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為集成項目選擇合適的熱成像儀,這五點(diǎn)要清楚

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發(fā)表于 2022-3-9 16:58:58 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

隨著(zhù)紅外熱像儀在工作中的應用越來(lái)越普遍,越來(lái)越多的企業(yè)明白在工作項目中添加熱成像傳感器,可以發(fā)現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、處理電子設備和機械外殼組成。鏡頭將紅外能量聚焦到傳感器(也稱(chēng)為探測器)上。探測器實(shí)際上是一組像元構成的,可以有多種像素配置,其中最常見(jiàn)探測器的分辨率是320256和640512像素。


夜視圖像與熱圖像對比可知: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)的探測器元件本身比在可見(jiàn)光相機中要大得多?梢(jiàn)相機的像素只有1-2μm,而紅外熱成像儀的探測器像元每個(gè)有12-17μm!這是因為熱探測器需要感應波長(cháng)比可見(jiàn)光大得多的能量,這就要求每個(gè)探測器像元都要大得多。因此,與相同機械尺寸的可見(jiàn)光相機相比,熱像儀通常具有更低的分辨率(更少的像素)。


當熱能到達探測器后,讀出的電子設備將其轉換成信號,該信號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)入系統芯片電路。這為FLIR熱像儀提供了圖像處理和分析等內置功能,而這些功能曾經(jīng)需要集成商開(kāi)發(fā)后端電子設備。


2、分辨率決定細節程度


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?以及你需要在圖像中呈現的細節程度。如果你只需要檢測一個(gè)物體,一個(gè)像素就足夠了。如果你需要識別物體(如人、動(dòng)物或車(chē)輛),你需要更高的分辨率。甚至可能需要更多的像素來(lái)識別物體的細節(例如,如果它是一個(gè)武裝的人,是狗而不是鹿,或卡車(chē)而不是汽車(chē))。


分辨率決定了熱像儀可以檢測到的細節


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,它告訴您產(chǎn)生與熱像儀時(shí)間噪聲相等的信號所需的溫差,以及熱像儀可以分辨的最小溫差。


對于需要檢測細微溫差和精細細節的應用,NETD較低非常重要。NETD通常以毫開(kāi)爾文(mK)表示,數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設置在測試環(huán)境溫度50℃,而不是行業(yè)標準的測試環(huán)境溫度30℃,從而隱藏其低靈敏度。)


需要數值低的NETD來(lái)檢測電路板上的細節


4、中波or長(cháng)波紅外熱像儀


熱像儀通常只對兩個(gè)波段之一敏感:3-5μm的中波紅外(MWIR)或8-14μm的長(cháng)波紅外(LWIR)。


盡管也有例外,但大多數MWIR熱像儀需要使用車(chē)載低溫冷卻器將紅外探測器冷卻至約77開(kāi)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、復雜性和成本,并且需要定期維護。像Lepton和Boson這樣的非制冷型長(cháng)波熱像儀可以在環(huán)境溫度下成像,因此它們比制冷型長(cháng)波熱像儀更小、更輕、更簡(jiǎn)單、成本更低。


5、輻射測量過(guò)程與標準


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


為了做到這一點(diǎn),熱像儀需要補償其他輻射源(反射、鏡頭材料)、大氣效應(濕度、天氣條件和與目標的距離)以及被觀(guān)察物體的材料特性(尤其是發(fā)射率)。一旦這些元素已知,紅外熱像儀接收到的輻射量就可以轉換為溫度值,精度接近±2°C。


通過(guò)這臺輻射熱像儀上的點(diǎn)測量工具可以找到場(chǎng)景中的最高溫度


FLIR熱像儀具有不同程度的輻射測量能力和精度,從僅成像到簡(jiǎn)單的中心點(diǎn)測溫功能,再到先進(jìn)的輻射測量和更高的精度。


在為項目選擇紅外熱像儀時(shí),分辨率、熱靈敏度、波長(cháng)以及輻射測量,都是我們必須要考慮的因素,并不一定性能越好越適合,更要考慮項目的側重點(diǎn)。(更多精彩關(guān)注儀商網(wǎng)www.861718.com)


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