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干货分享——了解热像仪的距离系数比

   日期:2021-01-12     来源:FLIR红外热像仪    
核心提示:使用一台红外热像仪最远距离目标多远仍能精确测温?答案取决于诸多因素,但是需要记住的关键一点是,能借助热像仪看到目标,并不一定意味着您的距离够近,能够获得目标的精确测量值。
  距离系数是红外测温仪的一个重要参数,也叫光学分辨率。
 
  距离系数由D:S之比确定,即测温仪探头到目标之间的距离D与被测目标直径之比。如果测温仪由于环境条件限制必须安装在远离目标之处,而又要测量小的目标,就应选择高光学分辨率的测温仪。光学分辨率越高,即增大D:S比值,测温仪的成本也越高。如果测温仪远离目标,而目标又小,就应选择高距离系数的测温仪。对于固定焦距的测温仪,在光学系统焦点处为光斑最小位置,近于和远于焦点位置光斑都会增大,存在两个距离系数。因此,为了能在接近和远离焦点的距离上准确测温,被测目标尺寸应大于焦点处光斑尺寸;变焦测温仪有一个最小焦点位置,可根据到目标的距离进行调节。增大D:S,接收的能量就减少,如不增大接收口径,距离系数D:S很难做大,这就要增加仪器成本。
 
  使用一台红外热像仪最远距离目标多远仍能精确测温?答案取决于诸多因素,但是需要记住的关键一点是,能借助热像仪看到目标,并不一定意味着您的距离够近,能够获得目标的精确测量值。
 
  正如医院的视力检查。当您坐在检查室里看视力表时,您或许能够看清字母最小的那一行——但如果距离再远一点,您还能看得清吗(即精确“测量”它们)?
  当您离待测目标越来越远,就会无法准确测量温度。
 
  为了确定能精确测定多远的目标,您需要了解热像仪的光斑尺寸比(SSR)。也称作距离系数比(D:S比),能够决定您距离特定尺寸(光斑尺寸)的目标最远多远(测量距离)仍能精确测量目标温度。
 
  SSR的公式为:SSR = 距离/光斑尺寸
 
  SSR为36:1的热像仪能在距离被测物36英尺处测量直径1英尺的目标,或距离被测物36米处测量直径1米的目标,或距离144米处测量直径4米的目标。需要注意的是,距离系数比保持恒定。
 
  计算光斑尺寸比
  如果使用FLIR热像仪的视场角计算器,输入10英尺(120英寸),得到的IFOV为0.31英寸。该数值为单一像素(1×1)的可测量尺寸。通过将这些数值代入SSR公式:
 
  SSR = 距离/光斑尺寸
 
  我们得到的距离系数比为120:0.31。简而言之,0.31英寸大约为1英寸的1/3,因此该计算结果得出的结论就是:该热像仪能够在120英寸远的距离测量1/3英寸的物体。
 
  太好了,大功告成,对吗?不完全对。该单一像素测量值被称为“光斑尺寸比理论值”。尽管该数值真实准确,但会令人误解,因为它必定达不到最高精确度。
 
  光斑尺寸比理论值 - “正确”但是不精确
 
  光斑尺寸比理论值仅能反映单一像素内非常小范围的温度,但是单一像素测量值可能不准确的原因有很多:
 
  红外热像仪会产生坏像元
 
  物体反射:镜头划伤或太阳光反射会造成错误的正读值或错误的高读数
 
  物体温度较高——例如螺栓头——可能与单一像素宽度相近,但像素是正方形的,而螺栓头是六角形的。
 
  没有完美的光学组件:光学系统中通常会存在一些失真影响测量值
 
  在实际情况下,为了获得最精确的温度测量值,您的确需要尽可能多地获取待测目标的像素。一两个像素可能足以定性地确定温差的存在,但它可能无法精确反映整个区域范围内的平均温度。我们建议确保待测物体数值所在热区的面积至少达到3×3像素。
 
  为了计算3×3像素的SSR,只需将您的IFOV乘以3,得出3×3像素而不是1×1。此数值会更加精确。
 
  如果将之前的IFOV(0.31英寸)乘以3,会得到:
 
  0.31×3=0.93英寸
 
  最终得出的SSR为120:0.93,这意味着您能从120英寸处精确测量尺寸将近1英寸的目标。
  【编辑:暖立方地暖网】
 
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