熱靈敏度

NEDT(噪聲等效温差)是評價中波(MWIR)和長波(LWIR)紅外熱像儀的關鍵參數。它是一個代表温差的信噪比的數值,這個温差信號等同於熱像儀的瞬時噪聲。因此,它近似代表熱像儀可以分辨的最小温差。

它是由瞬時噪聲除以響應度,通常由mK表示。這個值是熱像儀的光圈數、積分時間和測量時的具體温度的函數。要測量它的話您需要一台高質量的面源黑體。將黑體設置在25°C。熱像儀應置於最近距離(2到5 cm)。對於中紅外熱像儀,設置積分時間使得在熱像儀探測器(FPA)的動態範圍在大約一半位置,並不要安裝鏡頭。

對於非製冷長波紅外熱像儀,積分時間設置為最大值,並安裝標準的25mm鏡頭。2個點的非均一化校正執行以後會得到一個均一化的圖像。並且有3組數據會通過熱像儀的數字輸出獲得。

對於第一組數據,把黑體温度設置為20°C並連續採集64幀數據。計算這些幀的平均值後得到每個像素組成的新陣列,它代表了20°C時的響應值。其單位是A/D計數值。

對於第二組數據,把黑體温度設置為25°C並連續採集128幀數據。把128幀每個像素的數據取標準差。然後把這些標準差值作為一個矩陣代表了瞬時噪聲。其單位是A/D計數值。

對於第三組數據,把黑體温度設置為30°C,和第一組數據一樣連續採集64幀數據。計算這些幀的平均值後得到每個像素組成的新陣列,它代表了30°C響應值。其單位是A/D計數值。從30°C的響應矩陣減去20°C的響應矩陣,然後除以10,然後得到一個響應度矩陣,其單位是計數值每度。然後用響應度矩陣除瞬時噪聲矩陣,得到NEDT矩陣,其單位是K。算出所有像素的平均值(消除壞點)後,乘以1000,得到以mK為單位的數值 ^[2]  。

為驗證不同熱靈敏度對圖像拍攝效果的影響，我們做了以下實驗：

均選用160 *120紅外像素的傳感器，在温標固定的狀態下，使用具備不同熱靈敏度的儀器進行拍攝，結果如下：

結論：在不同熱靈敏下，呈現的圖片效果也截然不同， 靈敏度的數值越小，代表熱靈敏度越優，圖片越清晰。

testo 全線紅外熱像儀產品均配置了最佳測量性能的熱靈敏度，最優可達<0.03 ℃熱靈敏度，可識於細微温度差異。