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影响红外热像仪测量距离都有哪些因素

来源:技术文章    发布时间:2020-06-08    浏览:216次
   红外热像仪是用来探测温度和红外辐射能量的设备。工作原理是利用光学成像物镜(可以理解为镜头,不过这个镜头与咱手机的镜头不一样,是专门的热成像镜头)和红外探测器接收需要探测物体的红外辐射能量分布,并将所接受的红外辐射能量分布反映到红外探测器的光敏元件上,获得红外热像图,热像图上不同的颜色代表不同的温度。通俗的讲就是将物体发出的肉眼不可见红外能量转变为肉眼可见的热像图。通过热像图,我们能够看到被测物体上的温度分布情况,什么地方温度高、什么地方温度低,立马就能看的出来。今天我来给大家讲解下影响红外热像仪测量距离都有哪些因素!
  1、 镜头焦距
  决定热像仪的探测距离的最重要的因素就是镜头焦距。镜头焦距直接决定了目标所成的像的大小,也就是在焦平面上占几个像素。通常这是用空间分辨率 (IFOV)来表示,它表示每个像素在物空间所张开的角度,也就是系统所能分辨的最小角度,一般由像元尺寸(d)与焦距(f)的比值得出,即IFOV=d/f。
  每个目标在焦平面所成的像占几个像素,可由目标尺寸、目标与热像仪的距离、空间分辨率(IFOV)计算得出。目标尺寸(D)和目标与热像仪的距离(L)的比值为目标的张角,再与IFOV相除得到像占用像素点的数量,即n=(D/L)/IFOV=(Df)/(Ld)。从中可以看到,焦距越大,目标像所占用的像素点越多,其探测距离更远。但另一方面,焦距越大,视场角越小,同时成本也更高。
  这里举个例子。热像仪焦平面的像元尺寸为45μm,配30mm焦距镜头,则空间分辨率IFOV为1.5mrad。观察1公里远的大小为4.5m的目标,则目标所张开的角度为4.5mrad,目标所成的像占用4.5/1.5=3个像素。
  2、 探测器性能
  镜头焦距是从理论上决定了热像仪的探测距离,在实际应用中起着重要作用的另一因素是探测器性能。镜头焦距只是决定了所成像的大小,占用像素点的数量,探测器性能则决定图像质量,如模糊程度,信噪比等。探测器性能可从像元尺寸、热灵敏度、信号处理等方面来分析。
  像元尺寸越小,则空间分辨率(IFOV)越小,其探测距离越大。探测器的热灵敏度和信号处理决定了图像的清晰度。探测器的热灵敏度不高的话,则采取加大镜头口径的方法来提高图像效果。
  3、大气环境
  虽然热辐射对大气的穿透能力比可见光强,但大气吸收、散射等对热像仪成像还是有一定的影响,特别是大雾和大雨的天气环境,从而影响到了热像仪的探测距离。

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