红外成像仪的选择简介.pdf

红外成像仪的选择简介 上海科技宇航-姜明 随着红外技术的引进，越来越多的探伤手册中提到采用红外线技术来完成复合材料积水的 检查。 例如 A320 NTM 手册55-20-07 升降舵顶部和底部面板的检查。该项目具体对红外线成像设备 的要求见图一 图一 从以上引用的材料可以看出，红外设备的性能参数是影响检测能力的关键，为了使大家选 购的设备能够满足基本的工作需求，特将有关红外设备的一般参数性能给大家做一个简要的介 绍。 首先给大家简单介绍一下红外成像仪的主要分类： 光子感应器式红外成像仪 1. 根据红外成像仪的感应器不同来分类 热感应器式红外成像仪 光子感应器是将接受的辐射能量直接转换成电信号。灵敏度很高，工作稳定，反映迅 速。 热感应器是由多个感应单元同时接受辐射并被加热，通过比较热量的变化来给出成像 信号,灵敏度比光子感应器式低，工作不如光子感应器稳定，反映速度也不及光子感应器， 但是体积小，重量轻，价格便宜。图一所提到的PM545 型就是热感应器式红外成像仪，在 其说明书中有介绍。 中波红外线成像仪 2. 根据红外线成像仪所适用的红外波长不同，可分为 长波红外线成像仪 以下给出的光谱图（图二），以便大家有一个感性的认识 图二 • 可视光的波长范围一般为 0.4 到0.7µm • 近红外线的波长范围一般为 0.7 到1µm • 红外短波的波长范围一般为 0.9 到2.5µm • 红外中波的波长范围一般为 2 到5µm • 红外长波的波长范围一般为 7.5 到13 或14µm 从图一的参数要求spectral band 7.5 to 13µm，我们看出其手册所要求的波长范围是长波红外 线成像仪。 那么长波和中波红外线成像仪对红外图像的影响是什么？通过普朗克曲线图三，可以看出 图三 其影响主要在于随着待观察物体的温度升高，该物体所辐射的能量随着波长的减小而增大。 通俗点说也就是在测量接近常温下的物体时，长波红外线成像仪较敏感。在测量超高温的 物体时，中波红外线成像仪较敏感。 其次给大家介绍一下红外线成像仪的参数含义： 1. 像素：是图像最基本的单位（Pixel ），可以通俗的理解像素就是一个小点，而不同颜 色或灰度的点(像素)聚集起来就变成一幅影像。像素越高，意味着你可以更远的距离 发现更细微的问题。我公司采购的FLIR T400 型红外成像仪的像素为320X240 。对 于低分辨率的成像仪，为了提高影像的清晰度，可以安装长焦镜头。但是，同时其 视野也会随之减小。对于给定的距离，同样的视野，像素越高，那么影像越清晰。 总之在不考虑经济因素下，像素越高越好。 2. FOV(视野) ：也就是所能见到的空间范围，用角度来表示。图四中的角度，即可以理 解为红外成像仪的水平视野，当然还有垂直视野。图一中所要求的红外成像仪的视 野为水平24 °垂直18°。同样的像素条件下，视野越小，影像越清晰。 图四 3. IFOV(空间分辨率，也称为瞬时视野) ：也就是被投影的红外成像仪的像素点，投影 后具有的尺寸。单位用毫弧度（mrad ）来表示，1.3mrad 可以理解为红外设备在距离 被观测物体1m 处，所能分辨的最小物体大小为1.3mm 。