‧ 紅外熱像儀採購細節大剖析

來源:百度 3S Market 匯集整理

紅外熱像儀操作簡單，並與測控系統一起連用，在連接電腦上面實現視覺化的圖像生成，已經被應用在產品品質控制和監測、設備線上故障診斷、安全保護以及節約能源等多個領域。近二十年來，隨著紅外測量技術的發展，利用紅外測量原理的紅外熱像儀在技術上也得到了迅速發展，具體表現雜性能在不斷提高，適用範圍也在不斷擴大。近年來，紅外熱像儀市場佔有率逐年增長。比起接觸式測溫方法，紅外熱像儀有著回應時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優點。

測溫精確度

確定測溫範圍：測溫範圍是紅外熱像儀一個重要的性能指標。每種型號的紅外熱像儀都有自己特定的測溫範圍。因此，使用者的被測溫度範圍一定要考慮準確、周全，既不要過窄，也不要過寬。根據黑體輻射定律，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的紅外熱像儀。一般紅外線熱像儀的測溫精度都是：精度±2℃可能讀數的±2％。所以基本上沒有什麼可選的。

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RNO PC160，FLUKE TI125等。5000美金以下的你包括很多5000-10000美金的產品都是單區測溫，測溫範圍一般是-20-250度。雙區可選測溫的機型只有RNO PC-160，這也是這款產品成為銷量冠軍的原因。

測溫方式是否具有可以移動測溫點和測溫區域

這是紅外熱像儀非常重要的指標。很多紅外線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域非常重要。

一般4000美金以下的產品都是中心區域點測溫，並且沒有高溫報警，等溫線和區域框整體測溫。比如 FLIR I3，I5，FLUKE的TIS,TI100，TI10，TI110等。有等溫線和區域框以及報警的最低售價都在4000美金以上，比如FLIR的I7，FLUKE的TI125.等。具有移動測溫點和測溫區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於5000美金的機型，還是RNO的PC-160. 高端的紅外熱像儀都有測溫範圍的選擇。價格低於8000美元等級，只有美國RNO PC160可以選擇測溫範圍。選擇紅外熱像儀儘量選擇具有可選測溫範圍的機型。

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確定目標尺寸：紅外熱像儀根據原理可分為單色測溫儀和雙色測溫儀（輻射比色測溫儀）。對於單色測溫儀，在進行測溫時，被測目標面積應充滿熱像儀視場。建議被測目標尺寸超過視場大小的50%為好。如果目標尺寸小於視場，背景輻射能量就會進入紅外熱像儀的視聲符支干擾測溫讀數，造成誤差。相反，如果目標大於熱像儀的視場，紅外熱像儀就不會受到測量區域外面的背景影響。

確定光學解析度（距離系靈敏）：光學解析度由D與S之比確定，是紅外熱像儀到目標之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如果測溫儀由於環境條件限制必須安裝在遠離目標之處，而又要測量小的目標，就應選擇高光學解析度的紅外熱像儀。光學解析度越高，即增大D：S比值，紅外熱像儀的成本也越高。

解析度是選購紅外線熱像儀的重要的指標。紅外線熱像儀的探測器解析度現在主流的是160*120(19.2萬畫素)，主流款的基本上都是這個畫素。另外還有更低解析度如60*60（3.6萬畫素），80*60（4.8萬畫素），100*100（10萬畫素）。還有384X288（110萬畫素）以及640x480(300萬畫素)。

對於手持型紅外線熱像儀，160*120是最黃金的解析度，具有非常好的性價比。比如全球銷量第一的 RNO PC160的解析度就是160*120.低於這個解析度的紅外熱像儀，由於解析度過低，在很多場合就無法使用了。超過100萬畫素的紅外線熱像儀售價又大幅上升，除非你對解析度要求很高。可以選擇超過100萬畫素紅外線熱像儀。

解析度和畫素其實是一個指標，這是影響紅外熱像儀的最為主要的因素。紅外熱像儀解析度畫素越高，理論上其價格也越高。

<1>. 10萬畫素以下，比如60x60,80x60,100x100,售價一般在4000美金以內。這種一般屬於低端機型，在功能上也比較弱,只能作為入門級，很多工作場合下都無法適用。代表機型是FLIR I3，I5, 在功能上都只有中心點測溫一種模式，沒有高溫報警，高溫捕捉，移動點，移動區域測溫等，測溫範圍一般都在 -20 –250度。

<2>. 20萬畫素左右，比如160x120,140X140,售價一般在4-8000美金，這屬於中低端機型，本分機型在功能上也非常強大。代表機型是美國RNO PC-160。在個檔次的機型是銷量最大的，像RNO PC160就是連續5年全球熱像儀銷量冠軍。

在功能上，這個檔次的機型差距很大，購買時需要認真對比。比如幀頻大部分是9HZ，但是部分可以達到30HZ,最高的可以達到60HZ. 測溫方式，部分機型只有固定點測溫，或者只有固定區域測溫，而部分機型有移動點測溫和移動區域測溫。測溫範圍差距也很大，有的機型會有測溫區域設置，這是一個很好的功能。

美國RNO PC160可以說是這個畫素值中功能最為強大，其功能可以與高一個級別的320X240相媲美，60HZ幀頻，移動點測溫，移動區域測溫，高溫自動捕捉，高溫報警，等溫線，兩個可設置的測溫區（-20-120，,0-600）等等。

<3>. 60萬以上畫素，比如320X240及以上售價在1萬5000美元以上，適合於特

殊場合的檢測。

紅外線熱像儀的鏡頭焦距

一般的紅外線熱像儀的鏡頭都可以更換。但是廠家標配一般都是一個鏡頭。基本上所有的廠家都標配一個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。一般客戶使用標準鏡頭就可以了。

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，大大提高視野範圍，但是會降低辨識率。具體看下一點的說明。

確定波長範圍：目標材料的發射率和表面特性決定紅外熱像儀的光譜回應或波長。對於高反射率合金材料，有低的或變化的發射率。在高溫區，測量金屬材料的最佳波長是近紅外，可選用0.18-1.0μm波長。其他溫區可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長。由於有些材料在一定波長是透明的，紅外能量會穿透這些材料，2.2μm和3.9μm（被測玻璃要很厚，否則會透過）波長；測量玻璃內部溫度選用5.0μm波長；測低區區選用8-14μm波長為宜；再如測量聚乙烯塑膠薄膜選用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。

像間距、空間解析度、視場、辨識距離這幾個指標是由探測器解析度和鏡頭焦距決定的。這四個指標，很多品牌都在宣傳。其實紅外線熱像儀的探測器解析度和鏡頭焦距固定了，這四個指標就固定，這四個指標是算出來的。所以選購時不用過多的關注。

像間距： 160*120 的像間距都是51um,320*240的像間距都是25.4um,以此類推，解析度越高，像間距越小。

空間解析度：=像間距/鏡頭焦距。所以空間解析度越小，能夠辨識的距離越遠。如果使用22mm的標準鏡頭。160*120的空間解析度為2.3mrad左右。如果用長焦鏡頭，空間解析度就會更小。

視場：=空間解析度*行畫素/17.45,比如160*120的，使用22MM的標準鏡頭,視場為21度。

辨識距離：我們一般預設4個畫素為客識別的距離，所以辨識距離=目標高度/(空間解析度*4)。比如160*120的，22MM標準鏡頭，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，當然視野也大幅度變小。

所以紅外線熱像儀最為重要的指標是探測器解析度，另外上面提及的指標，都可以通過鏡頭更換進行變化。

確定回應時間(幀頻)：回應時間表示紅外熱像儀對被測溫度變化的反應速度，定義為到達最後讀數的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的時間常數有關。現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。如果目標的運動速度很快或測量快速加熱的目標時，要選用快速回應紅外熱像儀，否則達不到足夠的信號回應，會降低測量精度。然而，並不是所有應用都要求快速回應的紅外熱像儀。

對於靜止的或目標熱過程存在熱慣性時，紅外熱像儀的回應時間就可以放寬要求了。因此，紅外熱像儀回應時間的選擇要和被測目標的情況相適應。

幀頻在紅外線熱像儀選購中的重要指標。幀頻是指1秒鐘內，熱像儀可以或許完成圖像拍攝、處理、表現的數目。感測器相應越快，內部電路處理速率越高，則可實現的幀頻越大。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。根據熱像儀的幀頻可分為快掃描和慢掃描兩大類。電力系統，醫療，建築等領域所用的設備一般採用快掃描熱像儀，否則就會帶來一些工作不便。一般來說紅外線熱像儀的幀頻應該達到30HZ,最好能達到50HZ，否則在很多工作場合下，紅外線熱像儀無法勝任工作。

幀頻的高低，直接說明了紅外線熱像儀的性能好壞和反應速度。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I系列，FLUKE TI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的產品是RNO PC-160. 另外的品牌50HZ的產品售價都在10000美金以上。

環境條件考慮：

紅外熱像儀所處的環境條件對測量結果有很大影響，應加以考慮並適當解決，否則會影響測溫精度甚至引起紅外熱像儀的損壞。當環境溫度過高、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、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環境影響並保護紅外熱像儀，實現準確測溫。

在確定附件時，應盡可能要求標準化服務，以降低安裝成本。在密封的或危險的材料應用中（如容器或真空箱），熱像儀通過視窗進行觀測。材料必須有足夠的強度並能通過所用測溫儀的工作波長範圍。還要確定操作工是否也需要通過視窗進行觀察，因此要選擇合適的安裝位置和視窗材料，避免相互影響。在低溫測量應用中，通常用Ge或Si材料作為視窗，不透可見光，人眼不能通過視窗觀察目標。

如操作員需要通過視窗目標，應採用既透紅外輻射又透過可見光的光學材料，如應採用既透紅外輻射又透過可見光的光學材料，如ZnSe或BaF2等作為視窗材料。