熱成像設備重要參數

發布時間：2018-04-17 11:59 原文鏈接：熱成像設備重要參數

選購紅外熱成像設備從技術指標上可關注以下參數。

熱紅外探測器分辨率

熱紅外探測器作為熱像儀核心部件其分辨率越高越好，就像手機攝像頭一樣，熱紅外探測器物理分辨率往往是熱像儀檔次的首要標志。熱紅外探測器分辨率直接關系到最終熱像圖的有效分辨率和成像效果，在同樣的光學系統中熱紅外探測器分辨率越高成像分辨率也越高，目標可分辨度也越高。限于技術目前熱紅外探測器分辨率比可見光的普通攝像頭CCD/CMOS動則幾百萬像素甚至上千萬像素要低得多，在民用領域640×480的熱紅外探測器分辨率就算是高端器件了，一部具有640×480紅外分辨率的國際大牌熱像儀價格基本都在20萬以上，目前主流中檔產品大多采用320×240、384×288級別的熱紅外探測器。在入門級的產品中則更多采用60×60、80×60、80×80、120×120、160×120級別的熱紅外探測器。別小看了這些看似分辨率不高的熱紅外探測器如果用于近距離觀測，例如電子行業的電路板探查和家庭管線檢查還是非常實用的，最主要是其價格低廉，令大眾用戶容易接受。如FLUKE最新款279FC具有熱成像功能的萬用表采用的熱紅外探測器分辨率為80×60，實際使用中成像效果不錯，價格也不到10000元人民幣。

NETD熱靈敏度

專業名稱為噪聲等效溫差也稱為溫度分辨率。熱像儀對測試圖樣進行觀測，當系統的基準電子濾波器輸出的信號電壓峰值與器件固有噪聲電壓的均方根之比為1時，黑體目標與黑體背景的溫差稱為噪聲等效溫差。理論上NETD越小成像畫質會越好。制冷型的紅外探測器NETD可做到小于30mK，中高檔的非制冷型的紅外探測器NETD可做到小于50mK，主流入門級低價位非制冷型的紅外探測器NETD大多在100～150mK水平。這里的mK單位是溫度單位千分之一“開爾文”，50mK相當于0.05℃。

隨著科技的發展熱成像算法和信號處理的不斷改進，逐漸彌補了非制冷型的紅外探測器NETD不及制冷型的紅外探測器的短板，目前民用市場主流的非制冷型紅外探測器熱像儀成像質量都非常不錯，一般日常商業應用小于150mK的紅外探測器性能勝任工作，對于一些特殊的領域如建筑和化工則推薦使用NETD性能更好一些的產品。

熱紅外探測器類型

目前民用市場主流的非制冷型紅外探測器使用氧化釩和非晶硅兩大技術。從技術上講氧化釩熱紅外探測器在成像質量方面有一定優勢，尤其是中高端產品優勢更為明顯。同技術的熱紅外探測器探測元像元越小成像質量越好。新技術不帶檔片的熱像儀工作安靜且故障率低。

溫度測量范圍

不同的熱像儀設計測量溫度范圍不同，這與熱像儀的軟件和硬件都有關，主流產品為-20～120℃，也有溫度測量范圍更寬的產品。

熱像儀鏡頭

熱像儀鏡頭分為固定型和可更換型。常規鏡頭類型有微距、標準、廣角、長焦。另外從聚焦的角度有定焦、手動調焦、電動調焦、自動聚焦之分。一般觀察近距離物體建議使用標準或廣角鏡頭產品，觀察遠距離物體建議使用長焦鏡頭產品。采用哪種特性的鏡頭沒有檔次高低之分，只有適合不同的應用。長焦鏡頭適合分辨遠距離的物體但是視角窄不適合觀測近距離物體。

圖像捕捉頻率

熱像圖顯示的刷新率與電路中圖像處理性能密切相關，常見幀頻有9Hz、30Hz、60Hz、120Hz各個檔次。一般入門級低價位產品都只提供9Hz幀頻（低端機芯一般提供8.7Hz幀頻都被近似標稱9Hz幀頻），中檔以上檔次產品可提供60Hz幀頻。對于觀測諸如電路板、電器設備、管線之類靜態物體低價位的9Hz幀頻產品完全適用，對于觀測被測物體的運動速率大于20km/h的快速移動物體或作為夜視儀使用那就需要60Hz幀頻的產品。

熱像圖成像技術

目前市場上熱像儀成像有純熱像圖和紅外/可見光融合增強圖像。純熱像圖全部由被測量面溫度特征構成，體現溫度差異定位熱源都沒有問題，但對于低分辨率的熱紅外探測器物體的識別率較差。紅外/可見光融合追求圖像技術是通過可見光圖像進行輔助，將可見光圖像與熱像技術性疊加，增強物體包括物體邊緣顯示使最終熱像圖上對物體的分辨效果大大提升。該技術對于低分辨率熱像儀的圖像增強效果顯著，甚至圖像品質可以趕超擁有更高一級硬件分辨率熱紅外探測器的純熱向顯示效果。使用紅外/可見光融合圖像技術的熱像儀配備有紅外和可見光兩顆鏡頭，業界巨頭FLIR、FLUKE、TESTO都有使用這項技術。