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影響紅外熱像儀測量距離都有哪些因素

更新時間:2020-06-08 點擊量:2616
   紅外熱像儀是用來探測溫度和紅外輻射能量的設備。工作原理是利用光學成像物鏡(可以理解為鏡頭,不過這個鏡頭與咱手機的鏡頭不一樣,是專門的熱成像鏡頭)和紅外探測器接收需要探測物體的紅外輻射能量分布,并將所接受的紅外輻射能量分布反映到紅外探測器的光敏元件上,獲得紅外熱像圖,熱像圖上不同的顏色代表不同的溫度。通俗的講就是將物體發(fā)出的肉眼不可見紅外能量轉變?yōu)槿庋劭梢姷臒嵯駡D。通過熱像圖,我們能夠看到被測物體上的溫度分布情況,什么地方溫度高、什么地方溫度低,立馬就能看的出來。今天我來給大家講解下影響紅外熱像儀測量距離都有哪些因素!
  1、 鏡頭焦距
  決定熱像儀的探測距離的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(tǒng)所能分辨的小角度,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(shù)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,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45μm,配30mm焦距鏡頭,則空間分辨率IFOV為1.5mrad。觀察1公里遠的大小為4.5m的目標,則目標所張開的角度為4.5mrad,目標所成的像占用4.5/1.5=3個像素。
  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(shù)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,其探測距離越大。探測器的熱靈敏度和信號處理決定了圖像的清晰度。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。
  3、大氣環(huán)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(huán)境,從而影響到了熱像儀的探測距離。
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