對(duì)于這一圖形，我們使用7 ms作為熱像減半時(shí)間的估值，所以我們可以很密切地追蹤隨5倍時(shí)間常數(shù)變化的過程。在經(jīng)過1個(gè)減半時(shí)間常數(shù)，微測(cè)輻射熱計(jì)報(bào)告溫度達(dá)到50 ?C——或是沸水實(shí)際溫度的一半。

2個(gè)減半時(shí)間常數(shù)后，溫度達(dá)到75?C；3個(gè)減半時(shí)間常數(shù)后，溫度達(dá)到87.5?C，以此類推，每經(jīng)過一個(gè)半躍階，就越接近100?C。

由0 ?C至100 ?C過渡的系統(tǒng)響應(yīng)圖

時(shí)間常數(shù)=10 ms，減半時(shí)間常數(shù) = 7 ms

現(xiàn)在，假設(shè)整個(gè)躍階的溫度讀數(shù)介于8-12 ms。從圖表中可以看出，微測(cè)輻射熱計(jì)讀取的沸水溫度在60 ?C附近，存在40 ?C的誤差。熱像儀仍會(huì)精確報(bào)告像素點(diǎn)的溫度。問題是，像素點(diǎn)本身沒有足夠的時(shí)間達(dá)到所測(cè)量場(chǎng)景的溫度值。它仍需要4倍多的時(shí)間常數(shù)才能達(dá)到穩(wěn)定的溫度。

真實(shí)數(shù)據(jù)

現(xiàn)在，我們從測(cè)量機(jī)械系統(tǒng)的角度，看看量子探測(cè)器的積分時(shí)間與微測(cè)輻射熱計(jì)的時(shí)間常數(shù)之間的區(qū)別。第一個(gè)示例是一個(gè)打印過程，紙張?jiān)谡麄€(gè)寬度和長(zhǎng)度上都需要均勻加熱到60?C。打印紙繞著顯影輥輸出的速率為50英寸/秒。

打印紙離開經(jīng)過加熱的顯影輥的熱圖像

使用制冷型量子探測(cè)器紅外熱像儀與微測(cè)輻射熱計(jì)紅外熱像儀捕獲每邊的數(shù)據(jù)。

光子計(jì)數(shù)量子紅外探測(cè)器與微測(cè)輻射熱計(jì)在測(cè)量熱瞬時(shí)事件中的比較圖

圖中表明，兩類熱像儀所獲得的數(shù)據(jù)明顯不同。微測(cè)輻射熱計(jì)熱像儀獲得的數(shù)據(jù)沿著長(zhǎng)度方向表現(xiàn)出較大而相對(duì)穩(wěn)定的突起。而量子探測(cè)器熱像儀隨著時(shí)間的推移，溫度明顯有所不同。這一變化表明經(jīng)過加熱的顯影輥

組件在轉(zhuǎn)動(dòng)的第一周時(shí)，由于與紙張接觸，溫度會(huì)有所降低。雙滯環(huán)控制器感應(yīng)到降溫后，會(huì)全幅開啟加熱器控制器。最后，當(dāng)顯影輥加熱至預(yù)設(shè)溫度后，控制器會(huì)關(guān)閉加熱過程，然后再重復(fù)這一過程。這張圖形足以幫助研發(fā)工程師確認(rèn)兩件事：檢測(cè)產(chǎn)品需要一臺(tái)光子計(jì)數(shù)熱像儀；如需獲得理想的設(shè)計(jì)目標(biāo)，需要在加熱的顯影輥上加裝PID控制系統(tǒng)。

再來看第2個(gè)例子，我們的目標(biāo)是獲取以40 mph速率轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)扇葉片定格畫面。正如我們預(yù)期的那樣，非制冷型微測(cè)輻射熱計(jì)熱像儀的曝光速度不夠快，整個(gè)顯示的轉(zhuǎn)動(dòng)基本上是透明的。(見下圖)

使用微測(cè)輻射熱計(jì)紅外熱像儀(左圖)和使用量子探測(cè)器紅外熱像儀(右圖)記錄以40 mph速率旋轉(zhuǎn)的輪胎

為了實(shí)現(xiàn)卡尺和轉(zhuǎn)子腐蝕區(qū)域的精確測(cè)量，需要注意制冷型熱像儀要達(dá)到多快的積分時(shí)間才能獲得葉片的定格畫面。相反，因葉片轉(zhuǎn)速過快，非制冷型紅外熱像儀無法記錄溫度值。由于被旋轉(zhuǎn)葉片干擾，所測(cè)的溫度將會(huì)偏低。

停格拍攝性能之外的優(yōu)勢(shì)

除了快照速度的優(yōu)勢(shì)之外，量子探測(cè)器紅外熱像儀優(yōu)于微測(cè)輻射熱計(jì)紅外熱像儀的方面還有：它能提供更高的分辨率和更快的記錄幀速。

比如，FLIR X6900sc可以以每秒1000幀的速率記錄640 x 512全幀圖像。而最新的微測(cè)輻射熱計(jì)紅外熱像儀只能提供640 x 480的分辨率，分辨率的全幀速度也只有30 fps。