深入了解红外热像仪的NETD(热灵敏度)
热像仪
应用
热像仪(1)对于发电机、电动机的不平衡负载，轴承温度过高，碳刷、滑环和集流环发热，绕组短路或开路， 冷却管路堵塞，过载过热等问题进行监测。
(2)可以对电气设备进行维修检查。而对于安全防盗，屋顶查漏，环保检查，节能检测，无损探伤，森林防 火，医疗检查，质量控制等也比较有帮助。
(3)可以监控像火山爆发、山体滑坡等突发的自然环境变化。 (4)对于变压器的套管过热，过载，接头松动，冷却管堵塞不畅，接触不良，三相负载不平衡等进行监测。 (5)对于电气装置的接触不良，过载，接头松动或，过热，不平衡负荷等隐患进行监测。 红外热像仪的应用范围愈来愈广泛，在科研领域、医疗领域、电子等行业都将发挥出举足轻重的作用。
4.空间分辨率/IFOV
IFOV是指能在单个像素上所能成像的角度，因为角度太小所以用毫弧度mrad表示。IFOV受到探测器和镜头的 影响可以发现镜头不变，像素越高，IFOV越小。反之像素不变，视场角越小，IFOV越小。同时，IFOV越小，成像 效果越清晰。
发展趋势
随着红外技术的不断提升,使得红外热像仪在社会各个领域中得到了广泛的应用，目前它正展现出极为广阔的 市场前景。不断发展中的红外热像仪已经从军用领域转向民用领域,并发挥着其它产品难以替代的重要作用。在民 用领域,红外热像仪被广泛应用于预防检测、消防、制程控制安防、汽车夜视环境监测、电力、建筑、石化以及医 疗等领域。此外,随着红外热像仪应用领域的不断拓展,未来它将渗透到国民经济的各个领域。可以预测,民用领 域的红外热像仪市场极有可能呈现出爆发性增长,潜在的需求市场将高达上千亿美元。
早先用于军事领域的红外热像仪，最近这些年不断向民用、工业用领域进行扩展。欧美一些发达国家自上世 纪70年代开始，先后开始探索红外热像仪在各个领域的使用。经过几十年的持续发展，红外热像仪从一个笨重的 机器已经发展成一个轻便、便携的用于现场测试的设备。
对NETD表达的红外热像仪探测距离的讨论
关键词 ： 热像仪 ； 热成像 ； 红外探测 ； 探测距离； Ｅ Ｄ Ｎ Ｔ
中 图分类 号 ：２ ５ ２ Ｐ ２ ． 文献标 识码 ： Ａ
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｈｅ Ｄｅ ｅ ｔｏ ｎ ｅ ｏ ｈ ｅ ｍ ａ ｎ ｒ ｒ ｄ Ｉ ａ ｅ ｓ ｕ ｓｏ ｎ ｔ ｔ ｃ ｉ ｎ Ｒａ ｇ ｆ ｔ ｅ Ｔｈ ｒ ｌＩ ｆ ａ ｅ ｍ ｇ ｒ Ｅｘ ｒ ｓ ｅ ｙ ＮＥＴＤ ｐ ｅｓｄ ｂ
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关因素在公 式 中并 未得到 反映 （ 光学 仪器 的焦 如
距、 口径 、 测 器 波 段 等 ） 这 些 因 素 将 会 对 探 测 距 探 ，
红外 热像仪用于防空作战时， 探测距离是一个
至关重要 的指标。随着技术的不断发展 ， 红外探测 器的探测能力也在不断提高 ， 其参数 Ｎ Ｔ Ｅ Ｄ已由第 二代的 ５ ｍ ０ Ｋ发展到第三代 的 １ｍ ， ５ Ｋ 由此使得热像 仪在探测距 离上也得 到 了较大 的提高 ， Ｅ Ｄ 已成 ＮＴ 为计算探测距离的一个关键参数 ， 因此 ， 于 △ 基 和 ＮＴ Ｅ Ｄ来计算热像仪的探测距离也就成为了一种重
△Ｔ — ｄ Ｎ Ｔ ｂ ｓ ｄ ｒ ｇ ｑ ａ ｉｎ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ ｆｃ ｏ ｈ ｔ ｆ ｃ ｈ ＴＤ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ａｓ ｒ ｖｄ ｄ ｏａ — Ｅ Ｄ ａ ｅ ａ ｅ ｅ ｕ ｔ ．Ｓ ｕ ｙ ｏ ａ ｔｒ ｔａ ｅ ｔｔ ｅ ＮＥ ａ ａ ｔｒ ｉ ｌ ｏ ｐ ｏ ｉ ｅ ．Ｒａ ｇ ｎ ｎ ｏ ｈ ｓ ａ ｓ ｎｅ ｅ ｕ ｔ ｎ ｏ ｅｔ ｅ ｍａ ｒ ｅ ｇ ｒ ｏ ａ ｇ ｔ ｔ ｌｉｌ ｒ ｒ ｄ ｒ ｄ ａｉｎ ｓ ｕ ｃ ｓ ａ ｄ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｉ ｑ ａ ｉ ｔ ｒ ｌ ｉ ａ ｄ ｉ ｅ ｒｔｒ ｅｓｗｉ ｌ ｏ ｆｈ ｈ ｆ ｎ ｒ ｍａ ｆ ｌ ｍｕ ｔ ｅ ｉ ａ ｅ ａ ｉ ｔ ｏ ｒ ｅ ｉ ｅ ｅ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｐ ｎ ｆ ｏ ｎ ｔ ｓ ｄ ｄ ｃ ｄ ｉ ｏ ｃｕ ｉ ｎ ｅ ｕ ｅ ｃ ｎ ｌ ｓｏ ． ｎ
红外热像仪在光伏电站的五大应用
红外热像仪在光伏电站的五大应用作为环保的新能源，光伏产业的前景一片光明。
但同时也面临诸多为题，比如光伏电站在运作中会存在质量隐患或意外事故，导致投资回报率不高，而红外热像仪是一个快速可靠的太阳能电池板检查工具，能够帮助光伏电站解决故障问题，可全面、简单的监控系统状态，下面将带你全面了解红外热像仪在光伏电站的五大应用。
一、太阳能逆变器电路板检测电子电路的故障一般分为短路、断路和接触不良。
电路正常工作与带故障时，电子元件所发出的红外线是不一样的，也就是说电路正常工作时，电路板热成像与有故障的电路板热成像有很大区别。
当电子元件发生故障时，有两种情况：一是短路，短路时电流较大，元件较热，其红外线辐射量大，此时热成像较正常是红外成像变化很大；二是当元件断路（接触不良）时，流过元件的电流值几乎为零，所以，元件温度较正常工作时低，几乎没有红外辐射，此时，热成像与正常时热成像差别较大。
利用这一原理很容易的就判断出电子电路故障点。
红外热成像为测试人员提供了一种独特的IC测试方法，通过一次红外扫描成像，即可获取板上每个IC 的功耗值，并变成可视信息供测试人员进行故障诊断。
热像仪能提供清晰的电路板温度场分布的图像和准确的温度测量。
同一块电路板的器件应尽可能的按其发热量大小及散热程度分区排列，采用合理的器件排列方式，可以有效的降低印制电路的温升，从而使器件及设备的故障率明显下降。
热像仪可以通过提供的红外热图，帮助工程师分析出整块线路板的温度分布，完善工程师的设计和应用。
电子元件工作的稳定性与老化速度是和环境温度息息相关的。
每当环境温度升高10℃时，主要功率元件的寿命减少50％，这就要求电子元器件应该工作在相对稳定和较低的温度范围内。
热像仪可以提供给工程师电路中各元器件的工作时发热情况热图，帮助工程师分析元器件对整个电路温度的影响，同时也能够帮助工程师选择合适负载能力的转换模块。
二、太阳能发电系统电气配电柜检测电气接触点长期处于高温状态，会导致绝缘下降或引发电气火灾。
FLIR菲力尔-红外热像仪
红外成像
探测器类型
非制冷焦平面阵列
非制冷焦平面阵列
非制冷焦平面阵列
红外热像像素
320x240
320x240
320*240
红外波长范围
7.5~13μm
7.5~13μm
7.5~13μm
热灵敏度NETD
＜0.05℃＜0.05℃＜源自.05℃视场角/最小测试距离
25x19/0.4m
25x19/0.4m
LED显示
可选配置
可选镜头
6°长焦镜头、15°长焦镜头、45°广角镜头、90°超广角镜头；100um微距镜、50um微距镜、25um微距镜
6°长焦镜头、15°长焦镜头、45°广角镜头、90°超广角镜头；100um微距镜、50um微距镜、25um微距镜
红外镜头f=30mm,15°（含镜头套）；红外镜头f=10mm,45°（含镜头套）
质保期
1年
册登记后，质保期延至2年
1年
106×201×125mm
246×97×184mm
重量
880克
880克
825克
EMC防护
电源
电池类型
可充电锂电池
可充电锂电池
可充电锂离子电池
工作时间
大于4小时
大于4小时
约4小时
交流电源
AC适配器：90~260VAC输入，12V输出
AC适配器：90~260VAC输入，12V输出
交流适配器
充电时间
LED显示
IP54，IEC360
IP54，IEC360
IP43(IEC 60529)
冲击
25G，IEC 68-2-29
25G，IEC 68-2-29
红外检测技术介绍及应用讲课文档
就像照相技术意味着“可见光写入”一样， 热成像技术意味着“热量写入”。
热成像技术生成的图片被称作“温度记录 图”或“热图”。
目标
空气
热像仪
热图
现在二十三页，总共五十一页。
红外热像十一页。
反射辐射 W 自身辐射Wε
物体发出的 辐射
Wex
现在十六页，总共五十一页。
➢反射（r)、辐射(a)、穿透(t)： r+a+t=1
光滑表面的反射率较高，容易受环境影响。（反光） 粗躁表面的辐射率较高 • 不同的材料、不同的温度、不同的表面光度、不同 的 颜色等，所发出的红外辐射强度都不同（辐射率不 同）。
PM X90
适用：由於儀器工作在短波段,所以主要用於需要看 火焰的設備檢測，如:電廠的鍋爐及石化系統設備的 檢測.
现在三十三页，总共五十一页。
在線檢測系統
A 20
A40
主要用於需要24小時監察的設備
现在三十四页，总共五十一页。
研究型热像仪
SC3000
P630
S 65 / 45
由於儀器各項指標都比較高,所 以主要用於研究及發展,多數用 戶是大學, 研究所等.
1800年英国的天文学家Mr.William Herschel 用分光棱镜将太阳光分解
成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。他发现，当水银 温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反 而比红光区更高。反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的 “热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。
现在三十五页，总共五十一页。
远距离追踪,检测热像仪
红外探测器主要参数定义
红 外 探 测 器1．量子效率在某一特定波长上，每秒钟产生的光电子数与入射光子数之比。
对理想的探测器，入射一个光子发射一个电子，1)(=λη。
当然实际上不是所有的光子都可以被吸收，因此1)(<λη。
探测器对波长为λ处的量子效率可以表示为：hv P e I S //)(=λη 其中S J h .106260755.634-⨯=，是普朗克常数，e 是元电荷。
2. 响应率输出信号电压S 与输入红外辐射功率P 之比即：）或（W A W V P S R /)/(=3. 响应波长范围单色响应率与波长的关系，称为光谱响应曲线或响应光谱。
热敏型红外探测器的响应率与波长无关。
光电型红外探测器有峰值波长p λ和长波限c λ。
通常取响应率下降到p λ一半所在的波长为c λ。
光电探测器只有在小于c λ范围有响应，因此称为选择性红外探测器。
对于光子探测器，仅当入射光子的能量大于某一极小值时才能产生光电效应。
就是说，探测器仅对波长小于cλ，或者频率大于的光子才有响应。
因此，光子探测器的响应随波长线性上升，然后到某一截止波长cλ突然下降为零。
而热型探测器响应波长无选择性，对可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感，在室温工作。
灵敏度低、响应时间偏长，最快的响应时间也在毫秒量级。
热释电探测器主要应用于被动式的传感器中，主要应用于防盗报警、来客告知等被动探测以及石油化工、电力等行业的温度测量、温度检测等灵敏度不是很高的场合。
此外，热释电材料是还是制备非制冷红外成像设备的重要材料。
常见红外光子探测器及响应波段4.噪声如果测量探测器输出的电子系统有足够大的放大倍数，即使没有入射辐射。
也可以看到一些毫无规律的电压起伏,它的均方根称为噪声电压N，此噪声来源于探测器中的某些基本的物理过程。
探测器的噪声主要有以下几个来源：f/1噪声(闪烁噪声)，暗电流噪声(热噪声)以及光电流噪声。
f/1噪声为低频噪声，在AlGaAsGaAs/QWIP中的影响很小，不是主要的制约因素。
美国RNO IR-384P技术参数及参数解析
美国RNO IR-384P技术参数在介绍热像仪技术参数之前，先简单介绍一下，热像仪的关键知识：1、影响热像仪成本的三大部件a、传感器，也就是探测器。
b、显示屏目前专业的热像仪显示屏，价格都在5000元左右，非专业的热像仪使用的是低分辨小屏，成本仅几百元。
c、镜头大小热像仪的镜头镜片是专业镜片，不是传统的夜视仪或者望远镜使用的那种镜片，热像仪的镜片在采购时是以克为单位的，越大的镜头，价格越贵。
2、所以同样分辨率的热像仪，专业型大镜头，高分辨率大屏幕的热像仪，比非专业型热像仪的成本要贵1万元以上。
3、目前市面上销售的价格在2万以内的比如高的热像仪，属于非专业型的热像仪，在性能、观测清晰度、观测距离上与RNO的热像仪都是没法比的。
然后，再介绍一下：热像仪的工作原理，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原件上，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专为可见的热图像。
热图像的上面不同颜色代表被测物体的不同温度分布。
美国RNO手持式测温红外热像仪主要应用于工业检测、检测电路板、电力线路等。
下面是美国RNO热像仪IR- 384P的技术参数。
探测器类型：焦平面非制冷微型探测器。
探测器像素： 384*288波长范围： 8-14um像元间距 25um标准视场 25°×19°/0.1m空间分辨率 1.36mrad热灵敏度≤0.05℃在30℃时帧频 50/60Hz对焦手动电子对焦 2x可见光拍摄 320万像素液晶显示屏 2.7’’LCD测温范围 -20----650℃测温精度±2℃、±2%读数，取最大值测温模式 4个可移动点、3个可移动区域、2个线测温高温报警声音、颜色辐射率校正 0.01至1.0辐射率可调温度校正自动/手动语言简体中文存储介质最大支持16GB文件格式热图像JPEG格式带红外测量数据可见光JPEG格式语音注释 60秒语音注释，随图像一同存储激光指示器二级，1mW /635nm 红色电池类型锂电池，可充电电池工作时间 4小时连续工作省电模式自动休眠，自动关机外接电源 10-15V DC运行温度 -15℃~﹢50℃存储温度 -40℃~﹢70℃空气湿度≤95%（非冷凝）防护等级 IP 54跌落 2米尺寸 105mm×245mm×230mm重量 980g电源接口有音频输出有视频输出 PAL/NTSCUSB 图像、测量数据、语音传送至计算机下面把比较主要的技术参数，给大家做个介绍：红外热像仪按照工业温度分为制冷型和非制冷型。
红外热成像仪在狩猎领域的应用
红外热成像仪在狩猎领域的应用在介绍红外热成像仪在狩猎领域的应用之前，首先介绍一下什么是红外热成像仪？红外热成像仪在军民领域都有应用，最开始起源于军用，逐渐转为民用。
在民间一般叫热像仪。
红外热成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原件上，从而获得红外热像图，这种热像仪图与物体表面的热分布场相对应。
通俗地讲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。
热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
通过查看红外热像图，可以观察到被测目标的整体温度分布状况，研究目标的发热情况，从而进行下一步工作的判断。
现代红外热成像仪的工作原理是使用光电设备来检测和测量辐射，并在辐射与表面温度之间建立相互联系。
红外热成像仪利用红外探测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，这种热像图与物体的分布场相对应。
在狩猎领域为什么要采用红外热成像仪呢？在夜间以及恶劣气象条件下，采用红外热成像仪可以对猎物进行跟踪监测，发现目标，击中目标。
夜间可见光器材（如望远镜等）已经不能正常工作，观测距离极短。
如果采用人工照明（如手电筒等）可能很容易暴露目标。
如果采用微光设备（如夜视仪等），它同样也需要辅助光才能看的稍远些。
而红外热成像仪是被动接受目标的红外热辐射，与气候条件无关，无论白天夜晚均可正常工作，而且不容易暴露目标，有着得天独厚的优势，是其他设备所不能比拟的。
如果猎物躲藏在草丛后面，也可以轻松发现目标。
传统夜视设备是不能比拟的。
红外热成像仪在狩猎领域的应用效果图展示：红外热成像仪的发展红外热成像仪最早是因为军事目的而研发的，近年来迅速向民用工业领域扩展。
自上世纪70年代，一些欧美发达国家先后开始使用红外热成像仪在各个领域进行探索。
红外热成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，从而获得红外热成像图，这种红外热成像图与物体表面的热分布场相对应。
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一、NETD的定义
NETD即热灵敏度，又被称为噪声等效温差，是红外热像仪的重要参数之一，用来描述红外热像仪可探测的最小温差值，NETD数值越小，表示灵敏度越高，图像越清晰。
NETD常用毫开式温标（mK）表示，当噪声与最小可测量温差想当时，探测器已达到其解析有用热信号能力的极限。
噪声越大，探测器的NETD值越大，灵敏度越低。
二、NETD的测量
为了测量探测器的噪声等效温差，红外热像仪必须对着一个温控黑体。
开始测量前，需要将黑体固定，然后在特定的温度时测量噪声等效温差。
这不是简单的快照测量，而是噪声的临时测量。
二、影响NETD的因素：
1.校准的测温范围。
选定不同的测温范围与物体温度，噪声读数会有所不同。
只要图像中存在显著的热对比度，而且目标区域的温度
比背景温度高很多，便不会对测量精度产生太大影响。
2.探测器温度。
如果将红外热像仪放在较高的环境温度中，系统噪声可能
会增加，这取决于红外热像仪内部稳定性如何。
内部温度漂移可在非均匀性校准或NUC之间观测到，可能是几分钟的间隔。
3.镜头的光圈级数。
镜头的光圈级数或光圈数决定了热辐射如何抵达探测器。
总体而言，光圈级数越低，噪声值越优。
红外热像仪NETD在25℃时为60mK，最优可达到40mK，灵敏度比较高，测温精准，图像清晰，性能稳定。
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