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选择红外热像仪进行研发时,需要思考的7个问题(上)


  来源: 菲力尔 时间:2022-08-11 编辑:清风
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产品研发


由于红外热像仪有非接触式测温功能,因此它成为各种研究和开发项目不可或缺的工具,并且有许多类型的热像仪具有适合科学和研究应用的特定功能。为了帮助您选择满足所有要求的红外热像仪,小菲列出了您在购买前需要思考的7个问题,用来帮助您缩小选项范围,让您选到最合适的热像仪!



1、你需要测量的温度范围?


通常,使用红外热像仪的目的是测量您感兴趣对象的温度变化。测量温度时,您应该考虑两件事:物体的温度范围和您希望达到的温度分辨率。弄清楚这两个问题将帮助您判断哪种类型的红外热像仪和探测器最适合您的应用。


温度范围(量程)


温度范围(量程)由被测对象的冷热程度定义。这也可能是您正在查看的场景中最冷和最热的温度。例如,您可能正在对跑道上空转的飞机发动机进行热成像。在这个例子中,机身温度可能约为25℃,发动机温度为500℃。温度范围约为25°C至500°C,因此您需要寻找能够同时测量整个范围的红外热像仪。


温度分辨率


温度分辨率是需要测量的最小温差,通常称为温度灵敏度。红外热像仪的热灵敏度范围从0.020°C到0.075°C,具体取决于热像仪的探测器类型。



红外热像仪的温度分辨率或热灵敏度通常表示为噪声等效温差(NEDT)。这一数值是红外热像仪在其噪声基底以上所能探测到的最小温度变化。简单地说,这是你能用特定的热像仪测量到的最小的温度变化。表1展现了不同类型红外热像仪的一些常见温度范围(量程)和温度分辨率。正如你所见,有很多选择,但定义好你的温度范围(量程)和温度分辨率(热灵敏度),将有助于选择最合适的热像仪解决方案来满足您要求。


表1:不同热像仪的温度范围(量程)和温度分辨率


注:温度分辨率(热灵敏度)与红外热像仪的温度精度不同。确切地说,温度精度是热像仪精确测量物体准确温度的能力。为了帮助解释,假设我们看到的是一杯90°C的热咖啡,但它很快冷却到89°C。对于一台灵敏度很高的热像仪来说,检测细微的温度变化并不困难。但是,如果热像仪校准错误,它可能会读取91°C的起始温度和90°C的结束温度,因此,热像仪精度约为±1℃。


2、想要多快获取数据?


回答这个问题时,您需要考虑三件事:曝光时间、帧速率和总记录时间。


曝光时间


曝光时间是指热像仪捕捉一帧数据的速度,与传统可见光相机的快门速度相似。红外热像仪的曝光时间称为积分时间,或探测器的热时间常数。这两个术语只是指捕获单个热图像所需的时间。


让我们来探讨一下红外热像仪的曝光时间,也就是传统相机的曝光时间相对于长曝光和短曝光的优势。对于它们来说,曝光时间越短,高速拍摄时出现模糊的可能性越小。然而,由于曝光较短,成像目标的时间就较少,所以你可能曝光量不足。另一方面,较长的曝光时间可以允许您从感兴趣的物体上收集到更多的光(对于传统相机)或热能(对于红外热像仪)。当然,缺点是如果你的目标移动很快,你可能会看到模糊的成像。



因此,在短期和长期曝光时间之间存在权衡。但如果你回想一下表1,有些热像仪有更好的热分辨率,因此更灵敏。我们可以推断,当观察相同的热目标时,高灵敏度热像仪仅需要更少的曝光时间来获得与低灵敏度热像仪相同的图像。对于拥有更好热分辨率探测器的热像仪来说,你可以获得两个方面的最佳效果:较冷物体的良好图像(画面中探测器底噪较少)和无运动模糊图像(更少的曝光时间)。


关键词:红外热像仪 产品研发 测量    浏览量:4975

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