產(chǎn)品研發(fā)

由于紅外熱像儀有非接觸式測(cè)溫功能，因此它成為各種研究和開發(fā)項(xiàng)目不可或缺的工具，并且有許多類型的熱像儀具有適合科學(xué)和研究應(yīng)用的特定功能。為了幫助您選擇滿足所有要求的紅外熱像儀，小菲列出了您在購買前需要思考的7個(gè)問題，用來幫助您縮小選項(xiàng)范圍，讓您選到最合適的熱像儀！

你需要測(cè)量的溫度范圍？

通常，使用紅外熱像儀的目的是測(cè)量您感興趣對(duì)象的溫度變化。測(cè)量溫度時(shí)，您應(yīng)該考慮兩件事：物體的溫度范圍和您希望達(dá)到的溫度分辨率。弄清楚這兩個(gè)問題將幫助您判斷哪種類型的紅外熱像儀和探測(cè)器最適合您的應(yīng)用。

溫度范圍（量程）

溫度范圍（量程）由被測(cè)對(duì)象的冷熱程度定義。這也可能是您正在查看的場(chǎng)景中最冷和最熱的溫度。例如，您可能正在對(duì)跑道上空轉(zhuǎn)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱成像。在這個(gè)例子中，機(jī)身溫度可能約為25℃，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度為500℃。溫度范圍約為25°C至500°C，因此您需要尋找能夠同時(shí)測(cè)量整個(gè)范圍的紅外熱像儀。

溫度分辨率

溫度分辨率是需要測(cè)量的最小溫差，通常稱為溫度靈敏度。紅外熱像儀的熱靈敏度范圍從0.020°C到0.075°C，具體取決于熱像儀的探測(cè)器類型。

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紅外熱像儀的溫度分辨率或熱靈敏度通常表示為噪聲等效溫差(NEDT)。這一數(shù)值是紅外熱像儀在其噪聲基底以上所能探測(cè)到的最小溫度變化。簡單地說，這是你能用特定的熱像儀測(cè)量到的最小的溫度變化。表1展現(xiàn)了不同類型紅外熱像儀的一些常見溫度范圍（量程）和溫度分辨率。正如你所見，有很多選擇，但定義好你的溫度范圍（量程）和溫度分辨率（熱靈敏度），將有助于選擇最合適的熱像儀解決方案來滿足您要求。

表1：不同熱像儀的溫度范圍（量程）和溫度分辨率

注：溫度分辨率（熱靈敏度）與紅外熱像儀的溫度精度不同。確切地說，溫度精度是熱像儀精確測(cè)量物體準(zhǔn)確溫度的能力。為了幫助解釋，假設(shè)我們看到的是一杯90°C的熱咖啡，但它很快冷卻到89°C。對(duì)于一臺(tái)靈敏度很高的熱像儀來說，檢測(cè)細(xì)微的溫度變化并不困難。但是，如果熱像儀校準(zhǔn)錯(cuò)誤，它可能會(huì)讀取91°C的起始溫度和90°C的結(jié)束溫度，因此，熱像儀精度約為±1℃。

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想要多快獲取數(shù)據(jù)？

回答這個(gè)問題時(shí)，您需要考慮三件事：曝光時(shí)間、幀速率和總記錄時(shí)間。

曝光時(shí)間

曝光時(shí)間是指熱像儀捕捉一幀數(shù)據(jù)的速度，與傳統(tǒng)可見光相機(jī)的快門速度相似。紅外熱像儀的曝光時(shí)間稱為積分時(shí)間，或探測(cè)器的熱時(shí)間常數(shù)。這兩個(gè)術(shù)語只是指捕獲單個(gè)熱圖像所需的時(shí)間。

讓我們來探討一下紅外熱像儀的曝光時(shí)間，也就是傳統(tǒng)相機(jī)的曝光時(shí)間相對(duì)于長曝光和短曝光的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于它們來說，曝光時(shí)間越短，高速拍攝時(shí)出現(xiàn)模糊的可能性越小。然而，由于曝光較短，成像目標(biāo)的時(shí)間就較少，所以你可能曝光量不足。另一方面，較長的曝光時(shí)間可以允許您從感興趣的物體上收集到更多的光（對(duì)于傳統(tǒng)相機(jī)）或熱能（對(duì)于紅外熱像儀）。當(dāng)然，缺點(diǎn)是如果你的目標(biāo)移動(dòng)很快，你可能會(huì)看到模糊的成像。

因此，在短期和長期曝光時(shí)間之間存在權(quán)衡。但如果你回想一下表1，有些熱像儀有更好的熱分辨率，因此更靈敏。我們可以推斷，當(dāng)觀察相同的熱目標(biāo)時(shí)，高靈敏度熱像儀僅需要更少的曝光時(shí)間來獲得與低靈敏度熱像儀相同的圖像。對(duì)于擁有更好熱分辨率探測(cè)器的熱像儀來說，你可以獲得兩個(gè)方面的最佳效果：較冷物體的良好圖像（畫面中探測(cè)器底噪較少）和無運(yùn)動(dòng)模糊圖像（更少的曝光時(shí)間）。

要確定特定紅外熱像儀是否滿足應(yīng)用程序的速度要求，您需要考慮：

●?目標(biāo)物體的運(yùn)動(dòng)；

● 目標(biāo)物體加熱速度或冷卻速度；

● 紅外熱像儀的運(yùn)動(dòng)。

幀速率（幀/秒）

熱像儀系統(tǒng)的幀速率代表了每秒可以從紅外熱像儀中采集多少熱圖像。具有快速幀速率的紅外熱像儀系統(tǒng)允許您捕捉快速移動(dòng)目標(biāo)的熱特征，如彈道彈丸或爆炸場(chǎng)景。如果數(shù)據(jù)采集足夠快，甚至可以捕獲全輻射幀序列并以慢動(dòng)作播放。因此，熱像儀的幀速率越高，動(dòng)態(tài)改變目標(biāo)的效果越好。

正如你所想象的那樣，更短的曝光時(shí)間可以帶來更快的幀速率。熱像儀的幀速率從每秒幾幀到每秒數(shù)千幀不等。

表2：不同熱像儀的曝光時(shí)間和幀速率

總記錄時(shí)間

您是打算以高速捕獲長時(shí)間的數(shù)據(jù)，還是以高速捕獲短時(shí)間的數(shù)據(jù)，還是以慢速率捕獲數(shù)小時(shí)的數(shù)據(jù)?有多少熱像儀就有多少數(shù)據(jù)記錄選項(xiàng)，所以應(yīng)該研究所有的數(shù)據(jù)收集場(chǎng)景，以確定您需要的紅外記錄系統(tǒng)的類型。

了解幀速率和總記錄時(shí)間對(duì)于選擇最適合您應(yīng)用的熱像儀和數(shù)據(jù)系統(tǒng)非常重要。某些紅外熱像儀，如FLIR T系列手持式熱像儀，具有內(nèi)置存儲(chǔ)功能，可以記錄到內(nèi)部閃存或可移動(dòng)小型SD卡中。其他熱像儀，如FLIR X6900sc，通過千兆以太網(wǎng)、CameraLink或CoaxPress將高速熱數(shù)據(jù)傳輸至PC端或筆記本電腦進(jìn)行記錄。

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FLIR X6900sc高性能紅外熱像儀

FLIR的高速X系列熱像儀使您能夠?qū)υ摕嵯駜x上的RAM執(zhí)行突發(fā)記錄，利用高速RAM緩沖高速紅外視頻碼流，隨后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到可移動(dòng)固態(tài)驅(qū)動(dòng)器（SSD）中。對(duì)于高速擴(kuò)展長度記錄，有一些解決方案可以將全輻射視頻碼流傳輸?shù)絉AID磁盤陣列，該陣列可以處理快速幀序列并具有大量磁盤空間。熱像儀和高速數(shù)據(jù)記錄器上的存儲(chǔ)介質(zhì)都是可移動(dòng)的。如果擔(dān)心數(shù)據(jù)安全，只需取出并存放在安全的地方。
編輯：黃飛

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