7/7如何選購紅外熱像儀??文章簡介

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近幾年，紅外熱像儀在鋼鐵、石化、電力、防火、汽車等行業越來越占據著重要地位。紅外熱像儀技術在全球的發展非常迅猛。美國的紅外熱像儀技術處于全球領先位置。目前全球前三大紅外熱像儀品牌ＲNO、FLIＲ和FＬUKE都是美國的企業。一、熱成像原理

光線是大家熟悉的可見光,是人眼能夠感受的電磁波。可見光的波長為：0。38—0。７８微米。比０．３８微米短的電磁波和比０．７8微米長的電磁波，人眼都無法感受。比０.３８微米短的電磁波位于可見光光譜紫色以外，稱為紫外線,比０.78微米長的電磁波位于可見光光譜紅色以外，稱為紅外線。紅外線,又稱紅外輻射，是指波長為０.７８~１0００微米的電磁波.其中波長為０．７８~2．0微米的部分稱為近紅外，波長為2．0～１000微米的部分稱為熱紅外線。照相機成像得到照片,電視攝像機成像得到電視圖像,都是可見光成像.自然界中，一切物體都可以輻射紅外線，因此利用探測儀測定目標的本身和背景之間的紅外線差并可以得到不同的紅外圖像，熱紅外線形成的圖像稱為熱圖。目標的熱圖像和目標的可見光圖像不同,它不是人眼所能看到的目標可見光圖像,而是目標表面溫度分布圖像，換一句話說，紅外熱成像使人眼不能直接看到目標的表面溫度分布，變成人眼可以看到的代表目標表面溫度分布的熱圖像。

紅外熱像儀有光子探測和熱探測兩種不同的原理.前者主要是利用光子在半導體材料上產生的電效應進行成像，敏感度高，但探測器本身的溫度會對其產生影響,因而需要降溫。后者將光線引發的熱量轉換為電信號，敏感度不如前者同時無需制冷。除此之外,還根據熱成像儀的工作波段、所使用的感光材料進行分類。常見熱成像儀工作在3到5微米或８到1２微米，常用感光材料則有硫化鉛、硒化鉛、碲化銦、碲錫鉛、碲鎘汞、摻雜鍺和摻雜硅等。根據感光元件數量和運動方式，則有機械掃描、凝視成像型等。二、熱成像應用

紅外線檢測儀等先進的設備檢測手段發揮了其重要的作用.首先,成功的故障診斷，尤其是能適度提前報告出故障的診斷,將產生明顯的效益。這種效益在特殊的情況下是極為可觀的；其次,故障診斷技術對設備維修可以產生巨大的輔助作用。它不但可以大大節省人力資源,還改變了維修方式-—以先進的狀態維修方式逐步取代計劃維修方式，甚至對庫存備件的管理方式都將產生積極的影響。三、熱像儀參數

如何選購紅外熱像儀?1．紅外熱像儀的探測器分辨率

紅外熱像儀的探測器分辨率現在主流的是160x12０(19．2萬像素)，主流款的基本上都是這個像素。另外還有更低分辨率如６0x60（3．6萬像素),80x6０(4.8萬像素）,1０0x100（1０萬像素）.還有３８４X288（1１0萬像素)以及6４0x480（300萬像素)。?

對于手持型紅外熱像儀,160x12０是最黃金的分辨率，具有非常好的性價比。比如最新全球銷量第一的RNOＩR－1６0P的分辨率就是160ｘ１20。低于這個分辨率的紅外熱像儀，由于分辨率過低，在很多場合就無法使用了.超過100萬像素的紅外熱像儀售價又大幅上升,除非你對分辨率要求很高。可以選擇超過100萬像素的紅外熱像儀.２.紅外熱像儀的鏡頭焦距?

一般的紅外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,大大提高視野范圍，但是會降低辨識率。?具體看下一點的說明.?

像間距、空間分辨率、視場、辨識距離這幾個指標是由探測器分辨率和鏡頭焦距決定的.

這四個指標,很多品牌都在宣傳。其實紅外熱像儀的探測器分辨率和鏡頭焦距固定了，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：1６0x12０的像間距都是51uｍ,3２0ｘ24０的像間距都是25.4um,以此類推,分辨率越高,像間距越小。

空間分辨率：＝像間距／鏡頭焦距.所以空間分辨率越小,能夠辨識的距離越遠。如果使用2２mm的標準鏡頭。16０ｘ1２0的空間分辨率為2．3mraｄ左右。如果用長焦鏡頭，空間分辨率就會更小。

視場：=空間分辨率x行像素／17.45,比如160x120的，使用22MＭ的標準鏡頭，視場為21度.

辨識距離:我們一般默認４個像素為客識別的距離，所以辨識距離=目標高度/（空間分辨率x4）。比如1６0x1２０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。

所以紅外熱像儀最為重要的指標是探測器分辨率，另外上面提及的指標,都可以通過鏡頭更換進行變化.3.紅外熱像儀的幀頻

幀頻在紅外熱像儀選購中,是第二個最為重要的指標。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。傳感器相應越快,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，建筑等領域所用的設備一般采用快掃描熱像儀，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,紅外熱像儀無法勝任工作。

幀頻的高低，直接說明了紅外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TI系列,ＦＬUＫEEX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RNOＩR－160P．另外的品牌50HZ的產品售價都在10000美金以上。?如何選購紅外熱像儀4.測溫范圍

這是第三個紅外熱像儀最為重要的指標。每種型號的熱像儀都有自己特定的測溫范圍。因此,用戶的被測溫度范圍一定要考慮準確、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。

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在選擇紅外熱像儀,最好能選擇可選測溫區的紅外熱像儀，比如－２0℃～35０℃和１00℃～６００℃兩個測溫范圍。這要即能適應各種溫度環境,又能保證測溫準確。

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5０0０美金以下的包括很多５000－１0０00美金的產品都是單區測溫，測溫范圍一般是—20-250℃.雙區可選測溫的機型只有RNOＩR—16０Ｐ，這也是這款產品成為銷量冠軍的原因。5.測溫精確度

一般紅外熱像儀的測溫精度都是:精度±2℃可能讀數的±２％。所以基本上沒有什么可選的。6.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RNOＩR-160P，FＬＵKＥＴI125等。7.是否具有可以移動測溫點和測溫區域?

這是紅外熱像儀第四個非常重要的指標。很多紅外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,并且沒有高溫報警，等溫線和區域框整體測溫。比如FLIRI3，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于500０美金的機型,還是RNO的IR—160P。

四、熱像儀品牌

紅外熱像儀作為最先進的高科技產品，在參數指標一樣的情況下,不同品牌實際使用過程中效果差距很大。建議選擇知名品牌的紅外熱像儀。全球三大熱像儀品牌是：ＲNO、ＦLIR和FLUＫＥ。1.美國RNO紅外熱像儀

RNO是歷史最為悠久的紅外熱像儀品牌,也是目前全球第一大紅外熱像儀品牌，總部設在美國芝加哥，在美國,日本,俄羅斯，中國都有生產基地，產品線主要集中在中高端紅外熱像儀。其最為知名的型號是ＲNOＰＣ—1６０,這款產品分辨率為160x１20,兩個測溫區－２0℃—120℃，0℃-６00℃可選,50／60HZ超高幀頻，具有可移動測溫點和測溫區，售價不到500０美金，連續五年全球紅外熱像儀銷量冠軍,PC-160就占據了全球40％左右的紅外熱像儀的市場份額.繼PC—160之后,新一代的IＲ—16０P逐漸成為新一代的全球熱成像儀銷量冠軍。上圖就是這款ＲNOＩＲ－１6０P紅外熱像儀。

RNＯIR—1６0P紅外熱像儀的探測器分辯率仍為160x120,測溫范圍－２0℃—650℃,分為兩個可選溫度范圍－20℃－3５0℃和100℃-650℃，5０/60ＨZ超高幀頻，具有4個可移動測溫點和3個可變測溫區，可探測最高最低平均和等溫溫度,帶13０萬可見光拍照鏡頭,具備視屏信號輸出和ＵSB數據傳輸。IR-160P相對PC—160來說，不少地方都得到提升，其售價亦是不到５０0０美金。IＲ—１60P銷量急劇增長，目前已占據全球３5%左右的紅外熱像儀的市場份額，成為新一代的全球熱成像儀銷量冠軍。2.美國FＬIR紅外熱像儀

美國知名的紅外熱像儀品牌，產品主要集中在10萬像素以下的低端紅外熱像儀市場，其最為知名的產品為ＦLIRE4紅外熱像儀，分辨率為80ｘ60，一個測溫區—２0—25０℃，9HZ幀頻，測溫方式為中心測溫，無移動撲捉測溫點和測溫區功能。這是一款人門級的紅外熱像儀，性能上較已停產的i3有所提高，售價不到２000美金,取代了上一代的ｉ3成為了全球紅外熱像儀的銷量亞軍.

３.美國FＬUＫE紅外熱像儀

這是美國另外一家知名的紅外熱像儀品牌，以生產中低端紅外熱像儀為主，其知名的型號是FLUKEＴＩ100紅外熱像儀，分辨率為16０x120，一個測溫區—20-25０℃，9HZ幀頻，測溫方式為中心測溫，無移動撲捉測溫點和測溫區功能。這也是一款人門級的紅外熱像儀,性能雖然很差，但是售價不到３00０美金，低售價讓他繼續成為全球紅外熱像儀的銷量季軍。?五、熱像儀注意事項

紅外熱像儀是采用紅外熱像技術,通過一系列的光電轉換、信號處理等操作將目標物的溫度轉換成視頻圖像的設備。紅外熱像儀的應用領域非常廣泛，但在環境選擇上,還是有一定的需要注意的地方。1．確定測溫范圍測溫范圍是熱像儀最重要的一個性能指標.每種型號的熱像儀都有自己特定的測溫范圍.因此，用戶的被測溫度范圍一定要考慮準確、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。但是測溫范圍高一些的熱像儀使用范圍會更大些。2.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)。對于單色測溫儀,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。如果目標尺寸小于視場,背景輻射能量就會進入熱像儀的視聲符支干擾測溫讀數，造成誤差。相反，如果目標大于熱像儀的視場，熱像儀就不會受到測量區域外面的背景影響.3.確定光學分辨率

光學分辨率由D與Ｓ之比確定，是熱像儀到目標之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如果測溫儀由于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,就應選擇高光學分辨率的熱像儀。光學分辨率越高，即增大D：S比值,熱像儀的成本也越高.確定波長范圍：目標材料的發射率和表面特性決定熱像儀的光譜響應或波長.對于高反射率合金材料,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。由于有些材料在一定波長是透明的,紅外能量會穿透這些材料，對這種材料應選擇特殊的波長。如測量玻璃內部溫度選用1.0μm、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;測低溫區選用8-14μm波長為宜；再如測量聚乙烯塑料薄膜選用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。4．確定響應時間

響應時間表示紅外熱像儀對被測溫度變化的反應速度,定義為到達最后讀數的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,要選用快速響應紅外熱像儀，否則達不到足夠的信號響應,會降低測量精度。然而，并不是所有應用都要求快速響應的紅外熱像儀。對于靜止的或目標熱過程存在熱慣性時，紅外熱像儀的響應時間就可以放寬要求了。因此,紅外熱像儀響應時間的選擇要和被測目標的情況相適應.5．環境條件考慮

熱像儀所處的環境條件對測量結果有很大影響，應加以考慮并適當解決，否則會影響測溫精度甚至引起熱像儀的損壞。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并保護熱像儀，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），熱像儀通過窗口進行觀測。材料必須有足夠的強度并能通過所用測溫儀的工作波長范圍.還要確定操作工是否也需要通過窗口進行觀察，因此要選擇合適的安裝位置和窗口材料，避免相互影響。在低溫測量應用中，通常用Ge或Si材料作為窗口，不透可見光，人眼不能通過窗口觀察目標。如操作員需要通過窗口目標,應采用既透紅外輻射又透過可見光的光學材料，如應采用既透紅外輻射又透過可見光的光學材料,如ＺnSe或BaＦ2等作為窗口材料。6．簡易操作

紅外熱像儀應該是直觀的,操作簡單,易于被操作人員使用，其中便攜式紅外熱像儀是一種集測溫和顯示輸出為一體的小型、輕便、由人攜帶進行測溫的儀器，在顯示面板上可顯示溫度和輸出各種溫度信息，有的可通過遙控或通過計算機軟件程序操作。在環境條件惡劣復雜的情況下，可以