找準(zhǔn)紅外熱像儀的距離系數(shù)比,才能獲得清晰的熱圖像!
距離目標(biāo)多遠(yuǎn),紅外熱像儀仍能測(cè)溫?答案取決于諸多因素,但需要謹(jǐn)記:想要借助熱像儀看到目標(biāo),并不一定意味著您的距離越近,獲得目標(biāo)的測(cè)量值越。類如醫(yī)院的視力檢查,當(dāng)您坐在檢查室里看視力表時(shí),您或許能看清字母zui小的那一行,但如果距離再遠(yuǎn)一點(diǎn),您還能看得清嗎(即“測(cè)量”它們)?
為了確定能夠測(cè)量的zuida距離,您需要了解紅外熱像儀的光斑尺寸比(SSR),也稱作距離系數(shù)比(D:S比),能夠決定您距離特定尺寸(光斑尺寸)的目標(biāo)有多遠(yuǎn)(測(cè)量距離),仍能測(cè)量目標(biāo)溫度。
紅外熱像儀的光斑尺寸比保持恒定
公式:SSR = 距離/光斑尺寸
SSR為36:1的熱像儀能在距離被測(cè)物36英尺(約11米)處測(cè)量直徑1英尺(約0.3米)的目標(biāo),或距離被測(cè)物36米處測(cè)量直徑1米的目標(biāo),或距離144米處測(cè)量直徑4米的目標(biāo)。需要注意的是,距離系數(shù)比保持恒定。
當(dāng)您離待測(cè)目標(biāo)越來(lái)越遠(yuǎn),就會(huì)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量溫度
計(jì)算紅外熱像儀的光斑尺寸比
假設(shè)需要在距離120英寸(約36.5米)處用FLIR E8紅外熱像儀對(duì)直徑1英寸(約0.3米)的待測(cè)目標(biāo)進(jìn)行的溫度測(cè)量。如何確定您的熱像儀能否做到這一點(diǎn),換句話說(shuō),如何確定您的熱像儀的SSR是否大于120:1?
首先,您需要知道熱像儀的瞬時(shí)視場(chǎng)角(IFOV)參數(shù)。
紅外熱像儀的視場(chǎng)角
視場(chǎng)角(FOV)基本上就是您在熱像儀屏幕上能看到的范圍,而IFOV是單一像素的角度投影。每個(gè)像素能夠覆蓋的區(qū)域大小取決于待測(cè)目標(biāo)的距離:離目標(biāo)越近,每個(gè)像素覆蓋的區(qū)域越小。
IFOV即“距離系數(shù)比”中的“尺寸”。
IFOV是探測(cè)器的單一像素在紅外圖像中的角度投影,對(duì)于給定的鏡頭,每個(gè)像素能夠覆蓋的區(qū)域大小取決于待測(cè)目標(biāo)的距離。
紅外熱像儀的光斑尺寸比舉例計(jì)算
您可以利用熱像儀的視場(chǎng)角和分辨率計(jì)算IFOV,也可以在線瀏覽,F(xiàn)LIR為每臺(tái)熱像儀創(chuàng)建了一個(gè)視場(chǎng)角計(jì)算器,讓您省去大部分計(jì)算。若要訪問計(jì)算器,點(diǎn)擊FLIR熱像儀系列名稱,查看有關(guān)系列中全部熱像儀的清單。點(diǎn)擊您所使用的紅外熱像儀旁的“FOV calc.”,快速查找任意給定距離(單位為英尺或米)的IFOV(單位為英寸或毫米)。
如果使用FLIR E8紅外熱像儀的視場(chǎng)角計(jì)算器,輸入10英尺(120英寸/3米),得到的IFOV為0.31英寸(約7.8毫米),該數(shù)值為單一像素(1×1)的可測(cè)量尺寸。通過將這些數(shù)值代入S公式:SSR = 距離/光斑尺寸。
我們得到的距離系數(shù)比為120:0.31。簡(jiǎn)而言之,0.31英寸大約為1英寸的1/3,因此該計(jì)算結(jié)果得出的結(jié)論就是:該熱像儀能夠在120英寸(3米)遠(yuǎn)的距離測(cè)量1/3英寸(約7.8毫米)的物體。
但這并不是完全正確的,該單一像素測(cè)量值被稱為“光斑尺寸比理論值”。盡管該數(shù)值真實(shí)準(zhǔn)確,但會(huì)令人誤解,因?yàn)樗囟ㄟ_(dá)不到更高度。
紅外熱像儀的光斑尺寸比:理論≠實(shí)際
光斑尺寸比理論值僅能反映單一像素內(nèi)非常小范圍的溫度,但是單一像素測(cè)量值可能不準(zhǔn)確的原因有很多:
● 紅外熱像儀會(huì)產(chǎn)生壞像元;
● 物體反射:鏡頭劃傷或太陽(yáng)光反射會(huì)造成錯(cuò)誤的正讀值或錯(cuò)誤的高讀數(shù);
● 物體溫度較高:例如螺栓頭,可能與單一像素寬度相近,但像素是正方形的,而螺栓頭是六角形的;
● 沒有完美的光學(xué)組件:光學(xué)系統(tǒng)中通常會(huì)存在一些失真影響測(cè)量值。
在實(shí)際情況下,為了獲得zui的溫度測(cè)量值,您的確需要盡可能多地獲取待測(cè)目標(biāo)的像素。一兩個(gè)像素可能足以定性地確定溫差的存在,但它可能無(wú)法反映整個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)的平均溫度。我們建議確保用至少3×3像素的面積,覆蓋待測(cè)物體數(shù)值所在的熱區(qū)。
為了計(jì)算3×3像素的SSR,只需將您的IFOV乘以3,得出3×3像素而不是1×1。此數(shù)值會(huì)更加。如果將之前的IFOV(0.31英寸)乘以3,會(huì)得到:0.31×3=0.93英寸,zui終得出的SSR為120:0.93,這意味著您能從120英寸(3米)處測(cè)量尺寸將近1英寸的目標(biāo)。
在理想情況下,投影目標(biāo)應(yīng)至少覆蓋一個(gè)像素,為了確保讀數(shù)的性,建議擴(kuò)大所覆蓋的區(qū)域,以補(bǔ)償投影中的光色散
zui后,光斑尺寸比確實(shí)很重要,因?yàn)樗軌驇椭私饧t外熱像儀是否能夠在需要的距離處地測(cè)量溫度。如果需要對(duì)較小的目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量,那么了解紅外熱像儀的光斑尺寸比以及您是否位于測(cè)量范圍內(nèi)至關(guān)重要。
紅外熱像儀的分辨率越高,您能在更遠(yuǎn)的距離處獲取待測(cè)目標(biāo)足夠多像素的可能性也就越高。數(shù)字變焦并不能提高測(cè)量度,更高的分辨率或較窄的視場(chǎng)角才是關(guān)鍵所在。如果您正計(jì)劃進(jìn)行紅外熱成像調(diào)查,請(qǐng)考慮您是否能在保證安全的前提下足夠接近待測(cè)目標(biāo)以獲取讀數(shù)??傊?,沒有數(shù)據(jù)勝過基于不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作出錯(cuò)誤的結(jié)論!
本文轉(zhuǎn)自flir微信公眾號(hào)!