紅外熱像儀中的NETD含義是什么？

  NETD在技術(shù)參數(shù)表上被稱為“熱靈敏度”，實(shí)際的定義為“噪聲等效溫差”。它是衡量熱像儀探測器能夠區(qū)分圖像中熱輻射細(xì)微差異程度的一種方式。

  NETD常用毫開氏溫標(biāo)(mK)表示。有時(shí)候也被稱為“熱對(duì)比度”。當(dāng)噪聲與可測量溫差相當(dāng)時(shí)，探測器已達(dá)到其解析有用熱信號(hào)能力的極限。噪聲越大，探測器的NETD值越大。

  非制冷型紅外熱像儀的典型NETD值近似為45mK。科研熱像儀以光子為基礎(chǔ)，配有制冷型探測器，可實(shí)現(xiàn)的NETD值約為18mK。

  應(yīng)明確在某一特定物體溫度值時(shí)的噪聲測量值，因?yàn)樵撝禃?huì)影響測量結(jié)果。例如：30℃時(shí)，NETD值：60 mK。

如何測量NETD？

  為了測量探測器的噪聲等效溫差，熱像儀必須對(duì)著一個(gè)溫控黑體。開始測量前，需要將黑體固定。然后在特定的溫度時(shí)測量噪聲等效溫差。這不是簡單的快照測量，而是噪聲的臨時(shí)測量。

  左側(cè)圖像顯示了測量期間，紅外熱像儀觀測十分均勻的黑體時(shí)，所生成的帶有噪聲的熱圖像。

  右側(cè)圖像顯示了隨著時(shí)間的推移，從幾張圖像中獲取的所有像素值的直方圖。這是在此溫度時(shí)噪聲的臨時(shí)分布。NETD值是將此直方圖轉(zhuǎn)換為mK的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

NETD如何影響測量？

  以下圖像表示由不同熱像儀錄制的相同場景：

  一臺(tái)熱像儀的NETD值為60mK，另一臺(tái)的紅外熱像儀的NETD值為80mK。

  圖像中溫度非常低的區(qū)域顯著表明，80mK熱像儀拍攝的圖像中噪聲更多。20mK的溫差似乎差異不大，但是對(duì)圖像質(zhì)量和測量精確度會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。

影響NETD的因素有哪些？

  影響NETD的參數(shù)有多個(gè)。

  紅外熱像儀有時(shí)會(huì)有多個(gè)校準(zhǔn)的溫度測量范圍。根據(jù)選定的溫度測量范圍與物體溫度，噪聲讀數(shù)會(huì)有所不同。只要圖像中存在顯著的熱對(duì)比度，而且感興趣區(qū)域的溫度比背景溫度高很多，便不會(huì)對(duì)測量精度產(chǎn)生太大影響。

  噪聲等級(jí)同樣會(huì)受探測器和/或熱像儀溫度的影響。如果將熱像儀置于較高的環(huán)境溫度中，系統(tǒng)噪聲可能會(huì)增加。這取決于熱像儀內(nèi)部穩(wěn)定性如何。內(nèi)部溫度漂移可在非均勻性校準(zhǔn)或NUC之間觀測到，可能是幾分鐘的間隔。

  另一個(gè)可影響NETD值的變量是鏡頭的光圈級(jí)數(shù)。鏡頭的光圈級(jí)數(shù)或光圈數(shù)決定了熱輻射如何抵達(dá)探測器。總體而言，紅外熱像儀的光圈級(jí)數(shù)越低，噪聲值越優(yōu)。