选择合适红外热像仪的八要素 热像仪是如何工作的

红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。红外热像仪可以应用在科学研究、电气设备、机电设备、建筑检测、军事及安防等领域，那如何选购一台合适自身应用需求的红外热像仪呢？

一、像素

首先要确定购买红外热像仪的像素级别，大多红外热像仪的级别和像素有关。民用红外热像仪中相对高端的产品像素为640*480=307,200，此高端红外热像仪拍摄的红外图片清晰细腻，在12米处测量的最小尺寸是0.5*0.5cm；中端红外热像仪的像素为320*240=76,800，在12米处测量的最小尺寸是1*1cm；低端红外热像仪的像素为160*120=19,200，在12米处测量的最小尺寸是2*2cm。可见像素越高所能拍摄目标的最小尺寸越小，下图为三个级别像素红外热图片的比较：

二、测温范围和被测物

根据被测物体的温度范围确定测温范围，来选择合适温度段的红外热像仪。目前市场上的红外热像仪大多会分成几个温度档，比如-40-120℃ 0-500℃，并不是温度档跨度越大越好，温度档的跨度小测温相对会更准确些。另外一般红外热像仪需要测量500℃以上的物体时，则需要配备相应的高温镜头。

三、温度分辨率

温度分辨率体现了一台红外热像仪的温度敏感性，温度分辨率越小红外热像仪对温度的变化感知越明显，选择时尽量选择此参数值小的产品。红外热像仪测试被测物的主要目的是通过温度差异找出温度故障点，测量单个点的温度值并没有太大意义，主要是通过温度差异来找相对的热点，起到预维护的作用。

四、空间分辨率

简单来说，空间分辨率数值越小则空间分辨率越高，测温越准确，空间分辨率数值越小时，被测最小目标可以覆盖红外热像仪的像素，测试的温度即被测目标的真实温度。如果空间分辨率数值越大则空间分辨率越低，被测的最小目标不能完全覆盖红外热像仪的像素，测试目标就会受到其环境辐射的影响，测试温度是被测目标及其周围温度的平均温度，数值不够准确。见下图比较：

左图为高空间分辨率，被测点的温度更准确；右图空间分辨率低，测试温度为被测点及其周围环境温度的平均值，测温不准。

五、温度稳定性

红外热像仪的核心部件为红外探测器，目前主要有两种探测器，即氧化钒晶体和多晶硅探测器。氧化钒探测器主要的优势是测温视域MFOV（Measurement Field of View）为1，温度测量是精确到1个像素点。Amorphous Silicon（多晶体硅）传感器， MFOV为9，即每点的温度是基于3×3=9个像素点平均而获得。氧化钒探测器的温度稳定性好、寿命长，温度漂移小。

六、红外与可见光图像的组合功能

如果红外图像和可见光图像组合显示就减少了大量工作，可根据可见光图片来判断红外图片中热点的未知，同时报告自动生成也会大大减少操作时间。

七、售后服务支持及定期校准

红外热像仪每隔几年都要用黑体辐射校正源进行温度校来确保温度检测的准确性，这需要供应商具有强大的售后能力和校准服务条件。菲力尔（FLIR）已在中国的上海、北京、广州、成都开设了分公司，且在上海设有中国区售后服务中心，为中国客户提供售后服务和标定校准服务。

八、专业的培训

红外热像仪使用有很多操作技巧，分析红外图像来提高生产质量需要专业的报告支持，这就需要供应商能提供专业高品质的培训，菲力尔（FLIR）红外培训中心（ITC）每年都会在中国四大城市（北京、上海、广州、成都）开设课程，且ITC已在全球50多个国家内开设培训课程，可提供1级、2级和3级课程，高级应用课程和网络教学课程、定制化解决方案及现场服务。

       说起红外热像仪，人们的反应是在军事上的应用，尤其是在美国的战争大片中，红外线热像仪几乎成了必备的装备。实际上，红外热像仪早也是应用于军事领域，在技术逐渐成熟以后才应用于民用工业，并且迅速扩展。红外线热像仪属于测温仪的一种，由于带了热成像的功能，不仅仅显示某个点的温度示数，而是整个面的温度分布，所以比一般的测温仪更加直观，可以说为技术人员提供了一双能够直接观测温度的眼睛。目前，在电力系统、土木工程、汽车、化石、冶金等诸多领域都广泛存在红外热像仪的应用，其发展前景十分广阔。

       红外热像仪原理的核心是波尔兹曼定律，这位在热学领域贡献颇多的科学家将普朗克的理论进行了延伸，他发现红外线总能量与温度的四次方成正比。这一关系建立后，通过光敏元件对不同波长红外线的反应值进行数字化处理，可以反演出温度值，就能够得到完整的热像图，图像中颜色的不同就代表了温度的不同。红外热像仪经常用于工业设备的检测，比如锅炉、电机、变电站等等设备，如果有故障发生，其各部分的温度会出现异常，可以通过热像仪很明显地找到故障位置。

       虽然热像仪可以通过遥感的方式很方便地对温度进行测量，但是毕竟属于间接测量方式，精度并没有一般温度仪那么高，当仪器量程比较大时，比如在冶金行业使用的红外热像仪，其量程达到几千度，其测温精度的差别会有±2℃。但就使用的实际需要而言，这个误差完全在可以接受的范围内。如果将量程缩小，应用一般工业领域中，所测量的温度范围只有几百度左右，那么精度就会上升，测量的误差将减小。

       红外热像仪属于便携式设备，单手操作即可，屏幕分辨率通常为240*320。然而不同的品牌在使用起来差别很大。比如其使用的光敏元件不同，热灵敏度和分辨率也就不同。以Fluke的红外热像仪为例，其热灵敏度能达到0.045℃。再比如对焦是否快速准确，能否录制测量过程，人机界面是否友好等等。

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