紅外熱像儀適用于*所有企業(yè)的非接觸式測溫項(xiàng)目。點(diǎn)溫儀是工業(yè)應(yīng)用中另一款廣泛使用的非接觸式測溫工具，其工作原理與熱像儀相同：通過檢測紅外輻射，然后將其轉(zhuǎn)化為溫度讀數(shù)。然而,，與點(diǎn)溫儀相比，紅外熱像儀具有以下幾大優(yōu)勢(shì)： 

●點(diǎn)溫儀只顯示數(shù)字,，紅外熱像儀可生成圖像,。 

●點(diǎn)溫儀只可讀取單個(gè)點(diǎn)的溫度，紅外熱像儀顯示熱圖像中所有像素點(diǎn)的溫度讀數(shù),。 

●由于配備有*光學(xué)鏡頭,，紅外熱像儀能在更遠(yuǎn)距離處檢測溫度，有助于檢查大面積區(qū)域,。

點(diǎn)溫儀通常又稱為點(diǎn)溫木倉或紅外測溫儀,。因其工作原理與紅外測溫儀相同，所以,，可認(rèn)為是只有一個(gè)像素點(diǎn)的紅外熱像儀,。此工具可以完成多項(xiàng)任務(wù)，但由于只能測量單個(gè)點(diǎn)的溫度,，操作人員會(huì)錯(cuò)失很多關(guān)鍵信息,，無法注意某些即將發(fā)生故障，且亟需修理的高溫關(guān)鍵組件,。 

同時(shí)使用成千上萬個(gè)點(diǎn)溫儀 

類似點(diǎn)溫儀,，紅外熱像儀同樣能提供非接觸式溫度讀數(shù)。不同之處在于,，熱像儀一次能同時(shí)顯示成千上萬個(gè)溫度讀數(shù),，每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)溫度讀數(shù)。 

一部紅外熱像儀相當(dāng)于成千上萬臺(tái)點(diǎn)溫儀,。 

FLIR E40sc紅外熱像儀分辨率為160 x 120像素,，一次能讀取19200個(gè)溫度讀數(shù)，F(xiàn)LIR T1050sc,，作為工業(yè)研發(fā)/科學(xué)應(yīng)用的一款熱像儀,，其分辨率為1024 x 768，一次性可獲得786,432個(gè)溫度讀數(shù),。 

既省時(shí)又能探測熱量 

熱像儀不僅能測量成千上萬個(gè)點(diǎn)的溫度,，而且能將溫度讀數(shù)轉(zhuǎn)化為熱圖像。生成的熱圖像可全面反映待檢設(shè)備的整體狀況,，操作人員可立即發(fā)現(xiàn)點(diǎn)溫儀不易發(fā)現(xiàn)的細(xì)微熱點(diǎn)。 

此外，熱像儀還能節(jié)省大量時(shí)間,，畢竟使用點(diǎn)溫儀測量安裝有大批組件的大面積區(qū)域費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,，因?yàn)樾枰獑为?dú)掃描每個(gè)部件。 

熱像儀可用于檢查印刷線路板的散熱問題,，完成質(zhì)檢或檢查汽車行業(yè)的熱效應(yīng),，或者在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行失誤分析。

為使用點(diǎn)溫儀測量物體的溫度,，目標(biāo)物體需要*覆蓋光斑點(diǎn),。這限制了測溫的距離。 

與點(diǎn)溫儀相比,，紅外熱像儀的另一優(yōu)勢(shì)在于：能夠在更遠(yuǎn)距離處測量物體的溫度,。能夠測量給定尺寸目標(biāo)的距離稱之為“距離系數(shù)比”(D:S)或“光斑比”(SSR)。但是這一比值來自何處,，又代表何種含義,？ 

點(diǎn)溫儀的光斑尺寸是指設(shè)備能夠測量物體的zui小區(qū)域。這表示待測溫的物體（又稱“目標(biāo)”）需要覆蓋整個(gè)光斑點(diǎn),。目標(biāo)發(fā)射的紅外輻射通過點(diǎn)溫儀的光學(xué)鏡頭,，投射到探測器上。如果目標(biāo)小于光斑點(diǎn),，探測器可能會(huì)檢測到目標(biāo)物體周圍的輻射,。此時(shí)，點(diǎn)溫儀讀取的不單是目標(biāo)的溫度,，而是目標(biāo)與其周圍環(huán)境的綜合溫度,。 

根據(jù)光學(xué)鏡頭的屬性，點(diǎn)溫儀離測量目標(biāo)越遠(yuǎn),，光斑點(diǎn)會(huì)越大,。同理，目標(biāo)越小,，為了測量其溫度,，點(diǎn)溫儀應(yīng)越靠近測量目標(biāo)。因此,，注意光斑大小至關(guān)重要,，確保測量點(diǎn)離目標(biāo)足夠近，以覆蓋整個(gè)光斑,，如果能再稍近一點(diǎn),，形成一定的安全邊界，效果會(huì)更佳,。

例如,，如果點(diǎn)溫儀的SSR為1:30，表示直徑為1cm光斑的溫度可在30cm距離處進(jìn)行測量。直徑為4cm光斑的溫度可在120cm處測量(1.2m),。大多數(shù)點(diǎn)溫儀的SSR介于1:5至1:50之間,，換言之，大多數(shù)點(diǎn)溫儀可于5-50cm處測量直徑為1cm目標(biāo)的溫度,。 

紅外熱像儀與點(diǎn)溫儀相似,，其紅外輻射被投射至探測器矩陣上，圖像上的每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)溫值,。熱像儀生產(chǎn)商在描述其產(chǎn)品空間分辨率時(shí),，通常不會(huì)明確指出SSR值，而是使用空間分辨率(IFOV),。IFOV是指熱像儀探測器陣列單個(gè)像元的視場角,。 

理論上，IFOV直接確定了熱像儀的光斑比,。由目標(biāo)發(fā)射的紅外輻射經(jīng)過光學(xué)鏡頭,，然后投射至探測器時(shí)，所投射的紅外輻射至少應(yīng)*覆蓋一個(gè)探測器的像元,，其對(duì)應(yīng)熱圖像的一個(gè)像素點(diǎn),。因此，理論而言,，覆蓋熱圖像的一個(gè)像素點(diǎn)應(yīng)足以確保正確的測溫值,。 

IFOV通常以毫弧度表示（1弧度的千分之一）?；《缺硎净￠L與半徑之比,。1弧度在數(shù)學(xué)意義上表示圓弧長度等于圓的半徑時(shí)形成的角度。由于圓的周長C=2πr(r為半徑),，1弧度等于圓周的1/(2π),，或近似57.296°，即1毫弧度0.057°,。 

使用熱像儀測量某個(gè)目標(biāo)的溫度時(shí),，我們假定與目標(biāo)的距離等于圓的半徑，同時(shí)設(shè)想目標(biāo)相當(dāng)平整,，由于單個(gè)探測器像元的視角較小,，可以假定，角度的正切值近似等于其弧度值,。

在理想情況下,，投射目標(biāo)至少應(yīng)覆蓋一個(gè)像素點(diǎn)。為了確保讀數(shù),，解釋投射時(shí)的光色散,，建議覆蓋面積略大的區(qū)域,。 

在此公式中，光斑尺寸與目標(biāo)尺寸的單位以厘米(cm)表示,，IFOV以毫弧度(mrad)表示,。當(dāng)距離為100cm，IFOV為1 mrad時(shí),，光斑尺寸為0.1 cm。如果0.1 cm的光斑尺寸可在100cm處測得,，那么1 cm的光斑尺寸可在1000cm處測得,，表示：距離系數(shù)比為1:1000。 

如果我們將上述計(jì)算代入公式,，將SSR表示為1:X的形式,，用1表示光斑尺寸，X代表距離,，那么,，關(guān)于X的公式如下

式中IFOV以毫弧度(mrad)表示。 

理想與實(shí)際光學(xué)鏡頭 

使用上述公式可計(jì)算IFOV為1.4 mrad的熱像儀,，理論SSR為1:714,，因此，理論上可在7m距離處測量直徑為1 cm的物體,。將紅外輻射投射至探測器的鏡頭會(huì)導(dǎo)致色散與其它光學(xué)反?，F(xiàn)象，無法確保目標(biāo)能投射到單個(gè)探測器像元上,。 

投射的紅外輻射同樣也有可能來自鄰近的探測器像元,。換言之：目標(biāo)周圍的表面溫度可能會(huì)影響溫度讀數(shù)。 

如點(diǎn)溫儀一樣,，目標(biāo)不僅應(yīng)*覆蓋光斑點(diǎn),，而且還應(yīng)覆蓋光斑點(diǎn)附近的安全邊界，當(dāng)使用紅外探測器熱像儀測量溫度時(shí),，建議使用安全邊界,。安全邊界由測量視場角(MFOV)獲得。MFOV描述了熱像儀的真實(shí)測量光斑尺寸,，換言之,，即：獲取正確讀數(shù)的zui小測量區(qū)域。 

MFOV通常由許多IFOV表示（單個(gè)像素點(diǎn)的視場角）,。紅外探測器熱像儀的常用慣例是：考慮到光學(xué)反?，F(xiàn)象，目標(biāo)至少需覆蓋3倍IFOV的區(qū)域,。這表示：在一幅熱圖像中,，目標(biāo)不僅要覆蓋一個(gè)像素點(diǎn),，而且還應(yīng)覆蓋其周圍的像素點(diǎn)，在理想條件下,，像素點(diǎn)應(yīng)該足以完成測量需求,。 

使用本慣例時(shí)，確定光斑比的公式可考慮真實(shí)光學(xué)鏡頭的系數(shù),。為更接近真實(shí)值,，可以使用3 倍IFOV，而不是1倍 IFOV,，其公式如下：

式中IFOV以毫弧度(mrad)表示,。 

基于這一公式，IFOV為1.4mrad的熱像儀SSR為1:238,，表示可在2.4m處測量直徑為1 cm的物體,。由于存在安全邊界，理論值可能趨于保守,。真實(shí)的SSR可能會(huì)更高,，但是使用這些保守的SSR值，可確保溫度讀數(shù)的精度,。

源自物體的紅外能(A)經(jīng)過光學(xué)鏡頭(B)聚焦,，投射至紅外探測器(C)上。探測器將信息發(fā)送至傳感器電子元件(D)上,，用作圖像處理,。電子元件將源自探測器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化可以在取景器、標(biāo)準(zhǔn)視頻顯示器或LCD顯示屏上讀取的圖像(E),。 

點(diǎn)溫儀的SSR值通常介于1:5至1:50之間,。大多數(shù)實(shí)惠型號(hào)的SSR值介于1:5至1:10之間，功能越*,，價(jià)格越高,，SSR值z(mì)ui高可為1:40或甚至1:50。注意：提到光學(xué)鏡頭時(shí),，點(diǎn)溫儀與紅外熱像儀存在相同的問題,。在比較點(diǎn)溫儀的技術(shù)規(guī)格時(shí)，必須清楚SSR值是指理論值,，還是對(duì)鏡頭的補(bǔ)償值,。 

在遠(yuǎn)距離處檢測溫度 

即便是考慮到了理想與實(shí)際光學(xué)鏡頭的系數(shù)，在測量距離上,，熱像儀與點(diǎn)溫儀也存在相當(dāng)大的差異,。當(dāng)測量目標(biāo)為1 cm時(shí)，大多數(shù)點(diǎn)溫儀的距離為10-50 cm,，很難再高于這一范圍,。

特寫與顯微鏡頭可拍攝詳細(xì)的圖像細(xì)節(jié),，便于測量微小的熱點(diǎn)。對(duì)于點(diǎn)溫儀而言,，這是困難的,。zui上端的圖像采用4倍特寫鏡頭拍攝，底端的圖像采用15μm鏡頭拍攝,。 

對(duì)于同樣尺寸的目標(biāo),，熱像儀可在數(shù)米遠(yuǎn)的距離測量其目標(biāo)。即便IFOV為2.72 mrad的FLIR E40紅外熱像儀仍能在120cm處的距離測量測量尺寸為1 cm的溫度點(diǎn),。FLIR T1050sc作為FLIR的一款工業(yè)應(yīng)用紅外熱像儀,，采用標(biāo)準(zhǔn)的28°鏡頭，可在7m距離處測量同樣尺寸大小的目標(biāo),。 

使用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭可對(duì)這些值進(jìn)行計(jì)算。許多熱像儀均配有可更換鏡頭,。當(dāng)使用不同的鏡頭時(shí),，IFOV也會(huì)隨之改變，反過來會(huì)影響光斑比,。對(duì)于FLIR T1050sc紅外熱像儀,，F(xiàn)LIR不僅提供28°標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，還提供12°遠(yuǎn)焦鏡頭,。配備專門為遠(yuǎn)距離觀察設(shè)計(jì)的鏡頭后,，其光斑比會(huì)更大。若安裝12°的遠(yuǎn)焦鏡頭,，F(xiàn)LIR T1050sc紅外熱像儀的IFOV為0.20毫弧度,，利用這一鏡頭，同一臺(tái)熱像儀可在17m距離處測量相同大小尺寸的目標(biāo),。 

判斷是否需要進(jìn)一步靠近目標(biāo) 

以SSR值來看,，紅外熱像儀的性能明顯高于點(diǎn)溫儀，但是SSR值僅指能夠測量溫度的距離,。在實(shí)際檢測中,，熱點(diǎn)并非需要的溫度讀數(shù)。在熱圖像中,，即便目標(biāo)只覆蓋一個(gè)像素點(diǎn)時(shí),，熱點(diǎn)仍舊清晰可辨。溫度讀數(shù)可能并非,，但能用于檢測到熱點(diǎn),，操作人員可進(jìn)一步靠近目標(biāo)，確保目標(biāo)在熱圖像中能覆蓋更多的像素點(diǎn),，保證溫度讀數(shù)準(zhǔn)確無誤,。 

在測量微小目標(biāo)時(shí),，點(diǎn)溫儀也面臨著巨大挑戰(zhàn)。這項(xiàng)功能在電子元件檢測中變得日趨重要,。由于設(shè)備的處理速度持續(xù)加快,，而且需要安裝在更小體積的空間內(nèi)，尋找散熱和識(shí)別熱點(diǎn)的方法是一項(xiàng)非常實(shí)際的問題,。點(diǎn)溫儀能有效檢測和測量溫度,，但是其光斑尺寸太大。然而,，配備有特寫鏡頭的熱像儀每像素光斑尺寸的焦距可調(diào)低至5μm,，便于工程師和技術(shù)員對(duì)細(xì)微的目標(biāo)進(jìn)行測量。 

消除猜測,、眼見為實(shí) 

點(diǎn)溫儀只能顯示一個(gè)讀數(shù),，且讀數(shù)可能并不，容易讓人產(chǎn)生猜測,。紅外熱像儀能顯示熱量,，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)溫度測量，而且還能顯示溫度分布的瞬態(tài)圖像,?？梢姽庑畔⑴c溫度測量的結(jié)合有助于快速、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn),。即刻升級(jí)為FLIR Systems的紅外熱像儀,，以更快速、更便捷的方式發(fā)現(xiàn)問題,，以消除各種因不確定性而產(chǎn)生的猜測,。(end)