圖3.觀測37 ?C黑體時(shí)典型FLIR A325sc紅外熱像儀的標(biāo)準(zhǔn)差。

如圖3所示。該圖形顯示出其典型的標(biāo)準(zhǔn)差小于0.1 ?C。突破到0.2 ?C左右的偶然情況也是因?yàn)闊嵯駜x進(jìn)行了單點(diǎn)校準(zhǔn)。單點(diǎn)校準(zhǔn)是自校準(zhǔn)流程中的一種類型，是所有采用微測輻射熱計(jì)的紅外熱像儀都必須定期執(zhí)行的流程。

到目前為止，我們討論的都是非制冷型微測輻射熱計(jì)紅外熱像儀采集的數(shù)據(jù)。那么高性能量子探測器紅外熱像儀的結(jié)果會(huì)有何不同？

圖4.觀測35 ?C黑體時(shí)典型銻化銦紅外熱像儀的響應(yīng)值。

圖4顯示的是典型3‐5  μm帶銻化銦(InSb)探測器的紅外熱像儀，比如FLIRX6900sc。該熱像儀的規(guī)格文檔中標(biāo)明，該測試精度為±2 ?C或2%。你會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)在這些規(guī)格范圍內(nèi)：該天的精度讀數(shù)約0.3 ?C，精確性讀數(shù)約0.1 ?C。但為什么偏移誤差是在0.3 ?C？這可能是因?yàn)楹隗w的校準(zhǔn)、熱像儀的校準(zhǔn)或第2節(jié)中提到的局部誤差術(shù)語造成的。另一種可能是熱像儀只在測量開始的時(shí)候進(jìn)行了簡單的暖機(jī)。如果光學(xué)鏡頭或機(jī)身的內(nèi)部沒有產(chǎn)生溫度變化，那么可能會(huì)抵消溫度測量值。[pagebreak]

我們從這兩個(gè)校準(zhǔn)測試中可以得出這樣的結(jié)論，微測輻射熱計(jì)紅外熱像儀和光子計(jì)數(shù)量子探測器紅外熱像儀可能經(jīng)過出廠校準(zhǔn)，在典型的室內(nèi)環(huán)境條件下，觀測已知發(fā)射率的37 ?C物體時(shí)的精度小于1 ?C。

環(huán)境溫度補(bǔ)償

出廠校準(zhǔn)的一個(gè)最關(guān)鍵步驟是環(huán)境溫度補(bǔ)償。無論是熱探測器紅外熱像儀還是量子探測器紅外熱像儀，都會(huì)對(duì)落在探測器上的總紅外能量做出響應(yīng)。如果熱像儀的設(shè)計(jì)精良，大部分能量都來自于物體：極少是來自熱像儀本身。但是，不可能完全消除探測器和光程周圍材料的影響。沒有適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，機(jī)身或鏡頭的任何溫度變化都可能明顯改變熱像儀提供的溫度讀數(shù)。

FLIR Systems的校準(zhǔn)室。

實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度補(bǔ)償最好的方法是從最多3個(gè)不同位置測量熱像儀和光程的溫度，然后將測量數(shù)據(jù)并入校準(zhǔn)公式中。這樣可以確保整個(gè)工作溫度范圍的準(zhǔn)確讀數(shù)(一般為-15 ?C至50 ?C)。這對(duì)將要用于室外的熱像儀來說尤為重要，否則的話便會(huì)受到溫度波動(dòng)的影響。和環(huán)境溫度補(bǔ)償一樣重要的是，在進(jìn)行關(guān)鍵測溫前要對(duì)熱像儀進(jìn)行完全的預(yù)熱。同時(shí)，也要確保熱像儀和鏡頭沒有直接曝露于光照或其他熱源下。改變熱像儀和光學(xué)鏡頭的溫度會(huì)對(duì)測量的不確定性產(chǎn)生不利影響。

我們應(yīng)該注意到，并非所有的熱像儀制造商在他們的校準(zhǔn)過程中都會(huì)進(jìn)行環(huán)境溫度補(bǔ)償。如果對(duì)環(huán)境溫度偏移補(bǔ)償做的不好，這些熱像儀的數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)明顯的錯(cuò)誤 — 偏差可能在10 ?C以上。因此，在購買紅外熱像儀前，一定要詢問其有無進(jìn)行過校準(zhǔn)，以及如何執(zhí)行的校準(zhǔn)。

其他測量值考量因素

無論與熱像儀的校準(zhǔn)有無直接的相關(guān)性，某些考量因素，如發(fā)射率和距離系數(shù)比都可能影響熱像儀的精度。發(fā)射率設(shè)置錯(cuò)誤或測試條件不合適會(huì)影響熱像儀能否正確測量物體。