上周給大家介紹了選擇研發(fā)熱像儀前

需要考慮的前兩點(diǎn)因素

今天我們接著來(lái)學(xué)習(xí)后邊的內(nèi)容

測(cè)量目標(biāo)的大小和距離？

為了在目標(biāo)物體上獲得最佳的熱成像畫面效果和大多數(shù)被測(cè)量物測(cè)量點(diǎn)的準(zhǔn)確溫度讀數(shù)，您應(yīng)該盡可能選擇一個(gè)將目標(biāo)物體占滿熱像圖視野的鏡頭。同時(shí)，您還需要優(yōu)化空間分辨率，以確保需要查看的最小目標(biāo)物體的細(xì)節(jié)與瞬時(shí)視場(chǎng)角。

空間分辨率

空間分辨率與瞬時(shí)視場(chǎng)角（IFOV：一個(gè)像素所能覆蓋的視場(chǎng)角范圍）相同，兩者都是可以在目標(biāo)上檢測(cè)到的最小物理細(xì)節(jié)，并且基于單個(gè)熱像儀（檢測(cè)器）像素覆蓋的最小區(qū)域。離物體越近，像素檢測(cè)到的區(qū)域越小。當(dāng)您移動(dòng)得更遠(yuǎn)時(shí)，單個(gè)像素會(huì)覆蓋更大的目標(biāo)區(qū)域。通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)像素能夠顯示熱像圖中的最小分辨率，但是要準(zhǔn)確測(cè)溫，則需要至少3*3個(gè)像素。被測(cè)物體將熱像儀中點(diǎn)測(cè)溫的小圓圈或者小方框完全覆蓋，方能準(zhǔn)確測(cè)溫。

視場(chǎng)角和瞬時(shí)視場(chǎng)角

視場(chǎng)角（FOV）

你會(huì)注意到，當(dāng)你從更遠(yuǎn)的地方觀察物體時(shí)，視野也會(huì)發(fā)生變化。類似于空間分辨率，這意味著從遠(yuǎn)處成像時(shí)，目標(biāo)上被分配的像素比從近處成像時(shí)所分配到的像素少。理想情況下，您希望目標(biāo)物體占滿視野，但有時(shí)這是不可能的，因?yàn)檫^(guò)度靠近被測(cè)物體，可能對(duì)熱像儀操作員造成潛在的危險(xiǎn)

確定了所需的視場(chǎng)角和空間分辨率后，您可以根據(jù)需求選擇最佳鏡頭或鏡頭組。手工確定這些值所需的數(shù)學(xué)運(yùn)算可能令人望而生畏，因此FLIR開發(fā)了一個(gè)免費(fèi)的在線視場(chǎng)角計(jì)算器來(lái)幫助您完成這一過(guò)程（具體使用說(shuō)明請(qǐng)點(diǎn)擊“閱讀原文”）。使用在線工具時(shí)，只需輸入目標(biāo)物體大小、熱像儀鏡頭到目標(biāo)的距離和選擇不同度數(shù)的鏡頭。計(jì)算器就將計(jì)算目標(biāo)物體的視場(chǎng)角、空間分辨率和像素?cái)?shù)，讓鏡頭選擇過(guò)程更簡(jiǎn)單。

相關(guān)科普：小菲課堂｜紅外熱像儀能“看”多遠(yuǎn)，由你決定！

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哪種檢測(cè)器最適合應(yīng)用？

在上周文中我們解釋了溫度測(cè)量靈敏度是如何根據(jù)紅外熱像儀的探測(cè)器類型而變化的。另外需要考慮的一點(diǎn)是，不同的探測(cè)器技術(shù)可以感知不同波長(zhǎng)或波段的紅外能量。根據(jù)您的應(yīng)用，紅外熱像儀感知能量的波段會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生重大影響。

這是典型的大氣在不同波段紅外能量的透射率曲線，根據(jù)該圖，在7.5微米至13.0微米和3.0微米至5.0微米的波段大氣中有良好的紅外透射。因此，如果您的應(yīng)用程序要求您在大氣中進(jìn)行遠(yuǎn)距離觀察，那么選擇在這些高透射率波段的窗口中運(yùn)行的探測(cè)器是最佳選擇。

類似的想法也適用于其他需要查看或?yàn)g覽材料的應(yīng)用。例如，如果你想測(cè)量燈泡燈絲的溫度怎么辦？要做到這一點(diǎn)，你需要透過(guò)燈泡的外層玻璃進(jìn)行觀察。通過(guò)觀察燈泡玻璃的傳輸曲線，你會(huì)看到一個(gè)允許紅外有高透射率的光譜窗口。要透過(guò)玻璃觀察并測(cè)量燈絲，需要一臺(tái)能感應(yīng)3.0μm至4.1μm波段的熱像儀。

燈泡玻璃的透射曲線示例

下圖顯示了當(dāng)您通過(guò)熱像儀觀察燈泡時(shí)發(fā)生的情況，熱像儀可以感知玻璃高透射率窗口內(nèi)的情況。由于熱像儀是3.0- 5.0μm InSb探測(cè)器，因此，借助InSb探測(cè)器您可以精確地測(cè)量燈泡燈絲的溫度。

帶有InSb探測(cè)器（3.0μm至5.0微米）和《4.1μm濾光片的燈泡的熱成像圖像

另一方面，下圖演示了在玻璃璃高透射率窗口外操作的帶有熱像儀的燈泡所發(fā)生的情況。試圖使用7.5-13.0μm微測(cè)輻射熱計(jì)熱像儀測(cè)量燈絲，反而會(huì)導(dǎo)致只能測(cè)量燈泡表面的玻璃溫度。

帶有微測(cè)輻射熱計(jì)檢測(cè)器的燈泡的熱成像圖像（7.5μm至13.0μm）

總之，對(duì)于某些應(yīng)用，通過(guò)查閱材料可能會(huì)根據(jù)其獨(dú)特的光譜波段響應(yīng)引導(dǎo)您找到特定的探測(cè)器。