大氣對紅外熱像儀測溫的影響-Telops紅外專家教你如何選擇紅外熱像儀之四

大氣對紅外熱像儀測溫的影響的主要是大氣衰減和大氣自身紅外輻射。

大氣衰減

氣體對紅外輻射的吸收、懸浮微粒散射紅外輻射以及背景輻射對探測器的干擾等。

氣體對紅外輻射的吸收

氣體分子對紅外輻射的吸收是造成紅外輻射衰減的主要原因之一。對紅外輻射又吸收作用的有臭氧、CO、NO2、水蒸氣、CO2等。在近地面進行紅外測量時,水蒸氣和二氧化碳的含量對大氣對紅外輻射的影響占主要作用。水蒸氣的吸收波段較多,作用也較強,其主要作用波段在0.94μm、1.14μm、1.38μm、1.88μm、2.7μm、3.2μm、3.7μm、6.3μm等波長。二氧化碳在2.7μm、4.3μm、15μm處的紅外吸收性能也較強。雖然水蒸氣和二氧化碳的占大氣總量的比例很少,但是由于水蒸氣跟CO2很容易產生,所以他們基本上決定了大氣的紅外透過特性。

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紅外熱像儀的測溫精度-Telops紅外專家教你如何選擇測溫準確的紅外熱像儀之七

影響紅外熱像儀測溫精度的因素很多,不過綜合起來分為內因和外因兩方面。內因是探測器本身測溫能力,外因是外界對紅外探測器的干擾程度。

首先談內因:

探測器本身靈敏度

探測器本身對于紅外輻射的靈敏度像差很大,一般來講INSB>MCT>PBS。不過由于美國的禁運,目前中國市場上最高端的熱像儀為MCT型。

是否對探測器制冷

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紅外熱像儀原理-Telops紅外專家教你如何選擇紅外熱像儀之一

?紅外熱像儀原理是紅外熱像儀利用紅外探測器讀取被測物表面紅外輻射率分布,通過普朗克定律將輻射率換算成溫度數值,并根據被測物的溫度分部規律,將溫度數值并轉換成人眼可識別的圖像,并以不同顏色顯示物體表面溫度分布的一套科學方法。

測溫原理

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被測物發射率對紅外熱像儀測溫精度的影響-Telops紅外專家教你如何選擇紅外熱像儀之三

本文通過實驗探索被測目標發射率與測溫精度的關系。

測溫實驗

本實驗使用近距離探測,因而可以忽略大氣衰減,把被測物表面看做滿足灰體模型,抵達紅外探測器的輻射總能量應為被測物紅外輻射的能量與目標反射的環境輻射能量之和,以此我們立式1 :
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紅外鏡頭及其對測溫影響-Telops紅外專家教你如何選擇紅外熱像儀之五

紅外鏡頭是為紅外熱像儀提供成像類光學部件,紅外熱成像儀鏡頭的質量直接影響成像質量的優劣,影響算法的實現和果。

紅外熱像儀的光學成像物鏡將工作波段內的輻射收集起來,并聚焦到探測器上。在可見光波段,玻璃是很好的投射材料,但是在中波、長波紅外波段,這種材料是不透明的,因此常選用鍺、硅等晶體材料,而且為了提高透射率,還需要鍍上一層增透膜,這些材料和膜層如同濾光片一樣,將鏡頭透過的波長限制在一定的范圍內。

紅外光學成像物鏡的作用:過濾、截至可見光同時,允許通過紅外線。通過它在可見光、紅外線并存的環境中把紅外線分離出來。加紅外透鏡過濾可見光從而得到純正的紅外效果。

 

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紅外熱像儀探測器分類和原理及其優缺點-Telops紅外專家教你如何選擇紅外熱像儀之六

紅外探測器是一種對紅外輻射敏感的器件,它將紅外輻射轉換成電信號,是紅外熱像儀成像系統中的核心,也是紅外技術最尖端的領域。紅外探測器的發展水平直接決定了紅外熱像儀的測溫精度跟測溫速度。 不同探測器對紅外輻射的響應度不同,有些探測器對某些波長紅外輻射的響應較低,這主要是由于探測器材料對不同波長的紅外輻射的反射和吸收存在差異。 目前在TELOPS紅外成像儀中使用的斯特林制冷焦平面陣列(FPA)探測器一般工作在3μm~5μm,7.7μm~11.8μm波段,探測器材料為MCT和InSb。

1.紅外探測器分類

自上世紀以來,紅外探測器的研發蓬勃發展,目前各大廠家已經生產出了種類繁多的紅外探測器,根據紅外線探測器的不同特性也有不同的分類方法。根據探測器響應波長,可以分為近紅外、中紅外、遠紅外和極遠紅外探測器;根據工作溫度,可以分為致冷型和非致冷型紅外探測器;其中制冷型又可分為半導體制冷,液氮制冷;根據探測器結構可分為單元(測溫儀)、線陣和焦平面紅外探測器;就探測機理而言,又可分為光子和熱敏紅外探測器,本文主要以探測機理為分類方式: … 閱讀全文