點溫儀與熱成像技術性能全對比紅外熱像儀適用于全世界所有企業的非接觸式測溫項目。點溫儀是工業應用中另一款廣泛使用的非接觸式測溫工具，其工作原理與熱像儀相同：通過檢測紅外輻射，然后將其轉化為溫度讀數。然而，與點溫儀相比，紅外熱像儀具有以下幾大優勢：
●點溫儀只顯示數字，紅外熱像儀可生成圖像。
●點溫儀只可讀取單個點的溫度，紅外熱像儀顯示熱圖像中所有像素點的溫度讀數。
●由于配備有先進的光學鏡頭，紅外熱像儀能在更遠距離處檢測溫度，有助于檢查大面積區域。
點溫儀通常又稱為點溫木倉或紅外測溫儀。因其工作原理與紅外測溫儀相同，所以，可認為是只有一個像素點的紅外熱像儀。此工具可以完成多項任務，但由于只能測量單個點的溫度，操作人員會錯失很多關鍵信息，無法注意某些即將發生故障，且亟需修理的高溫關鍵組件。
同時使用成千上萬個點溫儀
類似點溫儀，紅外熱像儀同樣能提供非接觸式溫度讀數。不同之處在于，熱像儀一次能同時顯示成千上萬個溫度讀數，每個像素點對應一個溫度讀數。
一部紅外熱像儀相當于成千上萬臺點溫儀。
FLIR E40sc紅外熱像儀分辨率為160 x 120像素，一次能讀取19200個溫度讀數，FLIR T1050sc，作為工業研發/科學應用的一款高端熱像儀，其分辨率為1024 x 768，一次性可獲得786,432個溫度讀數。
既省時又能探測熱量
熱像儀不僅能測量成千上萬個點的溫度，而且能將溫度讀數轉化為熱圖像。生成的熱圖像可全面反映待檢設備的整體狀況，操作人員可立即發現點溫儀不易發現的細微熱點。
此外，熱像儀還能節省大量時間，畢竟使用點溫儀測量安裝有大批組件的大面積區域費時又費力，因為需要單獨掃描每個部件。
熱像儀可用于檢查印刷線路板的散熱問題，完成質檢或檢查汽車行業的熱效應，或者在實驗室進行失誤分析。
為使用點溫儀精確測量物體的溫度，目標物體需要完全覆蓋光斑點。這限制了精確測溫的距離。
與點溫儀相比，紅外熱像儀的另一優勢在于：能夠在更遠距離處精確測量物體的溫度。能夠測量給定尺寸目標的距離稱之為“距離系數比”(D:S)或“光斑比”(SSR)。但是這一比值來自何處，又代表何種含義？
點溫儀的光斑尺寸是指設備能夠精確測量物體的最小區域。這表示待測溫的物體（又稱“目標”）需要覆蓋整個光斑點。目標發射的紅外輻射通過點溫儀的光學鏡頭，投射到探測器上。如果目標小于光斑點，探測器可能會檢測到目標物體周圍的輻射。此時，點溫儀讀取的不單是目標的溫度，而是目標與其周圍環境的綜合溫度。
根據光學鏡頭的屬性，點溫儀離測量目標越遠，光斑點會越大。同理，目標越小，為了精確測量其溫度，點溫儀應越靠近測量目標。因此，注意光斑大小至關重要，確保測量點離目標足夠近，以覆蓋整個光斑，如果能再稍近一點，形成一定的安全邊界，效果會更佳。
例如，如果點溫儀的SSR為1:30，表示直徑為1cm光斑的溫度可在30cm距離處進行精確測量。直徑為4cm光斑的溫度可在120cm處精確測量(1.2m)。大多數點溫儀的SSR介于1:5至1:50之間，換言之，大多數點溫儀可于5-50cm處測量直徑為1cm目標的溫度。
紅外熱像儀與點溫儀相似，其紅外輻射被投射至探測器矩陣上，圖像上的每個像素點對應一個溫值。熱像儀生產商在描述其產品空間分辨率時，通常不會明確指出SSR值，而是使用空間分辨率(IFOV)。IFOV是指熱像儀探測器陣列單個像元的視場角。
理論上，IFOV直接確定了熱像儀的光斑比。由目標發射的紅外輻射經過光學鏡頭，然后投射至探測器時，所投射的紅外輻射至少應完全覆蓋一個探測器的像元，其對應熱圖像的一個像素點。因此，理論而言，覆蓋熱圖像的一個像素點應足以確保正確的測溫值。
IFOV通常以毫弧度表示（1弧度的千分之一）。弧度表示弧長與半徑之比。1弧度在數學意義上表示圓弧長度等于圓的半徑時形成的角度。由于圓的周長C=2πr(r為半徑)，1弧度等于圓周的1/(2π)，或近似57.296°，即1毫弧度0.057°。
使用熱像儀測量某個目標的溫度時，我們假定與目標的距離等于圓的半徑，同時設想目標相當平整，由于單個探測器像元的視角較小，可以假定，角度的正切值近似等于其弧度值。
在理想情況下，投射目標至少應覆蓋一個像素點。為了確保精確讀數，解釋投射時的光色散，建議覆蓋面積略大的區域。
在此公式中，光斑尺寸與目標尺寸的單位以厘米(cm)表示，IFOV以毫弧度(mrad)表示。當距離為100cm，IFOV為1 mrad時，光斑尺寸為0.1 cm。如果0.1 cm的光斑尺寸可在100cm處測得，那么1 cm的光斑尺寸可在1000cm處測得，表示：距離系數比為1:1000。
如果我們將上述計算代入公式，將SSR表示為1:X的形式，用1表示光斑尺寸，X代表距離，那么，關于X的公式如下
式中IFOV以毫弧度(mrad)表示。
理想與實際光學鏡頭
使用上述公式可計算IFOV為1.4 mrad的熱像儀，理論SSR為1:714，因此，理論上可在7m距離處測量直徑為1 cm的物體。然而，如前所述，理論值并不代表真實情況，而且還未考慮現實中所使用的光學鏡頭并非完美。將紅外輻射投射至探測器的鏡頭會導致色散與其它光學反常現象，無法確保目標能精確投射到單個探測器像元上。
投射的紅外輻射同樣也有可能來自鄰近的探測器像元。換言之：目標周圍的表面溫度可能會影響溫度讀數。
如點溫儀一樣，目標不僅應完全覆蓋光斑點，而且還應覆蓋光斑點附近的安全邊界，當使用紅外探測器熱像儀測量溫度時，建議使用安全邊界。安全邊界由測量視場角(MFOV)獲得。MFOV描述了熱像儀的真實測量光斑尺寸，換言之，即：獲取正確讀數的最小測量區域。
MFOV通常由許多IFOV表示（單個像素點的視場角）。紅外探測器熱像儀的常用慣例是：考慮到光學反常現象，目標至少需覆蓋3倍IFOV的區域。這表示：在一幅熱圖像中，目標不僅要覆蓋一個像素點，而且還應覆蓋其周圍的像素點，在理想條件下，像素點應該足以完成測量需求。
使用本慣例時，確定光斑比的公式可考慮真實光學鏡頭的系數。為更接近真實值，可以使用3 倍IFOV，而不是1倍 IFOV，其公式如下：
式中IFOV以毫弧度(mrad)表示。
基于這一公式，IFOV為1.4mrad的熱像儀SSR為1:238，表示可在2.4m處測量直徑為1 cm的物體。由于存在安全邊界，理論值可能趨于保守。真實的SSR可能會更高，但是使用這些保守的SSR值，可確保溫度讀數的精度。
源自物體的紅外能(A)經過光學鏡頭(B)聚焦，投射至紅外探測器(C)上。探測器將信息發送至傳感器電子元件(D)上，用作圖像處理。電子元件將源自探測器的數據轉化可以在取景器、標準視頻顯示器或LCD顯示屏上讀取的圖像(E)。
點溫儀的SSR值通常介于1:5至1:50之間。大多數實惠型號的SSR值介于1:5至1:10之間，功能越先進，價格越高，SSR值最高可為1:40或甚至1:50。注意：提到光學鏡頭時，點溫儀與紅外熱像儀存在相同的問題。在比較點溫儀的技術規格時，必須清楚SSR值是指理論值，還是對鏡頭的補償值。
在遠距離處檢測溫度
即便是考慮到了理想與實際光學鏡頭的系數，在測量距離上，熱像儀與點溫儀也存在相當大的差異。當測量目標為1 cm時，大多數點溫儀的距離為10-50 cm，很難再高于這一范圍。
特寫與顯微鏡頭可拍攝詳細的圖像細節，便于測量微小的熱點。對于點溫儀而言，這是極端困難的。最上端的圖像采用4倍特寫鏡頭拍攝，底端的圖像采用15μm鏡頭拍攝。
對于同樣尺寸的目標，熱像儀可在數米遠的距離精確測量其目標。即便IFOV為2.72 mrad的FLIR E40紅外熱像儀仍能在120cm處的距離測量測量尺寸為1 cm的溫度點。FLIR T1050sc作為FLIR的一款高端工業應用紅外熱像儀，采用標準的28°鏡頭，可在7m距離處測量同樣尺寸大小的目標。
使用標準鏡頭可對這些值進行計算。許多高級熱像儀均配有可更換鏡頭。當使用不同的鏡頭時，IFOV也會隨之改變，反過來會影響光斑比。對于FLIR T1050sc紅外熱像儀，FLIR不僅提供28°標準鏡頭，還提供12°遠焦鏡頭。配備專門為遠距離觀察設計的鏡頭后，其光斑比會更大。若安裝12°的遠焦鏡頭，FLIR T1050sc紅外熱像儀的IFOV為0.20毫弧度，利用這一鏡頭，同一臺熱像儀可在17m距離處精確測量相同大小尺寸的目標。
判斷是否需要進一步靠近目標
以SSR值來看，紅外熱像儀的性能明顯高于點溫儀，但是SSR值僅指能夠精確測量溫度的距離。在實際檢測中，熱點并非需要精確的溫度讀數。在熱圖像中，即便目標只覆蓋一個像素點時，熱點仍舊清晰可辨。溫度讀數可能并非完美，但能用于檢測到熱點，操作人員可進一步靠近目標，確保目標在熱圖像中能覆蓋更多的像素點，保證溫度讀數準確無誤。
在測量微小目標時，點溫儀也面臨著巨大挑戰。這項功能在電子元件檢測中變得日趨重要。由于設備的處理速度持續加快，而且需要安裝在更小體積的空間內，尋找散熱和識別熱點的方法是一項非常實際的問題。點溫儀能有效檢測和測量溫度，但是其光斑尺寸太大。然而，配備有特寫鏡頭的熱像儀每像素光斑尺寸的焦距可調低至5μm，便于工程師和技術員對細微的目標進行測量。
消除猜測、眼見為實
點溫儀只能顯示一個讀數，且讀數可能并不精確，容易讓人產生猜測。紅外熱像儀能精確顯示熱量，不僅能夠實現溫度測量，而且還能顯示溫度分布的瞬態圖像。可見光信息與精確溫度測量的完美結合有助于快速、準確發現故障點。即刻升級為FLIR Systems的紅外熱像儀，以更快速、更便捷的方式發現問題，以消除各種因不確定性而產生的猜測。(end)