熱成像設備的溫度解析度可達多少

㈠ 紅外熱像儀的精度范圍是多少

一般常用的紅外熱成像儀是通過對 9~14 μm 波段的電磁波來進行成像和探測實現的。根據黑體輻射原理，任何物體都在向外輻射電磁波，溫度越高，輻射的電磁波波長越短。太陽的溫度很高(高達5700 K左右)，所以太陽輻射的電磁波峰在500 nm左右。而對於常溫(27℃)的物體，其輻射峰值約在10 μm左右，並且輻射功率與溫度正相關。所以如果有一種類似相機的設備，能夠探測 9~14 μm 的電磁波，將能夠利用物體自身的輻射來進行成像，而不需要外部的照明光源。由於輻射的強弱與溫度正相關，因此，成像的亮度也與物體的溫度正相關：溫度越高，輻射功率越高，探測到的信號越強，對應的成像也就越亮。因此，這種成像設備能夠用來測試物體表面的溫度分布。由於是利用物體自身的輻射進行成像，不需要額外的照明光源，所以在夜晚等環境下也能夠成像，實現類似夜視儀的效果。
自然界中除了人眼看得見的光（通常稱為可見光），還有紫外線、 紅外線等非可見光。自然界中溫度高於絕對零度(-273℃)的任何物體，隨時都向外輻射出電磁波（紅外線），因此紅外線是自然界中存在最廣泛的電磁波，並且熱紅外線不會被大氣煙雲所吸收。隨著科技的日新月異，利用紅外線這一特性，採用應用電子技術和計算機軟體與紅外線技術的結合，用來檢測和測量熱輻射。物體表面對外輻射熱量的大小，熱敏感感測器獲取不同熱量差，通過電子技術和軟體技術的處理，呈現出明暗或色差各不相同的圖像，也就是我們通常說的紅外線熱成像；將輻射源表面熱量通過熱輻射演算法運算轉換後，實現了熱像與溫度之間的換算。

㈡ 如何選擇合適的紅外熱像儀

1、像素的選擇：首先要確定購買紅外熱像儀的像素級別，大多紅外熱像儀的級別和像素有關。民用紅外熱像儀中相對高端的產品像素為640*480=307,200，此高端紅外熱像儀拍攝的紅外圖片清晰細膩，在12米處測量的最小尺寸是0.5*0.5cm。中端紅外熱像儀的像素為320*240=76,800，在12米處測量的最小尺寸是1*1cm；低端紅外熱像儀的像素為160*120=19,200，在12米處測量的最小尺寸是2*2cm。可見像素越高所能拍攝目標的最小尺寸越小，下圖為三個級別像素紅外熱圖片的比較：

640*480 320*240 160*120
2、測溫范圍和被測物：根據被測物體的溫度范圍確定測溫范圍，來選擇合適溫度段的紅外熱像儀。目前市場上的紅外熱像儀大多會分成幾個溫度檔，比如-40-120℃ 0-500℃，並不是溫度檔跨度越大越好，溫度檔的跨度小測溫相對會更准確些。另外一般紅外熱像儀需要測量500℃以上的物體時，則需要配備相應的高溫鏡頭。
3、溫度解析度：溫度解析度體現了一台紅外熱像儀的溫度敏感性，溫度解析度越小紅外熱像儀對溫度的變化感知越明顯，選擇時盡量選擇此參數值小的產品。紅外熱像儀測試被測物的主要目的是通過溫度差異找出溫度故障點，測量單個點的溫度值並沒有太大意義，主要是通過溫度差異來找相對的熱點，起到預維護的作用。
4、空間解析度：簡單來說空間解析度越小測溫越准確，空間解析度較小時，被測最小目標覆蓋了紅外熱像儀的像素，測試的溫度即被測目標的溫度。如果空間解析度較高，被測的最小目標不能完全覆蓋紅外熱像儀的像素，測試目標就會受到其環境輻射的影響，測試溫度是被測目標及其周圍溫度的平均溫度，數值不夠准確。見下圖比較：

左圖為高空間解析度，被測點的溫度較准確，右圖空間解析度低，測試溫度為被測點及其周圍環境溫度的平均值。
5、溫度穩定性：紅外熱像儀的核心部件為紅外探測器，目前主要有兩種探測器氧化釩晶體和多晶硅探測器，氧化釩探測器主要的優勢是測溫視域MFOV（Measurement Field of View）為1,溫度測量是精確到1個像素點。Amorphous Silicon（多晶體硅）感測器， MFOV為9，即每點的溫度是基於3×3=9個像素點平均而獲得。氧化釩探測器的溫度穩定性好、壽命長，溫度漂移小。NEC紅外熱像儀均使用氧化釩探測器，歐美大地回收了曾銷售給香港客戶的10多台NEC紅外熱像儀(主要為9100/5102/ 7700系列)，發現5年來客戶購買的NEC紅外熱像儀溫度准確度依然維持在±2%或2℃， 沒有溫度漂移，很穩定，唯一一台不過關的是5年前售出的熱像儀，客戶每星期都使用， 標定結果差了3度，為其做了調整，已經恢復正常使用。資料來自：上海歐美大地