光圈如何影響熱像儀成像質(zhì)量

本文深入探討了光圈對熱像儀成像質(zhì)量的影響，包括光圈的定義、景深與光圈的關(guān)系、以及光圈如何影響熱像儀的熱靈敏度和測溫能力，重點對比了非制冷與制冷熱像儀在不同光圈設(shè)置下的性能表現(xiàn)。

光圈如何影響熱像儀成像質(zhì)量?

光圈的定義

景深景深和光圈成比例，也和聚焦距離有關(guān)系。數(shù)學(xué)公式不是線性的(如下)：一般而言，為了收集到足夠的光，非制冷熱像儀需要更快的光路，這對于圖像質(zhì)量有幫助(更少的噪音)，但是景深會差一點，如果在很近的距離工作，往往熱像儀不可在全視場對焦。

下面的圖片展示了在標(biāo)準(zhǔn)配置下兩種設(shè)備的景深和工作距離的關(guān)系(所有制以毫米為單位)。

非制冷

● A615, 640 x 480

● 24 mm lens, f/1.0.

● Pitch 17 μm

制冷

● A6651, 640 x 512

● 25 mm lens, f/2.5.

● Pitch 15 μm

由于更好的景深，制冷熱像儀能更好地工作，特別是近距離測溫的應(yīng)用當(dāng)中。A6651也可以配 F/4.0的鏡頭。這樣熱像儀會有更好的景深但是卻需要更長的積分時間保證信噪比。

熱靈敏度熱靈敏度是設(shè)備的系統(tǒng)噪音的質(zhì)量參數(shù)。他表示了熱分辨率，是測試最小溫差的能力。這不是個恒定值。

● 在給定測量范圍內(nèi)，溫度越高熱靈敏度越小(更好)。

● 當(dāng)測量范圍變大，熱靈敏度就會變大(不好)。

● 對于制冷熱像儀，積分時間減小會造成熱靈敏度變大(不好)。

熱靈敏度是通過短時間的統(tǒng)計核算算出來的。注意在正常的操作溫度中和熱靈敏度一樣的溫差是測量不出來的。假設(shè)噪音是高斯分布的，需要6倍的熱靈敏度值才能確認(rèn)這是不是一個噪音。

下面的圖標(biāo)顯示了低熱靈敏度(更好)和高熱靈敏度(不好)。

低熱靈敏度

高熱靈敏度熱靈敏度一般定義在30度的時候，如下表：

看上去所有的系統(tǒng)都有很好的噪音性能，一些非制冷的探測器看上去和制冷探測器性能差不多。但是比較熱靈敏度，一個重要的因素就是測量的時候把光圈的值考慮進去。把熱靈敏度除以光圈的面積，歸一化到f/1.0，可以得到可比較的熱靈敏度值如下表所示：

比較的結(jié)論是制冷探測器更敏感，可以探測更小的溫差，這對熱像儀的應(yīng)用很重要。