testo625精密型溫濕度儀 |
testo480 多功能測量儀 空調通風系 |
testo 330-2LL增強版煙氣分析儀 |
testo 330-1 LL增強版煙氣分析儀 |
testo 327-2煙氣分析儀 |
testo 327-1煙氣分析儀 |
前面給大家介紹了紅外熱像儀探測距離_約翰遜準則,讓大家對紅外熱像儀探測距離有了初步認知,德圖儀器小編在這里再給大家介紹一下決定紅外熱像儀探測距離的因素,從而增深大家的認知。
1、鏡頭焦距
決定熱像儀的探測距離的最重要的因素就是鏡頭焦距。鏡頭焦距直接決定了目標所成的像的大小,也就是在焦平面上占幾個像素。通常這是用空間分辨率(IFOV)來表示,它表示每個像素在物空間所張開的角度,也就是系統所能分辨的最小角度,一般由像元尺寸(d)與焦距(f)的比值得出,即IFOV=d/f。
每個目標在焦平面所成的像占幾個像素,可由目標尺寸、目標與熱像儀的距離、空間分辨率(IFOV)計算得出。目標尺寸(D)和目標與熱像儀的距離(L)的比值為目標的張角,再與IFOV相除得到像占用像素點的數量,即n=(D/L)/IFOV=(Df)/(Ld)。從中可以看到,焦距越大,目標像所占用的像素點越多,根據約翰遜準則可知,其探測距離更遠。但另一方面,焦距越大,視場角越小,同時成本也更高。
這里舉個例子。熱像儀焦平面的像元尺寸為38μm,配100mm焦距鏡頭,則空間分辨率IFOV為0.38mrad。觀察1公里遠的大小為2.3m的目標,則目標所張開的角度為2.3mrad,目標所成的像占用2.3/0.38=6個像素。根據約翰遜準則可知,達到識別水平。
2、探測器性能
鏡頭焦距是從理論上決定了熱像儀的探測距離,在實際應用中起著重要作用的另一因素是探測器性能。鏡頭焦距只是決定了所成像的大小,占用像素點的數量,探測器性能則決定圖像質量,如模糊程度,信噪比等。探測器性能可從像元尺寸、熱靈敏度、信號處理等方面來分析。
像元尺寸越小,則空間分辨率(IFOV)越小,從前面的討論可看出,其探測距離越大。一個典型例子是,非制冷熱像儀的Photon320的像元尺寸是38μm,Photon640的像元尺寸為25μm,如果都配100mm鏡頭,觀察2.3m的目標,按照約翰遜準則,其識別距離分別為1公里、1.5公里。
探測器的熱靈敏度和信號處理決定了圖像的清晰度。如果探測器的熱靈敏度和信號處理能力不好的話,則所成的像只是一個模糊的熱像,也就無法識別。因此,一些探測器的熱靈敏度不高的話,則采取加大鏡頭口徑的方法來提高圖像效果,這不但增加了成本,而且也增加了使用上的不方便。一般紅外熱像儀使用的鏡頭F數一般可降低到1.4~1.7,也就是口徑可做得特別小。
3、大氣環境
雖然熱輻射對大氣的穿透能力比可見光強,但大氣吸收、散射等對熱像儀成像還是有一定的影響,特別是大霧和大雨的天氣環境,從而影響到了熱像儀的探測距離。
綜上所述,一個紅外熱像儀能“看多遠”是一個很難說清楚的問題,它受到幾個方面的影響,它是探測器、鏡頭、目標、大氣環境等客觀因素及人的主觀因素共同影響的結果。
閱讀本文的用戶還對以下文章感興趣:
紅外熱像儀技術指標分辨率
紅外熱成像系統的主要技術指標有哪些
紅外是怎么熱成像的