热成像设备的温度分辨率可达多少

㈠ 红外热像仪的精度范围是多少

一般常用的红外热成像仪是通过对 9~14 μm 波段的电磁波来进行成像和探测实现的。根据黑体辐射原理，任何物体都在向外辐射电磁波，温度越高，辐射的电磁波波长越短。太阳的温度很高(高达5700 K左右)，所以太阳辐射的电磁波峰在500 nm左右。而对于常温(27℃)的物体，其辐射峰值约在10 μm左右，并且辐射功率与温度正相关。所以如果有一种类似相机的设备，能够探测 9~14 μm 的电磁波，将能够利用物体自身的辐射来进行成像，而不需要外部的照明光源。由于辐射的强弱与温度正相关，因此，成像的亮度也与物体的温度正相关：温度越高，辐射功率越高，探测到的信号越强，对应的成像也就越亮。因此，这种成像设备能够用来测试物体表面的温度分布。由于是利用物体自身的辐射进行成像，不需要额外的照明光源，所以在夜晚等环境下也能够成像，实现类似夜视仪的效果。
自然界中除了人眼看得见的光（通常称为可见光），还有紫外线、 红外线等非可见光。自然界中温度高于绝对零度(-273℃)的任何物体，随时都向外辐射出电磁波（红外线），因此红外线是自然界中存在最广泛的电磁波，并且热红外线不会被大气烟云所吸收。随着科技的日新月异，利用红外线这一特性，采用应用电子技术和计算机软件与红外线技术的结合，用来检测和测量热辐射。物体表面对外辐射热量的大小，热敏感传感器获取不同热量差，通过电子技术和软件技术的处理，呈现出明暗或色差各不相同的图像，也就是我们通常说的红外线热成像；将辐射源表面热量通过热辐射算法运算转换后，实现了热像与温度之间的换算。

㈡ 如何选择合适的红外热像仪

1、像素的选择：首先要确定购买红外热像仪的像素级别，大多红外热像仪的级别和像素有关。民用红外热像仪中相对高端的产品像素为640*480=307,200，此高端红外热像仪拍摄的红外图片清晰细腻，在12米处测量的最小尺寸是0.5*0.5cm。中端红外热像仪的像素为320*240=76,800，在12米处测量的最小尺寸是1*1cm；低端红外热像仪的像素为160*120=19,200，在12米处测量的最小尺寸是2*2cm。可见像素越高所能拍摄目标的最小尺寸越小，下图为三个级别像素红外热图片的比较：

640*480 320*240 160*120
2、测温范围和被测物：根据被测物体的温度范围确定测温范围，来选择合适温度段的红外热像仪。目前市场上的红外热像仪大多会分成几个温度档，比如-40-120℃ 0-500℃，并不是温度档跨度越大越好，温度档的跨度小测温相对会更准确些。另外一般红外热像仪需要测量500℃以上的物体时，则需要配备相应的高温镜头。
3、温度分辨率：温度分辨率体现了一台红外热像仪的温度敏感性，温度分辨率越小红外热像仪对温度的变化感知越明显，选择时尽量选择此参数值小的产品。红外热像仪测试被测物的主要目的是通过温度差异找出温度故障点，测量单个点的温度值并没有太大意义，主要是通过温度差异来找相对的热点，起到预维护的作用。
4、空间分辨率：简单来说空间分辨率越小测温越准确，空间分辨率较小时，被测最小目标覆盖了红外热像仪的像素，测试的温度即被测目标的温度。如果空间分辨率较高，被测的最小目标不能完全覆盖红外热像仪的像素，测试目标就会受到其环境辐射的影响，测试温度是被测目标及其周围温度的平均温度，数值不够准确。见下图比较：

左图为高空间分辨率，被测点的温度较准确，右图空间分辨率低，测试温度为被测点及其周围环境温度的平均值。
5、温度稳定性：红外热像仪的核心部件为红外探测器，目前主要有两种探测器氧化钒晶体和多晶硅探测器，氧化钒探测器主要的优势是测温视域MFOV（Measurement Field of View）为1,温度测量是精确到1个像素点。Amorphous Silicon（多晶体硅）传感器， MFOV为9，即每点的温度是基于3×3=9个像素点平均而获得。氧化钒探测器的温度稳定性好、寿命长，温度漂移小。NEC红外热像仪均使用氧化钒探测器，欧美大地回收了曾销售给香港客户的10多台NEC红外热像仪(主要为9100/5102/ 7700系列)，发现5年来客户购买的NEC红外热像仪温度准确度依然维持在±2%或2℃， 没有温度漂移，很稳定，唯一一台不过关的是5年前售出的热像仪，客户每星期都使用， 标定结果差了3度，为其做了调整，已经恢复正常使用。资料来自：上海欧美大地