PAGEJJF中華人民共和國國家計量技術規范JJFXXXX-XXXX紅外成像系統最小可分辨溫差校準規范CalibrationSpecificationforMinimumResolvableTemperatureDifferenceofThermalImagingSystems（征求意見稿）XXXX-XX-XX發布XXXX-XX-XX實施國家市場監督管理總局發布JJFXXXX-XXXXJJFXXXX-XXXX紅外成像系統最小可分辨溫差校準規范CalibrationSpecificationforMinimumResolvableTemperatureDifferenceofThermalImagingSystems歸口單位：全國光學計量技術委員會主要起草單位：中國測試技術研究院西南技術物理研究所中國計量科學研究院參加起草單位：中國電子科技集團公司第四十一研究所西安應用光學研究所本規范委托全國光學計量技術委員會負責解釋本規范主要起草人：張憲亮（中國測試技術研究院）劉若凡（中國測試技術研究院）歐陽剛（西南技術物理研究所）徐英瑩（中國計量科學研究院）參加起草人：蘇紅雨（中國測試技術研究院）劉紅元（中國電子科技集團公司第四十一研究所）郭羽（西安應用光學研究所）PAGEI目錄TOC\t"標準文件_章標題,1,標準文件_一級條標題,2,標準文件_附錄標識,1,標準文件_附錄章標題,2,標準文件_附錄一級條標題,3,標準文件_引言標題,1"引言 （II）1范圍 （1）2引用文件 （1）3術語 （1）3.1最小可分辨溫差 （1）3.2空間頻率 （1）3.3特征空間頻率 （1）4概述 （2）5計量特性 （2）5.1空間頻率 （2）5.2最小可分辨溫差MRTD （2）6校準條件 （2）6.1環境條件 （2）6.2測量標準及其他設備 （3）7校準項目和校準方法 （3）7.1外觀檢查 （3）7.2最小可分辨溫差MRTD （3）8校準結果 （4）9復校時間間隔 （5）附錄A原始記錄推薦格式 （6）附錄B校準證書內頁推薦格式 （7）附錄C測量不確定度度評價示例 （8）引言JJF1001《通用計量術語及定義》、JJF1032《光學輻射計量名詞術語及定義》、JJF1059.1《測量不確定評定與表示》和JJF1071《國家計量校準規范編寫規則》共同構成支撐本規范編訂的基礎性系列規范。本規范為首次發布。紅外成像系統最小可分辨溫差校準規范1范圍本規范適用于紅外成像系統最小可分辨溫差（MRTD）的校準。2引用文件本規范引用了以下文件：GB/T12604.9-2021無損檢測術語紅外熱像儀GB/T19870-2018工業檢測型紅外熱像儀GB/T43249-2023汽車用被動紅外探測系統ISO18251-2:2023無損檢測紅外熱成像第2部分:系統和設備的綜合性能測試方法Non-destructivetesting-Infraredthermography-Part2：TestmethodforintegratedperformanceofsystemandequipmentASTME1543-14(2022)熱成像系統最小可分辨溫差標準實施規程StandardPracticeforMinimumResolvableTemperatureDifferenceforThermalImagingSystems凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規則；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規則。3術語3.1最小可分辨溫差，minimumresolvabletemperaturedifference；MRTD在特定的空間頻率下，觀察者剛好能分辨出四桿靶上目標與背景間的溫差。注：最小可分辨溫差是綜合評價系統溫度分辨力與空間分辨力的特征參量，包括觀察者的主觀影響。3.2空間頻率，spatialfrequency圖像或物體在單位長度或空間上重復變化的次數。注1：在一個物體或圖像平面上，空間頻率可用周期數每毫米或線對數每毫米表示。注2：在成像系統中，空間頻率可用周期數每毫弧度或線對數每毫弧度表示。3.3特征空間頻率，featurespacefrequency紅外成像系統焦距與探測器像元中心間距之比的1/2。f0=l式中，f0為特征空間頻率，單位為周每毫弧度（cy/mrad）d為探測器像元中心間距，單位為毫米（mm）；l為紅外成像光學系統焦距，單位為毫米（mm）。4概述紅外成像系統中，MRTD是綜合評價系統溫度分辨力和空間分辨力的主要參數，它不僅包括了紅外成像系統的性能特征，也包括了觀察者的主觀因素。其定義是對具有某一空間頻率的四桿靶（長寬比為7:1）目標，由觀察者在顯示器上作長時間的觀察，當目標與背景之間的溫差從0℃逐漸增大，直到觀察者確認能分辨（50%的概率）出四桿靶目標圖案為止，此時目標與背景之間的溫差稱為該空間頻率下的最小可分辨溫差MRTD。當四桿靶目標圖案的空間頻率變化時，相應的最小可分辨溫差MRTD也是不同的，因此MRTD也是空間頻率f的函數。對于空間頻率低的四桿靶，如果被測的紅外成像系統MRTD值較小，表明該系統靈敏度較高；對于空間頻率高的四桿靶，如果被測的紅外成像系統MRTD值較小，表明該系統分辨率較高。因此，MRTD被廣泛的用于成像系統的性能預測。光學問題，例如聚焦不理想等很容易通過MRTD測量而發現，MRTD同時能夠表征系統的靈敏度。另外有些指標，例如鬼像、電磁干擾、帶通噪聲等很容易通過成像被觀察者發現，但是卻不能通過MTF、3D噪聲等指標的測量而獲得。因此，MRTD能夠提供一個快速同時相對簡單的過程來檢測硬件的性能，反映系統探測和識別目標能力的最主要的測量方法和評價參數，MRTD測量系統組成如圖1所示。黑體輻射源黑體輻射源四桿靶平行光管紅外成像系統單色視頻監測器圖1.MRTD測量系統組成框圖5計量特性5.1最小可分辨溫差MRTD測量的最小可分辨溫差應滿足以下要求：a）致冷型：≤0.5K； b）非致冷型：≤1.3K。注：以上指標不是用于儀器的合格性判別，僅提供參考。6校準條件6.1環境條件6.1.1環境溫度：18C～25C，實驗時環境溫度波動小于2C；6.1.2相對濕度：≤80％。6.1.3電源電壓：（220±22）V，頻率（50±0.5）Hz。6.1.4儀器應安放在穩固的實驗平臺上，并調節至水平狀態，儀器應防止沖擊、振動、外部電磁場或影響測量儀器讀數的外部輻射源的影響。6.2測量標準及其他設備6.2.1黑體輻射源 a）黑體輻射源通常用于在進行參數測試時提供均勻的溫度背景。 b）黑體輻射源應為帶小孔的矩形或圓形平面空腔，以確保高發射率。 c）溫度范圍應涵蓋紅外成像系統的溫度測量范圍。 d）溫度穩定性：≤±0.05℃； e）溫度均勻性：≤±0.05℃；f）發射率：≥0.95。6.2.2四桿靶 a）四桿靶專門用于測試MRTD。 b）它由四個長寬比（長:寬）為7:1的周期性矩形槽組成，如圖2所示；L=7D。 c）矩形槽之間的距離等于槽的寬度，這與要測量的MRTD精度一致；D=W；G=（1～2）×W。W通常在5mm到15mm的范圍內。 d）靶材應由厚度大于0.5mm的銅或不銹鋼等金屬制成，并涂有黑色亞光漆。 e）發射率與黑體輻射源的發射率保持一致。圖2.四桿靶6.2.3平行光管 a）用于將目標的紅外光束轉換為平行光束，它的使用是可選的。 b）焦距應至少為被測紅外成像系統焦距的3倍。 c）光學孔徑應大于被測紅外成像系統的接收孔徑。7校準項目和校準方法7.1外觀檢查被校紅外成像儀器的功能狀態正常，其受光面的表面應清潔無劃痕、斑點或指紋，主機及其各種配件的殼體不應出現明顯的劃傷、凹陷、變形、脫漆。殼體應清潔無污跡。7.2最小可分辨溫差MRTD7.2.1如圖1所示，將紅外成像系統放置在工作臺上，調節使其光軸與檢測設備的主光軸同軸，并將四桿靶安裝在黑體輻射源前方，將熱成像系統最佳地直接聚焦在四桿靶上或四桿靶的光學投影上。如有必要，可以在紅外成像系統和四桿靶之間放置平行光管。7.2.2調整單色視頻監視器控件，使觀察者幾乎無法察覺噪聲的存在。使顯示器亮度和實驗室環境亮度相互適合視力和觀看舒適度。7.2.3指示觀察者在他能察覺到監視器上出現四個不同條形時發出信號。在測試過程中，避免進一步交談，因為這可能會影響觀察者或使其產生偏見。7.2.4記錄使用的四桿靶空間頻率f。7.2.5將標稱溫差?T（目標靶桿的標稱溫度減去共軛目標靶桿的標稱溫度，零或正數）設置為零。7.2.6逐漸增加標稱ΔT，增量不超過0.1℃，直到觀察者發出信號。7.2.7三個觀察者中至少有兩個給出信號，標稱ΔT記錄為ΔT1。7.2.8將標稱ΔT設置為零。逐漸減小標稱ΔT，增量不超過0.1℃，直到觀察者發出信號。三個觀察者中至少有兩個給出信號，標稱ΔT記錄為ΔT2。7.2.9空間頻率f下的MRTD，ΔTMR由公式（3）給出：?TMR=?T18校準結果校準結果應在校準證書上反映。校準證書應至少包括以下信息：標題：“校準證書”；實驗室名稱和地址；進行校準的地點（如果與實驗室的地址不同）；證書的唯一性標識（如編號），每頁及總頁數的標識；客戶的名稱和地址；被校對象的描述和明確標識；進行校準的日期，如果與校準結果的有效性和應用有關時，應說明被校對象的接收日期；如果與校準結果的有效性應用有關時，應對被校樣品的抽樣程序進行說明；校準所依據的技術規范的標識，包括名稱及代號；本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；校準環境的描述；校準結果及其測量不確定度的說明；對校準規范的偏離的說明；校準證書或校準報告簽發人的簽名、職務或等效標識；校準結果僅對被校準對象有效的聲明；未經實驗室書面批準，不得部分復制證書的聲明。9復校時間間隔 建議復校周期不超過1年。由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據實際使用情況自主決定復校時間間隔。附錄A紅外成像系統最小可分辨溫差MRTD校準原始記錄推薦格式原始記錄編號證書編號儀器名稱型號/規格制造廠出廠編號送校單位電話地址聯系人校準依據受樣日期年月日校準地點校準日期年月日校準使用的器具編號標準器具證書號標準器具有效期至年月日實驗室環境條件溫度：℃濕度：%RH1.最小可分辨溫差MRTD空間頻率f（cy/mrad）標稱溫差MRTD?TMR（?T1（?T2（校準不確定度：U=(k=2)備注：校準員：核驗員：附錄B校準證書內頁推薦格式校準結果1.最小可分辨溫差MRTD空間頻率f（cy/mrad）MRTD?TMR（校準不確定度：U=(k=2)

附錄C紅外成像系統最小可分辨溫差測量結果的不確定度評定本附錄對采用黑體輻射源和四桿靶標準器校準紅外成像系統最小可分辨溫差MRTD的測量結果不確定度評定進行實例分析。C.1測量方法按照本校準規范的要求和步驟，用黑體輻射源和四桿靶標準器校準紅外成像系統最小可分辨溫差MRTD進行校準，取四桿靶與背景（黑體）分別為正、負標稱溫差的平均值作為校準結果。C.2測量模型建立測量模型

?TMR=?T1+?T式中：?TMR為空間頻率f下的最小可分辨溫差MRTD?T1、?T2分別為空間頻率f下C.3影響校準結果的不確定度來源C.3.1紅外成像系統校準裝置中的黑體輻射源與四桿靶標之間的溫差影響u1C.3.2黑體輻射源的溫度穩定性和均勻性影響u2C.3.3校準觀察人員的影響u3C