紅外熱像儀適用于*所有企業(yè)的非接觸式測溫項目,。點溫儀是工業(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,，與點溫儀相比,，紅外熱像儀具有以下幾大優(yōu)勢： 

●點溫儀只顯示數(shù)字，紅外熱像儀可生成圖像,。 

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

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

點溫儀通常又稱為點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,，可認為是只有一個像素點的紅外熱像儀。此工具可以完成多項任務(wù),，但由于只能測量單個點的溫度,，操作人員會錯失很多關(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,。 

同時使用成千上萬個點溫儀 

類似點溫儀，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,，熱像儀一次能同時顯示成千上萬個溫度讀數(shù)，每個像素點對應(yīng)一個溫度讀數(shù),。 

一部紅外熱像儀相當(dāng)于成千上萬臺點溫儀,。 

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個溫度讀數(shù),。 

既省時又能探測熱量 

熱像儀不僅能測量成千上萬個點的溫度，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)點溫儀不易發(fā)現(xiàn)的細微熱點。 

此外,，熱像儀還能節(jié)省大量時間,，畢竟使用點溫儀測量安裝有大批組件的大面積區(qū)域費時又費力,，因為需要單獨掃描每個部件,。 

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),，或者在實驗室進行失誤分析,。

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

與點溫儀相比，紅外熱像儀的另一優(yōu)勢在于：能夠在更遠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)”）需要覆蓋整個光斑點,。目標(biāo)發(fā)射的紅外輻射通過點溫儀的光學(xué)鏡頭，投射到探測器上,。如果目標(biāo)小于光斑點,，探測器可能會檢測到目標(biāo)物體周圍的輻射。此時,，點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,，點溫儀離測量目標(biāo)越遠,，光斑點會越大。同理,，目標(biāo)越小,，為了測量其溫度，點溫儀應(yīng)越靠近測量目標(biāo),。因此,，注意光斑大小至關(guān)重要，確保測量點離目標(biāo)足夠近,，以覆蓋整個光斑,，如果能再稍近一點，形成一定的安全邊界,，效果會更佳,。

例如，如果點溫儀的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)點溫儀的SSR介于1:5至1:50之間,，換言之,，大多數(shù)點溫儀可于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,，圖像上的每個像素點對應(yīng)一個溫值。熱像儀生產(chǎn)商在描述其產(chǎn)品空間分辨率時,，通常不會明確指出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,，所投射的紅外輻射至少應(yīng)*覆蓋一個探測器的像元,，其對應(yīng)熱圖像的一個像素點。因此,，理論而言,，覆蓋熱圖像的一個像素點應(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目標(biāo)的溫度時，我們假定與目標(biāo)的距離等于圓的半徑,，同時設(shè)想目標(biāo)相當(dāng)平整,，由于單個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)覆蓋一個像素點,。為了確保讀數(shù),，解釋投射時的光色散，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，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,。 

理想與實際光學(xué)鏡頭 

使用上述公式可計算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導(dǎo)致色散與其它光學(xué)反常現(xiàn)象,，無法確保目標(biāo)能投射到單個探測器像元上,。 

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影響溫度讀數(shù),。 

如點溫儀一樣,，目標(biāo)不僅應(yīng)*覆蓋光斑點，而且還應(yīng)覆蓋光斑點附近的安全邊界,，當(dāng)使用紅外探測器熱像儀測量溫度時,，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（單個像素點的視場角）,。紅外探測器熱像儀的常用慣例是：考慮到光學(xué)反常現(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)不僅要覆蓋一個像素點,，而且還應(yīng)覆蓋其周圍的像素點,，在理想條件下，像素點應(yīng)該足以完成測量需求,。 

使用本慣例時,，確定光斑比的公式可考慮真實光學(xué)鏡頭的系數(shù)。為更接近真實值,，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,。真實的SSR可能會更高，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),。 

點溫儀的SSR值通常介于1:5至1:50之間。大多數(shù)實惠型號的SSR值介于1:5至1:10之間,，功能越*,，價格越高，SSR值zui高可為1:40或甚至1:50,。注意：提到光學(xué)鏡頭時,，點溫儀與紅外熱像儀存在相同的問題。在比較點溫儀的技術(shù)規(guī)格時,，必須清楚SSR值是指理論值,，還是對鏡頭的補償值。 

在遠距離處檢測溫度 

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

特寫與顯微鏡頭可拍攝詳細的圖像細節(jié),，便于測量微小的熱點,。對于點溫儀而言，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。 

對于同樣尺寸的目標(biāo),，熱像儀可在數(shù)米遠的距離測量其目標(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。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)鏡頭可對這些值進行計算。許多熱像儀均配有可更換鏡頭,。當(dāng)使用不同的鏡頭時,，IFOV也會隨之改變,，反過來會影響光斑比,。對于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°遠焦鏡頭,。配備專門為遠距離觀察設(shè)計的鏡頭后，其光斑比會更大,。若安裝12°的遠焦鏡頭,，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溫儀,，但是SSR值僅指能夠測量溫度的距離,。在實際檢測中，熱點并非需要的溫度讀數(shù),。在熱圖像中,，即便目標(biāo)只覆蓋一個像素點時，熱點仍舊清晰可辨,。溫度讀數(shù)可能并非,，但能用于檢測到熱點，操作人員可進一步靠近目標(biāo),，確保目標(biāo)在熱圖像中能覆蓋更多的像素點,，保證溫度讀數(shù)準(zhǔn)確無誤。 

在測量微小目標(biāo)時,，點溫儀也面臨著巨大挑戰(zhàn),。這項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),，尋找散熱和識別熱點的方法是一項非常實際的問題。點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)員對細微的目標(biāo)進行測量,。 

消除猜測,、眼見為實 

點溫儀只能顯示一個讀數(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,。可見光信息與溫度測量的結(jié)合有助于快速,、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障點,。即刻升級為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)