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為集成項(xiàng)目選擇合適的熱成像儀,這五點(diǎn)要清楚


  來(lái)源: 菲力爾 時(shí)間:2022-02-23 編輯:清風(fēng)
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隨著紅外熱像儀在工作中的應(yīng)用越來(lái)越普遍,越來(lái)越多的企業(yè)明白在工作項(xiàng)目中添加熱成像傳感器,可以發(fā)現(xiàn)很多肉眼看不到的東西。如果你正要將熱像儀加入到目前的工作中去,以下這些事情一定要弄清楚!



1、紅外熱像儀的工作原理


紅外熱像儀捕捉紅外波段的能量(熱量),并將這些能量通過(guò)數(shù)字或模擬視頻圖像輸送出來(lái)。紅外熱像儀由鏡頭、熱傳感器、處理電子設(shè)備和機(jī)械外殼組成。鏡頭將紅外能量聚焦到傳感器(也稱為探測(cè)器)上。探測(cè)器實(shí)際上是一組像元構(gòu)成的,可以有多種像素配置,其中最常見(jiàn)探測(cè)器的分辨率是320256和640512像素。


夜視圖像與熱圖像對(duì)比可知:熱成像完全不受可見(jiàn)光照的影響


與可見(jiàn)光相機(jī)相比,紅外熱像儀的分辨率似乎較低,但這是有原因的。在紅外熱成像儀中,單個(gè)的探測(cè)器元件本身比在可見(jiàn)光相機(jī)中要大得多。可見(jiàn)相機(jī)的像素只有1-2μm,而紅外熱成像儀的探測(cè)器像元每個(gè)有12-17μm!這是因?yàn)闊崽綔y(cè)器需要感應(yīng)波長(zhǎng)比可見(jiàn)光大得多的能量,這就要求每個(gè)探測(cè)器像元都要大得多。因此,與相同機(jī)械尺寸的可見(jiàn)光相機(jī)相比,熱像儀通常具有更低的分辨率(更少的像素)。


當(dāng)熱能到達(dá)探測(cè)器后,讀出的電子設(shè)備將其轉(zhuǎn)換成信號(hào),該信號(hào)既可以從熱像儀中傳出,也可以通過(guò)像FLIR Boson這樣的熱像儀直接進(jìn)入系統(tǒng)芯片電路。這為FLIR熱像儀提供了圖像處理和分析等內(nèi)置功能,而這些功能曾經(jīng)需要集成商開發(fā)后端電子設(shè)備。


2、分辨率決定細(xì)節(jié)程度


首先問(wèn)問(wèn)自己,你需要什么樣的紅外圖片?你需要看多遠(yuǎn)?以及你需要在圖像中呈現(xiàn)的細(xì)節(jié)程度。如果你只需要檢測(cè)一個(gè)物體,一個(gè)像素就足夠了。如果你需要識(shí)別物體(如人、動(dòng)物或車輛),你需要更高的分辨率。甚至可能需要更多的像素來(lái)識(shí)別物體的細(xì)節(jié)(例如,如果它是一個(gè)武裝的人,是狗而不是鹿,或卡車而不是汽車)。


分辨率決定了熱像儀可以檢測(cè)到的細(xì)節(jié)


紅外熱像儀的范圍從成本較低的成像儀(比如FLIR ONE Pro)到用于救生任務(wù)的高性能紅外熱像儀。像Boson這樣的FLIR紅外熱像儀有qVGA(320256)分辨率和VGA(640512)分辨率,視場(chǎng)角(FOV)從4°到92°不等。像有些低成本解決方案可以選擇使用8060和160120這樣的低分辨率熱像儀。


3、熱靈敏度數(shù)值越低,性能越好


熱像儀的靈敏度被指定為噪聲等效溫差(NETD)。NETD是一種信噪比指標(biāo),它告訴您產(chǎn)生與熱像儀時(shí)間噪聲相等的信號(hào)所需的溫差,以及熱像儀可以分辨的最小溫差。


對(duì)于需要檢測(cè)細(xì)微溫差和精細(xì)細(xì)節(jié)的應(yīng)用,NETD較低非常重要。NETD通常以毫開爾文(mK)表示,數(shù)字越小表示性能越好。FLIR熱像儀的靈敏度普遍低于50mK,處于行業(yè)領(lǐng)先水平(低成本制造商的熱像儀可能會(huì)將NETD設(shè)置在測(cè)試環(huán)境溫度50℃,而不是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試環(huán)境溫度30℃,從而隱藏其低靈敏度。)


需要數(shù)值低的NETD來(lái)檢測(cè)電路板上的細(xì)節(jié)


4、中波or長(zhǎng)波紅外熱像儀


熱像儀通常只對(duì)兩個(gè)波段之一敏感:3-5μm的中波紅外(MWIR)或8-14μm的長(zhǎng)波紅外(LWIR)。


盡管也有例外,但大多數(shù)MWIR熱像儀需要使用車載低溫冷卻器將紅外探測(cè)器冷卻至約77開爾文,以便生成圖像。制冷型熱像儀比非制冷型熱像儀更敏感,但冷卻器增加了尺寸、重量、復(fù)雜性和成本,并且需要定期維護(hù)。像Lepton和Boson這樣的非制冷型長(zhǎng)波熱像儀可以在環(huán)境溫度下成像,因此它們比制冷型長(zhǎng)波熱像儀更小、更輕、更簡(jiǎn)單、成本更低。


5、輻射測(cè)量過(guò)程與標(biāo)準(zhǔn)


所有熱像儀都能提供其視野內(nèi)熱能相對(duì)強(qiáng)度的圖像,但有些熱像儀更進(jìn)一步,還能提供這些物體的校準(zhǔn)、非接觸溫度測(cè)量,這個(gè)過(guò)程叫做輻射測(cè)量。

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