熱像儀科技在軍民兩方面都有應(yīng)用,最開始起源于軍用,逐漸轉(zhuǎn)為民用。在民用中一般叫熱像儀,主要用于研發(fā)或工業(yè)檢測與設(shè)備維護(hù)中,在防火、夜視以及安防中也有廣泛應(yīng)用。
熱像儀是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接收被測目標(biāo)的紅外輻射能量,并將能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖,這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。
通俗地講熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。
熱像儀的工作原理
紅外熱像儀是一門使用光電設(shè)備來檢測和測量輻射并在輻射與表面溫度之間建立相互聯(lián)系的科學(xué)。
輻射是指輻射能(電磁波)在沒有直接傳導(dǎo)媒體的情況下移動時發(fā)生的熱量移動。現(xiàn)代紅外熱像儀的工作原理是使用光電設(shè)備來檢測和測量輻射,并在輻射與表面溫度之間建立相互聯(lián)系。
所有高于絕對零度(-273℃)的物體都會發(fā)出紅外輻射。
紅外熱像儀利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖,這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。
通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。通過查看熱圖像,可以觀察到被測目標(biāo)的整體溫度分布狀況,研究目標(biāo)的發(fā)熱情況,從而進(jìn)行下一步工作的判斷。
人類一直都能夠檢測到紅外輻射。人體皮膚內(nèi)的神經(jīng)末梢能夠?qū)Φ瓦_(dá)±0.009°C (0.005°F) 的溫差作出反應(yīng)。雖然人體神經(jīng)末梢極其敏感,但其構(gòu)造不適用于無損熱分析。
例如,盡管人類可以憑借動物的熱感知能力在黑暗中發(fā)現(xiàn)溫血獵物,但仍可能需要使用更佳的熱檢測工具。
由于人類在檢測熱能方面存在物理結(jié)構(gòu)的限制,因此開發(fā)了對熱能非常敏感的機(jī)械和電子設(shè)備。這些設(shè)備是在眾多應(yīng)用中檢查熱能的標(biāo)準(zhǔn)工具。
紅外熱像儀是熱像儀的一個分支,較早應(yīng)用在軍事中,用來觀測戰(zhàn)爭情況,了解敵軍情報信息,能夠很好地幫助指揮官做出正確的決策,為一些戰(zhàn)爭做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。
但作為一種特別的儀器,它具有自己獨(dú)特的使用參數(shù),正是這些參數(shù)才使得紅外熱像儀與眾不同、具有了如此多的作用與功能。
紅外熱像儀的基本參數(shù)主要有以下幾種:
1.視場視場:是光學(xué)系統(tǒng)視場角的簡稱。
它表示能夠在光學(xué)系統(tǒng)像平面視場光闌內(nèi)成像的空間范圍。
當(dāng)目標(biāo)位于以光軸為軸線,頂角為視場角的圓錐內(nèi)的任一點(在一定距離內(nèi))時能被光學(xué)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn),即成像于光學(xué)系統(tǒng)像平面的視場光闌內(nèi)。
即使物體能在熱像儀中成像的物空間的*大張角叫做視場,一般是ao×βo的矩形視場。
2.光譜響應(yīng):紅外探測器對各個波長的入射輻射的響應(yīng)稱為光譜響應(yīng)。一般的光電探測器均為選擇性探測器。
3.空間分辨率:應(yīng)用熱像儀觀測時,熱像儀對目標(biāo)空間形狀的分辨能力。
本行業(yè)中通常以mrad(毫弧度)的大小來表示。mrad的值越小,表明其分辨率越高。
弧度值乘以半徑約等于弦長,即目標(biāo)的直徑。如1.3mrad的分辨率意昧著可以在100m的距離上分辨出1.3×10-3×100=0.13m=13厘米的物體。
4.熱靈敏度:可以簡單定義為儀器或使觀察者能從背景中**地分辨出目標(biāo)輻射的*小溫度ΔT。民用熱成像產(chǎn)品通常使用NETD來表述該性能指標(biāo)。
5.幀頻:幀頻是熱像儀每秒種產(chǎn)生完整圖像的畫面數(shù),單位為Hz。一般電視幀頻為25Hz。
根據(jù)熱像儀的幀頻可分為快掃描和慢掃描兩大類。電力系統(tǒng)所用的設(shè)備一般采用快掃描熱像儀,否則就會帶來一些工作不便。
6.探測識別和辨認(rèn)距離探測、識別和辨認(rèn)距離;這些是使用者很關(guān)心的性能指標(biāo)。
為每個使用者自身素質(zhì)和儀器給出的圖像質(zhì)量的差異以及嚴(yán)格定義的困難(探測性能是一個多種因素的復(fù)雜函數(shù))這里只給出大致形象的定義:
探測距離是能將目標(biāo)與背景及一些引起注意的目標(biāo)清晰分別開來的*大臨界;
識別距離是將探測的目標(biāo)能大致分出種類的距離,如果車輛還是艦船;辨認(rèn)距離是在分別出種類的基礎(chǔ)上的細(xì)分,如車輛是坦克還是汽車。
選購熱像儀比較重要的四個因素,小編給大家羅列了下面四個: 一、看探測器分辨率 在選購熱像儀之前,你必須要知道的是,探測器分辨率的高低是選擇熱像儀的一個重要參數(shù),它會直接影響最終的成像效果。如果分辨率越高,那么圖像就越清晰,查看體驗就越佳。以福祿克品牌為例,TiX1000熱像儀探測器分辨率高達(dá)786432像素,還可以通過精密位移成像技術(shù)實現(xiàn)4倍像素提升,生成超高清圖像。如果探測現(xiàn)場工況混亂,可見度低,這款熱像儀產(chǎn)品是你的不二之選。而如果只是需要物美價廉的入門級熱像儀,那么選擇TiS系列就可以。 二、看對焦系統(tǒng) 福祿克熱像儀擁有五種對焦方式 1、免調(diào)焦:無需調(diào)焦操作,方便快捷,適用于大量設(shè)備維護(hù)現(xiàn)場; 2、手動對焦:可近距離對焦,不受現(xiàn)場目標(biāo)位置制約,適用于需要近距離拍攝或精密對焦的現(xiàn)場; 3、自動對焦:根據(jù)中心區(qū)域圖像直接進(jìn)行對焦,操作方便,適用于距離遠(yuǎn)導(dǎo)致激光點辨識度受影響的現(xiàn)場; 4、LaserSharp激光自動對焦:靈活性好,反應(yīng)迅速,能夠直觀地指示目標(biāo)位置,特別適用于需要進(jìn)行多次、多方位的對焦操作; 5、MultiSharp對焦:在整個視場范圍內(nèi)均可精準(zhǔn)的捕獲目標(biāo)溫度,獲得完美圖像,實現(xiàn)不同景深的多個目標(biāo)全部準(zhǔn)確對焦。 三、看空間分辨率 空間分辨率也就是IFOV,是使用熱像儀觀測時,它對目標(biāo)空間形狀的分辨能力, 是熱像儀處理空間細(xì)節(jié)的技術(shù)指標(biāo),通常以mRad為單位來表示。簡單地說,IFOV數(shù)值越小,可測目標(biāo)距離就越大。而單位距離相同時,IFOV數(shù)值越小,空間分辨率越高,則單個像素所能檢測到的面積就會越小,測溫越準(zhǔn)確。如果IFOV數(shù)值過大,那么被測目標(biāo)就會受到環(huán)境輻射的影響,測出來的溫度就是被測目標(biāo)及其周圍溫度的平均值,數(shù)值就不準(zhǔn)確了。如果是用于電氣接頭檢測,那IFOV值只要小于等于10mRad,福祿克入門級TiS系列可考慮入手。如果是用于大面積、小目標(biāo)如大型工業(yè)設(shè)備的維護(hù)(石化企業(yè)的反應(yīng)塔,蒸餾塔等),那么TiX系列是。 四、看測溫范圍 測溫范圍就是指被測目標(biāo)溫度的最低限與最高限的溫度值范圍。由于熱像儀主要就是通過測量目標(biāo)的溫度來進(jìn)行探測成像,而每種型號的熱像儀都是特定的測溫范圍,所以購買的時候一定要選擇在自己需要測量的溫度內(nèi)的紅外熱像儀。需要注意的是,并不是溫度檔跨度越大就是越好的,溫度檔跨度小的話,測出的溫度數(shù)值相對會更精準(zhǔn)。另外,使用普通熱像儀測量500℃以上的物體時,需要配備相應(yīng)的高溫鏡頭。福祿克熱像儀有多種型號,每種型號都有各自的測溫范圍,相信總有一款是你需要的。