一張紅外熱圖反映了被測目标的整體溫度分布,每一個紅外像素點即代表一個溫度讀數。從效率和安全的角度出發,非接觸、無損測量、掃描式的紅外熱像儀優勢顯著
一張紅外熱圖反映了被測目标的整體溫度分布,每一個紅外像素點即代表一個溫度讀數。從效率和安全的角度出發,非接觸、無損測量、掃描式的紅外熱像儀優勢顯著。
随之而來的是一個不少人的疑問:測量精度如何保證,這是如何做到的呢?
讓我們從熱像儀測溫精度的4大要素來回答這個問題。
01 探測器
熱像儀的核心是探測器:一個微米大小像素的焦平面陣列探測器(FPA),由各種對紅外波長敏感的材料制成的紅外敏感像素矩陣組成。這些紅外敏感像素矩陣可以将接收到的被測物的紅外輻射轉換成電信号輸出,從而形成紅外圖像。紅外圖像上的數值表示被測物的表面溫度,不同的溫度數值在紅外圖像上顯示不同的顔色。每一個像素點的顔色将按照其在調色闆中所在的比例顯示。
探測器的紅外分辨率即是指紅外敏感像素矩陣的排列數量。紅外分辨率爲320 x 240像素的探測器持有76,800像素,能反映出76,800個單獨的測量值。640 x 480像素的探測器則持有307,200像素,測量值數量是320 x 240像素的探測器的四倍。
劃重點
✓ 分辨率越高,熱像儀就可以更好地從更遠的距離測量較小的物體,從而仍然供應清晰聚焦的圖像,測溫也更加準确。
✓ 熱像儀的速度取決于創建單個圖像所需的時間。
02 熱靈敏度(NETD)
NETD英文全稱:Noise Equivalent Temperature Difference,實際的定義爲“噪聲等效溫差”。這可以理解爲探測器能夠測量并可視化的最小溫差,以毫開爾文(mK)表示。例如,熱靈敏度爲50 mK表示熱成像儀能夠識别的最小溫差爲50 mK(= 0.05°C)。
劃重點
✓ 噪點越少,NETD值越小。在相同像素數下,圖像的對比度越高,即NETD值越小越好。
✓ 通過使用很大光圈的鏡頭可以改善NETD。
03 補償
Testo熱像儀采用非制冷型探測器。該探測器不僅受到被測物體的紅外輻射的影響,還受到熱像儀自身周圍溫度的影響。
下圖爲熱像儀(含探測器、光學元件和電子元件)的橫截面。如圖所示,來自被測物體輻射量僅占總輻射量的5%。要達成精确的測量,其餘95%的影響必須得到補償。由于這些影響随環境溫度的變化而變化,因此Testo熱像儀的外殼中安裝了幾個高度精确的溫度傳感器。從而确保傳感器的環境溫度不會僞造測量值。
劃重點
✓ 内置高精度溫度傳感器,準确補償熱像儀自身周圍溫度對熱像儀測溫的影響。
✓ 儀器本身還可以設定環境溫度、測量距離等參數,以便減小測量誤差。
04 校準
環境輻射對溫度傳感器的影響需要通過校準來補償。想要獲得出色的溫度測量精度,需要進行嚴格細緻的校準工作。
Testo熱像儀的校準涵蓋了-15 °C至+50°C的環境溫度範圍。例如:testo 883 和 testo 890 熱成像儀的每個像素都會接收到屬于它自己的詳細的傳感器特性曲線,以保證在不同環境溫度下的測量精度。探測器、光學元器件和校準這三者間的精确平衡及相互作用,是testo 883和testo 890能夠持有高測量精度的原因所在。
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