电气器件系列四十：红外热成像仪

红外热像科技在军民两方面都有应用，最开始起源于军用，逐渐转为民用。在民用中一般叫热像仪，主要用于研发或工业检测与设备维护中，在防火、夜视以及安防中也有广泛应用。通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

原理：

热红外成像原理 - 知乎

科普 | 红外热成像技术是什么？_哔哩哔哩_bilibili

选型参数：

1.测温范围：红外热像仪所能接收、测量的温度范围。

2.空间分辨率：在单位测试距离下，红外热像仪每个像素能够检测到的最小目标面积，单位 mRad。IFOV 越小，相同距离下可测得的目标越小。

3. 最小聚焦距离：红外热像仪对焦的最小阈值，小于最小聚焦距离，将不能正确对焦，导致画面模糊。

4. 最小检测目标尺寸：红外热像仪所能检测的最小目标尺寸，决定了热像仪捕捉细小尺寸的能力。

5. 热灵敏度：代表热像仪可以分辨的最小温差，决定热像仪区分细微温差的能力。热灵敏度越小，图像更清晰。

6. 对焦方式：手动对焦，转动镜头外的手动对焦控件进行对焦。激光自动对焦，将激光点对准目标，即可自动对焦。免调焦，具有固定焦距，对准即拍。

7. 帧频：指热像仪采集图像的频率，帧频越高，画面越流畅。

【选型指南】#02 红外热像仪选型须知的7条重要参数_哔哩哔哩_bilibili

红外热像仪该如何选购？-电子发烧友网

2023红外热像仪推荐指南，看完就知道该怎么选 - 知乎

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应用：

红外热像仪用于PCBA检测

红外热像技术在PCB电路板的应用 - 测量仪表 - 电子发烧友网

维修电路板：

红外热成像变成电路板漏电短路照妖镜_哔哩哔哩_bilibili

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手机维修几款热成像效果对比_哔哩哔哩_bilibili

ips屏

IPS屏幕（In-Plane Switching，平面转换）技术是日立公司于2001推出的液晶面板技术，俗称“Super TFT”。IPS屏幕就是基于TFT的一种技术，其实质还是TFT屏幕。IPS是通过使分子在各方向表观长度相同来解决视角问题。和VA液晶同为当今液晶技术的两大主流。

红外分辨率：

红外探测器的分辨率即热成像像素点的多少，和我们可见光相机是一个原理。分辨率越高，意味着观测点和测温点越多，可观测和测量更小的目标和观测到更远的距离。通常红外热成像可以提供的分辨率有120x90、256x192、384x288、640x512、800x600、1280x1024等，分辨率越高，对应产品的成本越高。

帧频：指热像仪采集图像的频率，帧频越高，画面越流畅。

可见光融合：

红外与可见光图像融合是图像融合技术的一个重要分支。红外技术现已被广泛的应用于生物、医学以及军事等各个领域。但是红外图像本身有着许多的缺点,如红外图像的分辨率较低,红外图像的清晰度远不如可视图像等。因此人们在利用红外图像分析问题时,经常希望可以同时看到可见光图像信息与红外图像信息。图像融合就是一种为人们同时观察红外图像信息与可见光图像信息的有效方法。

红外与可见光图像融合技术研究_知网百科

IP是Ingress Protection缩写，IP等级是针对电气设备的外壳对异物侵入防护等级，来源是国际电工委员会的标准IEC 60529，这个标准在2004年也被采用为美国国家标准。

在这个标准中，针对电气设备外壳对异物的防护，IP等级的格式为IPXX，其中XX为两个阿拉伯数字，第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级，第二标记数字表示防水保护等级，具体的防护等级可以参考下面的表格。

发射率： 

红外热像仪之热辐射基本规律与发射率_黑体_温度_电磁辐射

发射率对红外热像仪测温的影响

像素大小（像元尺寸）
 

去年，热成像还是17微米的天下，但是任何事物都是向前发展的，2019年热成像仪整机产品已经发展到了12微米，12微米比17微米到底强在哪里呢？

12微米的像元间距的先进性，这里我们用17微米作对比

第一、产品体积变小，不断满足户外更轻便的发展趋势。

第二、功耗降低，以艾睿光电12微米新品为例，以前17微米的产品仅能使用5-6个小时12微米产品能连续工作12小时。

第三、视距，25mm镜头竟能跟35mm的17微米产品视距相当，更小的镜头带来更大的收益。

色板：

红外热像仪热图、效果图怎么看-[灵蜂智能官网 ]-专业红外热像仪厂家

红外热像仪与任何数字图像一样，热图像由像素组成。在热成像中，每个像素代表一个特定的温度数据点。这些数据点将根据其数值分配的颜色或灰度，这意味着当热传感器检测到热能的变化时，它将通过调整像素的颜色或灰度来表达这种变化。

调色板是通过增强或削弱热像照片的对比度，来改变场景的外观，但不会更改任何温度数据。热调色板在很大程度上取决于用户偏好，但有时不同的环境或情况可能会因为特定的调色板而受益，下面一起来看下都有哪些可用的热调色板：
01铁红调色板
铁红是一种通用的调色板，它可以通过颜色来显示热量分布和细微细节，从而快速识别热异常。较热物体以较浅的暖色显示，而较冷的物体以较暗的冷色显示。
02彩虹调色板
彩虹与铁红相似，暖色代表图像中热的部分，冷色代表冷的部分，但在混合中加入了更多的颜色，从而增强了画面的对比度，它有助于在温差较小的环境中精确定位物体。
03彩虹高对比度调色板
彩虹高对比度调色板相较于彩虹调色板更增加了图像的对比度，与其他调色板相比，这使您可以看到更均匀的细节，并发现细微的温度差异。
04北极调色板
北极调色板是将简单着色的铁红调色板与彩虹高对比度调色板的低对比度性能相结合，用金色识别温暖的物体，用蓝色识别较冷的物体。不同的颜色很快就能探测到热源，而较暗的阴影则能分辨出轻微的温度变化。
05熔岩调色板
类似于铁红和北极，熔岩调色板用暖色调显示较热物体，用蓝色显示较冷的物体，这是在低对比度环境中快速捕捉体热和其他细节的另一个不错选择。
06白热调色板
白热是常用的调色板，用白色显示较热的对象，用黑色显示较冷的对象。 灰度调色板为温度跨度大的场景提供了简单性，并生成具有真实细节的图像。白热的多功能性使其在不断变化的景观和城市区域中具有吸引力，从而削弱画面的对比度，降低分析难度。
07黑热调色板
黑热调色板是白热调色板的反转版本，将较暖的物体显示为黑色，将较冷的物体显示为白色。黑热调色板是执法人员和猎人的偏爱，它以清晰逼真的图像显示体热。同白热一样，他们都是灰度调色板，通过削弱画面的对比度，降低分析难度。
08等温线调色板
等温线是用明亮的颜色（通常是红色、黄色或蓝色）在目前跨度下的调色板中突出显示某段温度范围。 

目前最常用的调色板模式有以下3 种：灰度：轮廓线最清晰，热点较难判断；铁红：轮廓线较清晰，热点较易判断；红蓝彩色（彩虹）：轮廓线较模糊，热点最易判断；在红蓝彩色调色板基础上，增加了“高对比度（Ultra Contrast）”模式，更适合现场快速、清晰地捕捉问题点。

红外光谱带宽

图像模式：热成像，可见光，画中画，融合

”画中画”功能，在可见光图片上叠加热像图片，目的是清晰显示热像覆盖区域和现实场景匹配的位置信息，帮助用户快速定位现实场景中的故障位置。

视场角fov、ifov（空间分辨率）

热成像的视场角和角分辨率如何计算

浅析红外热成像视场角和空间分辨率|焦距|镜头|光学|探测器_网易订阅

热灵敏度

NETD即热灵敏度 ，又被称作噪声等效温差，是红外热像仪的主要参数之一 ，用于叙述红外热成像仪可检测 的最小温差值，NETD值越小，表达灵敏度越高，图象越清楚 。

NETD常见毫开式温标 （mK）表达 ，当噪声与最小可测量温差想当时 ，探测器已做到其分析有效热信号工作能力的极限 。 噪声越大，探测器的NETD值越大，灵敏度越低。

红外热像仪的热灵敏度有什么影响 热像仪开发需要考虑的因素 - 测量仪表 - 电子发烧友网

红外人体测温热像仪的NETD（热灵敏度）的定义_噪声

显示屏分辨率？

显示分辨率是显示器在显示图像时的分辨率，分辨率是用点来衡量的，显示器上这个“点”就是指像素(pixel)。显示分辨率的数值是指整个显示器所有可视面积上水平像素和垂直像素的数量。例如800×600的分辨率，是指在整个屏幕上水平显示800个像素，垂直显示600个像素。

显示分辨率_百度百科

红外分辨率？

红外分辨率和屏幕分辨率是完全不同的东西

红外分辨率指的是什么

一文读懂红外热成像的探测器分辨率|像素|测温_网易订阅

空间分辨率？

空间分辨率指的是在使用红外热像仪观测时，红外热像仪对目标空间形状的分辨能力。一般来说，来说空间分辨率越小测温越准确，空间分辨率较小时，被测*小目标覆盖了红外热像仪的像素，测试的温度即被测目标的温度；空间分辨率较高，被测的*小目标不能完全覆盖红外热像仪的像素，测试目标就会受到其环境辐射的影响，测试温度是被测目标及其周围温度的平均温度，数值不够准确。 红外热像仪的空间分辨率通常以mrad(毫弧度)为单位表示。mrad的值越小，表明其分辨率越高。弧度值乘以半径约等于弦长，即目标的直径。

温度分辨率？

 红外热像仪的温度分辨率是指红外热像仪使观察者能从背景中**的分辨出目标辐射的小温度AT。民用热成像产品通常使用NETD来表述该性能指标。 红外热像仪的温度分辨率体现了一台红外热像仪的温度敏感性，温度分辨率越小则意味着红外热像仪对温度的变化感知越明显。因此在选择红外热像仪的时候尽量选择此参数值小的。红外热像仪测试被测物的主要目的是通过温度差异找出温度故障点，测量单个点的温度值并没有太大意义，主要是通过温度差异来找相对的热点，起到预维护的作用。

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