点温仪与热成像技术性能全对比

理想与实际光学镜头

使用上述公式可计算IFOV为1.4 mrad的热像仪，理论SSR为1:714，因此，理论上可在7m距离处测量直径为1 cm的物体。然而，如前所述，理论值并不代表真实情况，而且还未考虑现实中所使用的光学镜头并非完美。将红外辐射投射至探测器的镜头会导致色散与其它光学反常现象，无法确保目标能精确投射到单个探测器像元上。

投射的红外辐射同样也有可能来自邻近的探测器像元。换言之：目标周围的表面温度可能会影响温度读数。

如点温仪一样，目标不仅应完全覆盖光斑点，而且还应覆盖光斑点附近的安全边界，当使用红外探测器热像仪测量温度时，建议使用安全边界。安全边界由测量视场角(MFOV)获得。MFOV描述了热像仪的真实测量光斑尺寸，换言之，即：获取正确读数的最小测量区域。

MFOV通常由许多IFOV表示（单个像素点的视场角）。红外探测器热像仪的常用惯例是：考虑到光学反常现象，目标至少需覆盖3倍IFOV的区域。这表示：在一幅热图像中，目标不仅要覆盖一个像素点，而且还应覆盖其周围的像素点，在理想条件下，像素点应该足以完成测量需求。

使用本惯例时，确定光斑比的公式可考虑真实光学镜头的系数。为更接近真实值，可以使用3 倍IFOV，而不是1倍 IFOV，其公式如下：



式中IFOV以毫弧度(mrad)表示。

基于这一公式，IFOV为1.4mrad的热像仪SSR为1:238，表示可在2.4m处测量直径为1 cm的物体。由于存在安全边界，理论值可能趋于保守。真实的SSR可能会更高，但是使用这些保守的SSR值，可确保温度读数的精度。



源自物体的红外能(A)经过光学镜头(B)聚焦，投射至红外探测器(C)上。探测器将信息发送至传感器电子元件(D)上，用作图像处理。电子元件将源自探测器的数据转化可以在取景器、标准视频显示器或LCD显示屏上读取的图像(E)。

点温仪的SSR值通常介于1:5至1:50之间。大多数实惠型号的SSR值介于1:5至1:10之间，功能越先进，价格越高，SSR值最高可为1:40或甚至1:50。注意：提到光学镜头时，点温仪与红外热像仪存在相同的问题。在比较点温仪的技术规格时，必须清楚SSR值是指理论值，还是对镜头的补偿值。

在远距离处检测温度

即便是考虑到了理想与实际光学镜头的系数，在测量距离上，热像仪与点温仪也存在相当大的差异。当测量目标为1 cm时，大多数点温仪的距离为10-50 cm，很难再高于这一范围。



特写与显微镜头可拍摄详细的图像细节，便于测量微小的热点。对于点温仪而言，这是极端困难的。最上端的图像采用4倍特写镜头拍摄，底端的图像采用15μm镜头拍摄。

对于同样尺寸的目标，热像仪可在数米远的距离精确测量其目标。即便IFOV为2.72 mrad的FLIR E40红外热像仪仍能在120cm处的距离测量测量尺寸为1 cm的温度点。FLIR T1050sc作为FLIR的一款高端工业应用红外热像仪，采用标准的28°镜头，可在7m距离处测量同样尺寸大小的目标。

使用标准镜头可对这些值进行计算。许多高级热像仪均配有可更换镜头。当使用不同的镜头时，IFOV也会随之改变，反过来会影响光斑比。对于FLIR T1050sc红外热像仪，FLIR不仅提供28°标准镜头，还提供12°远焦镜头。配备专门为远距离观察设计的镜头后，其光斑比会更大。若安装12°的远焦镜头，FLIR T1050sc红外热像仪的IFOV为0.20毫弧度，利用这一镜头，同一台热像仪可在17m距离处精确测量相同大小尺寸的目标。

判断是否需要进一步靠近目标

以SSR值来看，红外热像仪的性能明显高于点温仪，但是SSR值仅指能够精确测量温度的距离。在实际检测中，热点并非需要精确的温度读数。在热图像中，即便目标只覆盖一个像素点时，热点仍旧清晰可辨。温度读数可能并非完美，但能用于检测到热点，操作人员可进一步靠近目标，确保目标在热图像中能覆盖更多的像素点，保证温度读数准确无误。

在测量微小目标时，点温仪也面临着巨大挑战。这项功能在电子元件检测中变得日趋重要。由于设备的处理速度持续加快，而且需要安装在更小体积的空间内，寻找散热和识别热点的方法是一项非常实际的问题。点温仪能有效检测和测量温度，但是其光斑尺寸太大。然而，配备有特写镜头的热像仪每像素光斑尺寸的焦距可调低至5μm，便于工程师和技术员对细微的目标进行测量。

消除猜测、眼见为实

点温仪只能显示一个读数，且读数可能并不精确，容易让人产生猜测。红外热像仪能精确显示热量，不仅能够实现温度测量，而且还能显示温度分布的瞬态图像。可见光信息与精确温度测量的完美结合有助于快速、准确发现故障点。即刻升级为FLIR Systems的红外热像仪，以更快速、更便捷的方式发现问题，以消除各种因不确定性而产生的猜测。