)制定的标准,24、25和30帧每秒的SMPTE时间代码帧频是通用的。在红外领域,对于帧频没有行业通用的标准,目前用的比较多的帧频是9Hz,30Hz,60Hz,特殊的还有200多Hz的,但目前因为热成像产品的出口管制原因,好多高帧频的热像仪对中国是禁运的,或者要做复杂的最终用户非军事应用说明。目前9Hz帧频的红外热像仪是开放的,所以如果没有特殊的要求,即不是在相对运动大于30公里/秒的情况下测试,选购低帧频的红外热像仪是合理选择。对于一台热像仪来说,低帧频和高帧频硬件上是没有区别,是热成像仪在出厂时用软件对刷新频率进行了处理。
红外热像仪帧频图像示例左图就是高速可见光摄像机拍摄的高帧频图片,看到酒杯的破碎过程
4.空间分辨率:
       空间分辨率是指图像中可辨认的临界物体空间几何长度的最小极限,即对细微结构的分辨率。空间分辨率直观的理解就是通过仪器可以识别物体的临界几何尺寸,空间分辨率的指标由热成像仪的视角及探测器像素决定。对于扫描影像,通常用瞬时视场角(IFOV)的大小来表示毫弧度,即像元,是扫描影像中能够分辨的最小面积。空间分辨率是评价传感器性能的重要指标之一。
热成像空间分辨率解释图片
上面两幅图像就是空间分辨率不同的可见光相机拍摄的图片,主要解释空间分辨率概念。

5.热成像仪精度:
       一般热像仪的精度满足正负2度(100度以内)或读数的正负2%。因为红外热像仪在测温时会受到被测物体发射率不同的影响,所以红外热像仪是定性测温的仪器。除非在特殊情况下,或者已经准确知道被测物体的发射率时可以进行定量研究,在这种定量研究时可以选择精度在正负1%的红外热成像仪。



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