如何为集成项目选择合适的红外热像仪-电子发烧友网

随着红外热像仪在工作中的应用越来越普遍，越来越多的企业明白在工作项目中添加热成像传感器，可以发现很多肉眼看不到的东西。如果你正要将热像仪加入到目前的工作中去，以下这些事情一定要弄清楚!

01红外热像仪的工作原理

红外热像仪捕捉红外波段的能量(热量)，并将这些能量通过数字或模拟视频图像输送出来。红外热像仪由镜头、热传感器、处理电子设备和机械外壳组成。镜头将红外能量聚焦到传感器(也称为探测器)上。探测器实际上是一组像元构成的，可以有多种像素配置，其中最常见探测器的分辨率是320x256和640x512像素。

如何为集成项目选择合适的红外热像仪

夜视图像与热图像对比可知：热成像完全不受可见光照的影响

与可见光相机相比，红外热像仪的分辨率似乎较低，但这是有原因的。在红外热成像仪中，单个的探测器元件本身比在可见光相机中要大得多。可见相机的像素只有1-2μm，而红外热成像仪的探测器像元每个有12-17μm!这是因为热探测器需要感应波长比可见光大得多的能量，这就要求每个探测器像元都要大得多。因此，与相同机械尺寸的可见光相机相比，热像仪通常具有更低的分辨率(更少的像素)。

当热能到达探测器后，读出的电子设备将其转换成信号，该信号既可以从热像仪中传出，也可以通过像FLIR Boson这样的热像仪直接进入系统芯片电路。这为FLIR热像仪提供了图像处理和分析等内置功能，而这些功能曾经需要集成商开发后端电子设备。

02分辨率决定细节程度

首先问问自己，你需要什么样的红外图片?你需要看多远?以及你需要在图像中呈现的细节程度。如果你只需要检测一个物体，一个像素就足够了。如果你需要识别物体(如人、动物或车辆)，你需要更高的分辨率。甚至可能需要更多的像素来识别物体的细节(例如，如果它是一个武装的人，是狗而不是鹿，或卡车而不是汽车)。

如何为集成项目选择合适的红外热像仪

分辨率决定了热像仪可以检测到的细节

红外热像仪的范围从成本较低的成像仪(比如FLIR ONE Pro)到用于救生任务的高性能红外热像仪。像Boson这样的FLIR红外热像仪有qVGA(320x256)分辨率和VGA(640x512)分辨率，视场角(FOV)从4°到92°不等。像有些低成本解决方案可以选择使用80x60和160x120这样的低分辨率热像仪。

03热灵敏度数值越低，性能越好

热像仪的灵敏度被指定为噪声等效温差(NETD)。NETD是一种信噪比指标，它告诉您产生与热像仪时间噪声相等的信号所需的温差，以及热像仪可以分辨的最小温差。

对于需要检测细微温差和精细细节的应用，NETD较低非常重要。NETD通常以毫开尔文(mK)表示，数字越小表示性能越好。FLIR热像仪的灵敏度普遍低于50mK，处于行业领先水平(低成本制造商的热像仪可能会将NETD设置在测试环境温度50℃，而不是行业标准的测试环境温度30℃，从而隐藏其低灵敏度。)

如何为集成项目选择合适的红外热像仪

需要数值低的NETD来检测电路板上的细节

04中波or长波红外热像仪

热像仪通常只对两个波段之一敏感：3-5μm的中波红外(MWIR)或8-14μm的长波红外(LWIR)。

尽管也有例外，但大多数MWIR热像仪需要使用车载低温冷却器将红外探测器冷却至约77开尔文，以便生成图像。制冷型热像仪比非制冷型热像仪更敏感，但冷却器增加了尺寸、重量、复杂性和成本，并且需要定期维护。像Lepton和Boson这样的非制冷型长波热像仪可以在环境温度下成像，因此它们比制冷型长波热像仪更小、更轻、更简单、成本更低。

05辐射测量过程与标准

所有热像仪都能提供其视野内热能相对强度的图像，但有些热像仪更进一步，还能提供这些物体的校准、非接触温度测量，这个过程叫做辐射测量。

为了做到这一点，热像仪需要补偿其他辐射源(反射、镜头材料)、大气效应(湿度、天气条件和与目标的距离)以及被观察物体的材料特性(尤其是发射率)。一旦这些元素已知，红外热像仪接收到的辐射量就可以转换为温度值，精度接近±2°C。

如何为集成项目选择合适的红外热像仪