日期：2022-03-28
看到局部變暖以及我們環(huán)境中的弱點(diǎn)一直是現(xiàn)代熱成像技術(shù)中最吸引人的地方。這些相機(jī)基于更高效的紅外光學(xué)圖像傳感器制造技術(shù)，大大提高了其性?xún)r(jià)比。這些設(shè)備在功耗方面變得更小、更強(qiáng)大、更經(jīng)濟(jì)。一段時(shí)間以來(lái)，可以使用測(cè)量熱成像系統(tǒng)，這些系統(tǒng)類(lèi)似于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攝像頭，僅由 USB 端口控制和供電。
紅外線一、視場(chǎng)
IR 相機(jī)的功能與普通數(shù)碼相機(jī)一樣：它們有一個(gè)瞄準(zhǔn)區(qū)域，即所謂的視場(chǎng) (FOV)，通常可以在 6° 的望遠(yuǎn)鏡光學(xué)元件和 48° 的廣角光學(xué)元件之間變化。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)器件顯示 23° FOV。物體離得越遠(yuǎn)，被觀察的區(qū)域就越大。但圖像的一部分也在增加，它代表一個(gè)像素。這樣做的好處是，考慮到足夠大的測(cè)量區(qū)域，輻射密度與距離無(wú)關(guān)。因此，在很大程度上，溫度測(cè)量不受與測(cè)量對(duì)象距離的影響。
紅外線二、聚焦熱輻射
在紅外范圍的中間，只能使用由鍺、鍺合金、鋅鹽制成的光學(xué)器件或表面鏡來(lái)聚焦熱輻射。與通常用于可見(jiàn)光的大批量制造光學(xué)元件相比，這些鍍膜光學(xué)元件在熱像儀中仍然是一個(gè)重要的成本因素。它們被設(shè)計(jì)為球面三透鏡或非球面兩透鏡排列。特別是對(duì)于具有可更換光學(xué)元件的相機(jī)，每個(gè)光學(xué)元件都必須針對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行校準(zhǔn)，以便獲得正確的測(cè)量結(jié)果。為了利用這種自干擾效應(yīng)，輻射熱計(jì)區(qū)域必須位于距離讀出電路約 2 μm 的位置。必須使用特殊的蝕刻技術(shù)來(lái)構(gòu)造所應(yīng)用的氧化釩或非晶硅材料。所描述的 FPA 的比檢測(cè)率達(dá)到 109 cm Hz 1/2 / W 的值。因此，它比例如用于高溫計(jì)的其他熱檢測(cè)器好一個(gè)數(shù)量級(jí)。
紅外線三、固有溫度
隨著輻射熱計(jì)的固有溫度，其電阻正在發(fā)生變化。這種變化會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)?？焖?14 位 A/D 轉(zhuǎn)換器將放大和串行化的視頻信號(hào)數(shù)字化。數(shù)字信號(hào)處理正在計(jì)算每個(gè)像素的溫度值。它實(shí)時(shí)生成已知的假彩色圖像。熱像儀需要進(jìn)行相對(duì)廣泛的校準(zhǔn)，其中在不同芯片和黑體溫度下為每個(gè)像素分配多個(gè)靈敏度值。為了提高測(cè)輻射熱計(jì)的測(cè)量精度，F(xiàn)PA 通常以高控制精度穩(wěn)定在規(guī)定的芯片溫度下。
紅外線四、熱像儀的硬件
過(guò)去，USB 一直被視為純粹的辦公通信媒介。但與火線相反，非常廣泛的使用引發(fā)了許多開(kāi)發(fā)，以提高工業(yè)適用性，從而提高許多 USB 2.0 終端設(shè)備的可用性，尤其是 USB 相機(jī)。這些新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)是：堅(jiān)固耐用，最高 200°C 可用 USB 電纜，長(zhǎng)度最長(zhǎng) 10 m，也適用于電纜托架。CAT5E(以太網(wǎng))100 m 長(zhǎng)電纜延長(zhǎng)線，帶信號(hào)放大器，光纖到 USB 調(diào)制解調(diào)器，用于長(zhǎng)達(dá) 10 公里的光纜。
紅外線五、信號(hào)處理
由于輻射熱計(jì)的熱漂移及其片上信號(hào)處理，所有全球銷(xiāo)售的測(cè)量紅外相機(jī)都需要每隔幾分鐘進(jìn)行一次偏移校正。這種校正是通過(guò)圖像傳感器前面的黑色金屬片的電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的。這樣，每個(gè)圖像元素都以相同的溫度進(jìn)行引用。在這些偏移校準(zhǔn)期間，熱像儀當(dāng)然是盲目的。為了最大限度地減少這種干擾影響，可以通過(guò)外部控制引腳在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)啟動(dòng)偏移校正。
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