手持式红外热像仪介绍

手持式红外热像仪介绍

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。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

一、红外热像仪原理

红外热像仪是能够实现热像测温的精密仪器，是红外热像测温的核心设备。它利用实时的扫描热成像技术进行温度分析，图1所示为民用市场上应用的主流热像仪，其结构简单、功能强大、测温快。

红外热像测温技术就是通过红外探测器接收被测物体的红外辐射，再由信号处理系统转变为目标的视频热图像的一种技术。它将物体的热分布转变为可视图像，并在监视器上以灰度或伪彩显示出来，从而得到被测物体的温度分布场信息。

由于红外热像仪属于窄带光谱辐射测温系统，使用其进行温度测量时所测得的物体表面温度，不是直接测量得到的，而是以测到的辐射能计算出来的。因此，实际测量时，测量精度受被测表面的发射率和反射率、背景辐射、大气衰减、测量距离、环境温度等因素的影响。

二、红外热像仪参数

作为典型的高端应用设备，随着制造工艺的不断精进，红外热像仪的各方面性能在当今有了非常明显的提升。在这里介绍系统一下红外热像仪的主要参数。

1. 帧频

帧频是指1秒钟内，热像仪能够完成图像拍摄、处理、显示的数量。传感器响应越快，内部电路处理速度越高，则可实现的帧频越大。高帧频的热像仪适合抓拍高速物体的温度场分布。比较适合于科研和军工研究。

美国RNO热成像仪IR-160P配置50/60Hz帧频。帧频是指每秒种放映或显示的帧或图像的数量。帧频越大，动画的速度就越快，过低的帧频会导致播放时断时续。

2. 像素阵列和像元间距

目前的红外热像仪探测器为非制冷焦平面探测器，其生产过程中在氧化钒或多晶硅材料上加工出阵列排布的传感器单元，每个单元之间有一定的间距。

3. 测温准确度

精度是指在红外热像仪在环境、温度、湿度、距离、辐射率校正的情况下，红外热像仪测温的最大误差与仪器量程之比的百分数。

4. 显示方式

这一点，据专业人士介绍，通常是指热像仪屏幕的显示是黑白显示还是伪彩显示。

5. 温度测定范围

对于热像仪来说，正常工作的过程中，总是会有一定的温度测定范围，它是指测定温度的最低限与最高限的温度值的范围。

传统4万元以内的热成像仪，测温范围一般都在-20℃~+250℃以内，而RNO IR-160P的温度范围可至-20℃~+650℃。当目标温度超过所设置的温度时将会触发报警，所有在设置的温度值之上的区域会显示报警色。若无设置报警色则只有报警音。

6. 温度分辨率

温度分辨率具体是指衡量红外热像仪的重要参数指标，温度分辨率是指探测器对被测物体温度变化感应的灵敏程度。温度分辨率越小越好。温度分辨率的计量和测定是在特定的条件下的完成的。

7. 扫描制式和最大工作时间

这两者往往是人们比较容易忽略的参数，前者是指一般为我国标准电视制式，PAL制式。后者则是指热像仪允许连续的工作时间。

三、红外热像仪使用方法

1. 调整焦距

您可以在红外图像存储后对图像曲线进行调整，但是您无法在图像存储后改变焦距，也无法消除其他杂乱的热反射。保证第一时间操作正确性将避免现场的操作失误。仔细调整焦距！如果目标上方或周围背景的过热或过冷的反射影响到目标测量的精确性时，试着调整焦距或者测量方位，以减少或者消除反射影响。（FoRD的意思是：Focus焦距，Range范围, Distance距离）

2. 正确的测温范围

您是否了解现场被测目标的测温范围？为了得到正确的温度读数，请务必设置正确的测温范围。当观察目标时，对仪器的温度跨度进行微调将得到最佳的图像质量。这也将同时会影响到温度曲线的质量和测温精度。

3. 最大的测量距离

当您测量目标温度时，请务必了解能够得到精确测温读数的最大测量距离。对于非制冷微热量型焦平面探测器，要想准确地分辨目标，通过热像仪光学系统的目标图像必须占到9个像素，或者更多。如果仪器距离目标过远，目标将会很小，测温结果将无法正确反映目标物体的真实温度，因为红外热像仪此时测量的温度平均了目标物体以及周围环境的温度。为了得到最精确的测量读数，请将目标物体尽量充满仪器的视场。显示足够的景物，才能够分辨出目标。与目标的距离不要小于热像仪光学系统的最小焦距，否则不能聚焦成清晰的图像。

4. 仅仅要求生成清晰红外热图像，还是同时要求精确测温

这之间有什么区别吗？一条量化的温度曲线可用来测量现场的温度情况，也可以用来编辑显著的温升情况。清晰的红外图像同样十分重要。但是如果在工作过程中，需要进行温度测量，并要求对目标温度进行比较和趋势分析，便需要记录所有影响精确测温的目标和环境温度情况，例如发射率，环境温度，风速及风向，湿度，热反射源等等。

5. 工作背景单一

例如，天气寒冷的时候，在户外进行检测工作时，你将会发现大多数目标都是接近于环境温度的。当在户外工作时，请务必考虑太阳反射和吸收对图像和测温的影响。因此，有些老型号的红外热像仪只能在晚上进行测量工作，以避免太阳反射带来的影响。

6. 保证仪器平稳

所有的长波NEC红外热像仪都可以达到60Hz帧频速率，因此在拍摄图像过程中，由于仪器移动可能会引起图像模糊。为了达到最好的效果，在冻结和记录图像的时候，应尽可能保证仪器平稳。当按下存储按钮时，应尽量保证轻缓和平滑。即使轻微的仪器晃动，也可能会导致图像不清晰。推荐在您胳膊下用支撑物来稳固，或将仪器放置在物体表面，或使用三脚架,尽量保持稳定。

7. 合理设置发射率

我们知道：任何物体在高于绝对零度（-273.15℃）的时候，其物体表面就会有红外能量也就是红外线发射出来，温度越高，发射的红外能量越强！红外线测温仪和红外热像仪就是根据这个特点来测量物体表面的温度的，既然我们知道了红外线测温仪和红外热像仪是测量物体表面的温度，那么就会免不了被物体表面的光洁度所影响，实验证明：物体表面越接近于镜面（反射越强），其表面所发出的红外能量衰减越厉害，所以我们就需要对不同物体的表面对红外能量的衰减情况做出补偿，也就是设置一个补偿系数，这个补偿系数就是发射率！

那么发射率如何得来的呢？有个很简单的办法：就是与标准的接触式测温仪进行比对。计算公式为：发射率=实测值标准值，式中的实测值就是红外线测温仪或是红外热像仪测得的温度，而标注值为接触式测温仪测得的温度，由于任何物体都不可能完全没有反射（黑体），所以往往这个修正系数都会小于1。

四、红外热像仪发展前景

红外热成像的发展趋势红外热成像技术的优点多，应用广，因而极具发展潜力。红外焦平面阵列探测器有两种类型：一是制冷型焦平面阵列探测器;二是非致冷焦平面阵列探测器。第二种非致冷焦平面阵列探测器的灵敏度低于制冷型焦平面阵列探测器，但其性能可以满足大多数的军事和几乎所有的民用。因此，采用非致冷焦平面阵列探测器的红外热成像仪，能真正实现小型化、低价格，是未来小型低成本应用的主流，未来必将大量应用于智能安防监控中，也是最具前途和市场潜力的发展方向。

五、美国RNO热像仪

RNO公司于1940年成立于美国芝加哥，是全球历史悠久的热像仪生产企业，在二战中，RNO热像仪曾广泛应用美国军方。经过70年的发展，RNO下设了美国RNO红外热像仪公司，美俄合资RNO夜视仪公司。RNO是全球经典的专业热像仪公司，其下属的RNO夜视仪，在3,4代高端夜视仪领域拥有极大的知名度。