7/7如何選購紅外熱像儀??文章簡介

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近幾年，紅外熱像儀在鋼鐵、石化、電力、防火、汽車等行業(yè)越來越占據(jù)著重要地位。紅外熱像儀技術(shù)在全球的發(fā)展非常迅猛。美國的紅外熱像儀技術(shù)處于全球領(lǐng)先位置。目前全球前三大紅外熱像儀品牌ＲNO、FLIＲ和FＬUKE都是美國的企業(yè)。一、熱成像原理

光線是大家熟悉的可見光,是人眼能夠感受的電磁波?？梢姽獾牟ㄩL為：0。38—0。７８微米。比０．３８微米短的電磁波和比０．７8微米長的電磁波，人眼都無法感受。比０.３８微米短的電磁波位于可見光光譜紫色以外，稱為紫外線,比０.78微米長的電磁波位于可見光光譜紅色以外，稱為紅外線。紅外線,又稱紅外輻射，是指波長為０.７８~１0００微米的電磁波.其中波長為０．７８~2．0微米的部分稱為近紅外，波長為2．0～１000微米的部分稱為熱紅外線。照相機成像得到照片,電視攝像機成像得到電視圖像,都是可見光成像.自然界中，一切物體都可以輻射紅外線，因此利用探測儀測定目標(biāo)的本身和背景之間的紅外線差并可以得到不同的紅外圖像，熱紅外線形成的圖像稱為熱圖。目標(biāo)的熱圖像和目標(biāo)的可見光圖像不同,它不是人眼所能看到的目標(biāo)可見光圖像,而是目標(biāo)表面溫度分布圖像，換一句話說，紅外熱成像使人眼不能直接看到目標(biāo)的表面溫度分布，變成人眼可以看到的代表目標(biāo)表面溫度分布的熱圖像。

紅外熱像儀有光子探測和熱探測兩種不同的原理.前者主要是利用光子在半導(dǎo)體材料上產(chǎn)生的電效應(yīng)進行成像，敏感度高，但探測器本身的溫度會對其產(chǎn)生影響,因而需要降溫。后者將光線引發(fā)的熱量轉(zhuǎn)換為電信號，敏感度不如前者同時無需制冷。除此之外,還根據(jù)熱成像儀的工作波段、所使用的感光材料進行分類。常見熱成像儀工作在3到5微米或８到1２微米，常用感光材料則有硫化鉛、硒化鉛、碲化銦、碲錫鉛、碲鎘汞、摻雜鍺和摻雜硅等。根據(jù)感光元件數(shù)量和運動方式，則有機械掃描、凝視成像型等。二、熱成像應(yīng)用

紅外線檢測儀等先進的設(shè)備檢測手段發(fā)揮了其重要的作用.首先,成功的故障診斷，尤其是能適度提前報告出故障的診斷,將產(chǎn)生明顯的效益。這種效益在特殊的情況下是極為可觀的；其次,故障診斷技術(shù)對設(shè)備維修可以產(chǎn)生巨大的輔助作用。它不但可以大大節(jié)省人力資源,還改變了維修方式-—以先進的狀態(tài)維修方式逐步取代計劃維修方式，甚至對庫存?zhèn)浼墓芾矸绞蕉紝a(chǎn)生積極的影響。三、熱像儀參數(shù)

如何選購紅外熱像儀?1．紅外熱像儀的探測器分辨率

紅外熱像儀的探測器分辨率現(xiàn)在主流的是160x12０(19．2萬像素)，主流款的基本上都是這個像素。另外還有更低分辨率如６0x60（3．6萬像素),80x6０(4.8萬像素）,1０0x100（1０萬像素）.還有３８４X288（1１0萬像素)以及6４0x480（300萬像素)。?

對于手持型紅外熱像儀,160x12０是最黃金的分辨率，具有非常好的性價比。比如最新全球銷量第一的RNOＩR－1６0P的分辨率就是160ｘ１20。低于這個分辨率的紅外熱像儀，由于分辨率過低，在很多場合就無法使用了.超過100萬像素的紅外熱像儀售價又大幅上升,除非你對分辨率要求很高。可以選擇超過100萬像素的紅外熱像儀.２.紅外熱像儀的鏡頭焦距?

一般的紅外熱像儀的鏡頭都可以更換.但是廠家標(biāo)配一般都是一個鏡頭。基本上所有的廠家都標(biāo)配一個２0MＭ左右的鏡頭。這種焦距的鏡頭,基本上兼顧了視野大小和放大比例兩個方面的指標(biāo)。一般客戶使用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭就可以了.

可以選配的是比如115MM的長焦鏡頭，或者10-15MM的廣角鏡頭.長焦鏡頭會提高遠(yuǎn)距離的辨識率，但是會大大縮小視野.相反短焦鏡頭,大大提高視野范圍，但是會降低辨識率。?具體看下一點的說明.?

像間距、空間分辨率、視場、辨識距離這幾個指標(biāo)是由探測器分辨率和鏡頭焦距決定的.

這四個指標(biāo),很多品牌都在宣傳。其實紅外熱像儀的探測器分辨率和鏡頭焦距固定了，這四個指標(biāo)就固定,這四個指標(biāo)是算出來的。所以選購時不用過多的關(guān)注。?

像間距：1６0x12０的像間距都是51uｍ,3２0ｘ24０的像間距都是25.4um,以此類推,分辨率越高,像間距越小。

空間分辨率：＝像間距／鏡頭焦距.所以空間分辨率越小,能夠辨識的距離越遠(yuǎn)。如果使用2２mm的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。16０ｘ1２0的空間分辨率為2．3mraｄ左右。如果用長焦鏡頭，空間分辨率就會更小。

視場：=空間分辨率x行像素／17.45,比如160x120的，使用22MＭ的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，視場為21度.

辨識距離:我們一般默認(rèn)４個像素為客識別的距離，所以辨識距離=目標(biāo)高度/（空間分辨率x4）。比如1６0x1２０的，22ＭM標(biāo)準(zhǔn)鏡頭,辨識距離為1８5米左右。如果鏡頭焦距變成1１5MM，那辨識距離就變成了將近1000米，當(dāng)然視野也大幅度變小。

所以紅外熱像儀最為重要的指標(biāo)是探測器分辨率，另外上面提及的指標(biāo),都可以通過鏡頭更換進行變化.3.紅外熱像儀的幀頻

幀頻在紅外熱像儀選購中,是第二個最為重要的指標(biāo)。幀頻是指1秒鐘內(nèi)，熱像儀可以或許完成圖像拍攝、處理、表現(xiàn)的數(shù)目。傳感器相應(yīng)越快,內(nèi)部電路處理速率越高，則可實現(xiàn)的幀頻越大。高幀頻的熱像儀適合抓拍高速物體的溫度移動，以及高速溫度變化的物體。

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),醫(yī)療，建筑等領(lǐng)域所用的設(shè)備一般采用快掃描熱像儀，否則就會帶來一些工作不便。一般來說紅外熱像儀的幀頻應(yīng)該達到３０ＨＺ，最好能達到5０ＨZ,否則在很多工作場合下,紅外熱像儀無法勝任工作。

幀頻的高低，直接說明了紅外熱像儀的性能好壞和反應(yīng)速度.一般5０００美金以下的紅外熱像儀幀頻都在1０幀左右。包括FＬIR的TI系列,ＦＬUＫEEX系列幀頻都是9HZ.幀頻直接影響紅外熱像儀的成本。５000美金以下，唯一一款5０-６0HZ的產(chǎn)品是RNOＩR－160P．另外的品牌50HZ的產(chǎn)品售價都在10000美金以上。?如何選購紅外熱像儀4.測溫范圍

這是第三個紅外熱像儀最為重要的指標(biāo)。每種型號的熱像儀都有自己特定的測溫范圍。因此,用戶的被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確、周全,既不要過窄,也不要過寬。根據(jù)黑體輻射定律，在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化，因此,用戶只需要購買在自己測量溫度內(nèi)的紅外熱像儀。

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在選擇紅外熱像儀,最好能選擇可選測溫區(qū)的紅外熱像儀，比如－２0℃～35０℃和１00℃～６００℃兩個測溫范圍。這要即能適應(yīng)各種溫度環(huán)境,又能保證測溫準(zhǔn)確。

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5０0０美金以下的包括很多５000－１0０00美金的產(chǎn)品都是單區(qū)測溫，測溫范圍一般是—20-250℃.雙區(qū)可選測溫的機型只有RNOＩR—16０Ｐ，這也是這款產(chǎn)品成為銷量冠軍的原因。5.測溫精確度

一般紅外熱像儀的測溫精度都是:精度±2℃可能讀數(shù)的±２％。所以基本上沒有什么可選的。6.自動搜錄最高、最低、平均溫以及高低溫聲音、顏色報警

這部分在實際使用中會非常有用。不少中高端機型都有這功能，如RNOＩR-160P，F(xiàn)ＬＵKＥＴI125等。7.是否具有可以移動測溫點和測溫區(qū)域?

這是紅外熱像儀第四個非常重要的指標(biāo)。很多紅外熱像儀都沒有這功能，只具有中心點測溫的功能.這種紅外熱像儀無法自動跟蹤最高的溫度點,如果鏡頭沒有對準(zhǔn)最高測溫點，就無法正確捕捉到問題點。所以是否具有可移動測溫點和測溫區(qū)域非常重要。?

一般40０0美金以下的產(chǎn)品都是中心區(qū)域點測溫,并且沒有高溫報警，等溫線和區(qū)域框整體測溫。比如FLIRI3，I5,FＬUKE的ＴＩS,TI100，TI10,TI110等。有等溫線和區(qū)域框以及報警的最低售價都在400０美金以上，比如FLＩR的I7，F(xiàn)LUKE的TI1２5。等.具有移動測溫點和測溫區(qū)域的以及高低溫報警的機型，一般售價都在10000美金以上。唯一一款具有此功能低于500０美金的機型,還是RNO的IR—160P。

四、熱像儀品牌

紅外熱像儀作為最先進的高科技產(chǎn)品，在參數(shù)指標(biāo)一樣的情況下,不同品牌實際使用過程中效果差距很大。建議選擇知名品牌的紅外熱像儀。全球三大熱像儀品牌是：ＲNO、ＦLIR和FLUＫＥ。1.美國RNO紅外熱像儀

RNO是歷史最為悠久的紅外熱像儀品牌,也是目前全球第一大紅外熱像儀品牌，總部設(shè)在美國芝加哥，在美國,日本,俄羅斯，中國都有生產(chǎn)基地，產(chǎn)品線主要集中在中高端紅外熱像儀。其最為知名的型號是ＲNOＰＣ—1６０,這款產(chǎn)品分辨率為160x１20,兩個測溫區(qū)－２0℃—120℃，0℃-６00℃可選,50／60HZ超高幀頻，具有可移動測溫點和測溫區(qū)，售價不到500０美金，連續(xù)五年全球紅外熱像儀銷量冠軍,PC-160就占據(jù)了全球40％左右的紅外熱像儀的市場份額.繼PC—160之后,新一代的IＲ—16０P逐漸成為新一代的全球熱成像儀銷量冠軍。上圖就是這款ＲNOＩＲ－１6０P紅外熱像儀。

RNＯIR—1６0P紅外熱像儀的探測器分辯率仍為160x120,測溫范圍－２0℃—650℃,分為兩個可選溫度范圍－20℃－3５0℃和100℃-650℃，5０/60ＨZ超高幀頻，具有4個可移動測溫點和3個可變測溫區(qū)，可探測最高最低平均和等溫溫度,帶13０萬可見光拍照鏡頭,具備視屏信號輸出和ＵSB數(shù)據(jù)傳輸。IR-160P相對PC—160來說，不少地方都得到提升，其售價亦是不到５０0０美金。IＲ—１60P銷量急劇增長，目前已占據(jù)全球３5%左右的紅外熱像儀的市場份額，成為新一代的全球熱成像儀銷量冠軍。2.美國FＬIR紅外熱像儀

美國知名的紅外熱像儀品牌，產(chǎn)品主要集中在10萬像素以下的低端紅外熱像儀市場，其最為知名的產(chǎn)品為ＦLIRE4紅外熱像儀，分辨率為80ｘ60，一個測溫區(qū)—２0—25０℃，9HZ幀頻，測溫方式為中心測溫，無移動撲捉測溫點和測溫區(qū)功能。這是一款人門級的紅外熱像儀，性能上較已停產(chǎn)的i3有所提高，售價不到２000美金,取代了上一代的ｉ3成為了全球紅外熱像儀的銷量亞軍.

３.美國FＬUＫE紅外熱像儀

這是美國另外一家知名的紅外熱像儀品牌，以生產(chǎn)中低端紅外熱像儀為主，其知名的型號是FLUKEＴＩ100紅外熱像儀，分辨率為16０x120，一個測溫區(qū)—20-25０℃，9HZ幀頻，測溫方式為中心測溫，無移動撲捉測溫點和測溫區(qū)功能。這也是一款人門級的紅外熱像儀,性能雖然很差，但是售價不到３00０美金，低售價讓他繼續(xù)成為全球紅外熱像儀的銷量季軍。?五、熱像儀注意事項

紅外熱像儀是采用紅外熱像技術(shù),通過一系列的光電轉(zhuǎn)換、信號處理等操作將目標(biāo)物的溫度轉(zhuǎn)換成視頻圖像的設(shè)備。紅外熱像儀的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，但在環(huán)境選擇上,還是有一定的需要注意的地方。1．確定測溫范圍測溫范圍是熱像儀最重要的一個性能指標(biāo).每種型號的熱像儀都有自己特定的測溫范圍.因此，用戶的被測溫度范圍一定要考慮準(zhǔn)確、周全,既不要過窄，也不要過寬.根據(jù)黑體輻射定律，在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化，因此,用戶只需要購買在自己測量溫度內(nèi)的紅外熱像儀。但是測溫范圍高一些的熱像儀使用范圍會更大些。2.確定目標(biāo)尺寸

紅外熱像儀根據(jù)原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀(輻射比色測溫儀)。對于單色測溫儀,在進行測溫時，被測目標(biāo)面積應(yīng)充滿熱像儀視場.建議被測目標(biāo)尺寸超過視場大小的5０%為好。如果目標(biāo)尺寸小于視場,背景輻射能量就會進入熱像儀的視聲符支干擾測溫讀數(shù)，造成誤差。相反，如果目標(biāo)大于熱像儀的視場，熱像儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響.3.確定光學(xué)分辨率

光學(xué)分辨率由D與Ｓ之比確定，是熱像儀到目標(biāo)之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如果測溫儀由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠(yuǎn)離目標(biāo)之處,而又要測量小的目標(biāo),就應(yīng)選擇高光學(xué)分辨率的熱像儀。光學(xué)分辨率越高，即增大D：S比值,熱像儀的成本也越高.確定波長范圍：目標(biāo)材料的發(fā)射率和表面特性決定熱像儀的光譜響應(yīng)或波長.對于高反射率合金材料,有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū)，測量金屬材料的最佳波長是近紅外,可選用０.18-1。0μｍ波長。其他溫區(qū)可選用1。6μｍ、2.2μm和３.9μm波長。由于有些材料在一定波長是透明的,紅外能量會穿透這些材料，對這種材料應(yīng)選擇特殊的波長。如測量玻璃內(nèi)部溫度選用1.0μm、2．2μm和3．9μｍ（被測玻璃要很厚,否則會透過）波長；測量玻璃內(nèi)部溫度選用5。0μｍ波長;測低溫區(qū)選用8-14μm波長為宜；再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長,聚酯類選用4。3μm或7．9μm波長。厚度超過0．４mｍ選用8-１４μm波長;又如測火焰中的CＯ2用窄帶4.24—4.3μｍ波長,測火焰中的CＯ用窄帶4。64μｍ波長，測量火焰中的NO2用4．47μm波長。4．確定響應(yīng)時間

響應(yīng)時間表示紅外熱像儀對被測溫度變化的反應(yīng)速度,定義為到達最后讀數(shù)的９5%能量所需要時間，它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數(shù)有關(guān)?，F(xiàn)在的紅外熱像儀的反映速度都很快。這要比接觸式測溫方法快得多。如果目標(biāo)的運動速度很快或測量快速加熱的目標(biāo)時,要選用快速響應(yīng)紅外熱像儀，否則達不到足夠的信號響應(yīng),會降低測量精度。然而，并不是所有應(yīng)用都要求快速響應(yīng)的紅外熱像儀。對于靜止的或目標(biāo)熱過程存在熱慣性時，紅外熱像儀的響應(yīng)時間就可以放寬要求了。因此,紅外熱像儀響應(yīng)時間的選擇要和被測目標(biāo)的情況相適應(yīng).5．環(huán)境條件考慮

熱像儀所處的環(huán)境條件對測量結(jié)果有很大影響，應(yīng)加以考慮并適當(dāng)解決，否則會影響測溫精度甚至引起熱像儀的損壞。當(dāng)環(huán)境溫度過高、存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護套、水冷卻、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護熱像儀，實現(xiàn)準(zhǔn)確測溫。在確定附件時,應(yīng)盡可能要求標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，以降低安裝成本。在密封的或危險的材料應(yīng)用中（如容器或真空箱），熱像儀通過窗口進行觀測。材料必須有足夠的強度并能通過所用測溫儀的工作波長范圍.還要確定操作工是否也需要通過窗口進行觀察，因此要選擇合適的安裝位置和窗口材料，避免相互影響。在低溫測量應(yīng)用中，通常用Ge或Si材料作為窗口，不透可見光，人眼不能通過窗口觀察目標(biāo)。如操作員需要通過窗口目標(biāo),應(yīng)采用既透紅外輻射又透過可見光的光學(xué)材料，如應(yīng)采用既透紅外輻射又透過可見光的光學(xué)材料,如ＺnSe或BaＦ2等作為窗口材料。6．簡易操作

紅外熱像儀應(yīng)該是直觀的,操作簡單,易于被操作人員使用，其中便攜式紅外熱像儀是一種集測溫和顯示輸出為一體的小型、輕便、由人攜帶進行測溫的儀器，在顯示面板上可顯示溫度和輸出各種溫度信息，有的可通過遙控或通過計算機軟件程序操作。在環(huán)境條件惡劣復(fù)雜的情況下，可以