Testo  紅外科普：測量精度的4大要素

一張紅外熱圖反映了被測目標的整體溫度分布，每一個紅外像素點即代表一個溫度讀數(shù)。從效率和安全的角度出發(fā)，非接觸、無損測量、掃描式的紅外熱像儀優(yōu)勢顯著。

隨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將接收到的被測物的紅外輻射轉換成電信號輸出，從而形成紅外圖像。紅外圖像上的數(shù)值表示被測物的表面溫度，不同的溫度數(shù)值在紅外圖像上顯示不同的顏色。每一個像素點的顏色將按照其在調色板中所在的比例顯示。

探測器的紅外分辨率即是指紅外敏感像素矩陣的排列數(shù)量。紅外分辨率為320 x 240像素的探測器擁有76,800像素，能反映出76,800個單獨的測量值。640 x 480像素的探測器則擁有307,200像素，測量值數(shù)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，從而仍然提供清晰聚焦的圖像，測溫也更加準確。

? 熱像儀的速度取決于創(chuàng)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，實際的定義為“噪聲等效溫差”。這可以理解為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，熱靈敏度為50 mK表示熱成像儀能夠識別的最小溫差為50 mK（= 0.05°C）。

劃重點

? 噪點越少，NETD值越小。在相同像素數(shù)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。

下圖為熱像儀（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％。要實現(xiàn)精確的測量，其余95％的影響必須得到補償。由于這些影響隨環(huán)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確的溫度傳感器。從而確保傳感器的環(huán)境溫度不會偽造測量值。

劃重點

? 內置高精度溫度傳感器，準確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(huán)境溫度、測量距離等參數(shù)，以便減小測量誤差。

04 校準

環(huán)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，需要進行嚴格細致的校準工作。

Testo熱像儀的校準涵蓋了-15 °C至+50°C的環(huán)境溫度范圍。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(huán)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確平衡及相互作用，是testo 883和testo 890能夠擁有高測量精度的原因所在。