距離目標(biāo)多遠(yuǎn),紅外熱像儀仍能精確測溫?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)的測量值越精確。類如醫(yī)院的視力檢查,當(dāng)您坐在檢查室里看視力表時,您或許能看清字母最小的那一行,但如果距離再遠(yuǎn)一點,您還能看得清嗎(即精確“測量”它們)?
為了確定能夠測量的最大距離,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)(測量距離),仍能精確測量目標(biāo)溫度。
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物36英尺(約11米)處測量直徑1英尺(約0.3米)的目標(biāo),或距離被測物36米處測量直徑1米的目標(biāo),或距離144米處測量直徑4米的目標(biāo)。需要注意的是,距離系數(shù)比保持恒定。
當(dāng)您離待測目標(biāo)越來越遠(yuǎn),就會無法準(zhǔn)確測量溫度
計算光斑尺寸比
假設(shè)需要在距離120英寸(約36.5米)處用FLIR E8紅外熱像儀對直徑1英寸(約0.3米)的待測目標(biāo)進(jìn)行精確的溫度測量。如何確定您的熱像儀能否做到這一點,換句話說,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視場角(IFOV)參數(shù)。
視場角
視場角(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。每個像素能夠覆蓋的區(qū)域大小取決于待測目標(biāo)的距離:離目標(biāo)越近,每個像素覆蓋的區(qū)域越小。
IFOV即“距離系數(shù)比”中的“尺寸”。
IFOV是探測器的單一像素在紅外圖像中的角度投影,對于給定的鏡頭,每個像素能夠覆蓋的區(qū)域大小取決于待測目標(biāo)的距離。
光斑尺寸比舉例計算
您可以利用熱像儀的視場角和分辨率計算IFOV,也可以在線瀏覽,F(xiàn)LIR為每臺熱像儀創(chuàng)建了一個視場角計算器,讓您省去大部分計算。若要訪問計算器,點擊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紅外熱像儀的視場角計算器,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。簡而言之,0.31英寸大約為1英寸的1/3,因此該計算結(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,該單一像素測量值被稱為“光斑尺寸比理論值”。盡管該數(shù)值真實準(zhǔn)確,但會令人誤解,因為它必定達(dá)不到最高精確度。
光斑尺寸比:理論≠實際
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,但是單一像素測量值可能不準(zhǔn)確的原因有很多:
● 紅外熱像儀會產(chǎn)生壞像元;
● 物體反射:鏡頭劃傷或太陽光反射會造成錯誤的正讀值或錯誤的高讀數(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)中通常會存在一些失真影響測量值。