圖3.觀測37 ?C黑體時典型FLIR A325sc紅外熱像儀的標準差。

如圖3所示。該圖形顯示出其典型的標準差小于0.1 ?C。突破到0.2 ?C左右的偶然情況也是因為熱像儀進行了單點校準。單點校準是自校準流程中的一種類型，是所有采用微測輻射熱計的紅外熱像儀都必須定期執(zhí)行的流程。

到目前為止，我們討論的都是非制冷型微測輻射熱計紅外熱像儀采集的數(shù)據(jù)。那么高性能量子探測器紅外熱像儀的結(jié)果會有何不同？

圖4.觀測35 ?C黑體時典型銻化銦紅外熱像儀的響應值。

圖4顯示的是典型3‐5  μm帶銻化銦(InSb)探測器的紅外熱像儀，比如FLIRX6900sc。該熱像儀的規(guī)格文檔中標明，該測試精度為±2 ?C或2%。你會發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)在這些規(guī)格范圍內(nèi)：該天的精度讀數(shù)約0.3 ?C，精確性讀數(shù)約0.1 ?C。但為什么偏移誤差是在0.3 ?C？這可能是因為黑體的校準、熱像儀的校準或第2節(jié)中提到的局部誤差術語造成的。另一種可能是熱像儀只在測量開始的時候進行了簡單的暖機。如果光學鏡頭或機身的內(nèi)部沒有產(chǎn)生溫度變化，那么可能會抵消溫度測量值。[pagebreak]

我們從這兩個校準測試中可以得出這樣的結(jié)論，微測輻射熱計紅外熱像儀和光子計數(shù)量子探測器紅外熱像儀可能經(jīng)過出廠校準，在典型的室內(nèi)環(huán)境條件下，觀測已知發(fā)射率的37 ?C物體時的精度小于1 ?C。

環(huán)境溫度補償

出廠校準的一個最關鍵步驟是環(huán)境溫度補償。無論是熱探測器紅外熱像儀還是量子探測器紅外熱像儀，都會對落在探測器上的總紅外能量做出響應。如果熱像儀的設計精良，大部分能量都來自于物體：極少是來自熱像儀本身。但是，不可能完全消除探測器和光程周圍材料的影響。沒有適當?shù)难a償，機身或鏡頭的任何溫度變化都可能明顯改變熱像儀提供的溫度讀數(shù)。

FLIR Systems的校準室。

實現(xiàn)環(huán)境溫度補償最好的方法是從最多3個不同位置測量熱像儀和光程的溫度，然后將測量數(shù)據(jù)并入校準公式中。這樣可以確保整個工作溫度范圍的準確讀數(shù)(一般為-15 ?C至50 ?C)。這對將要用于室外的熱像儀來說尤為重要，否則的話便會受到溫度波動的影響。和環(huán)境溫度補償一樣重要的是，在進行關鍵測溫前要對熱像儀進行完全的預熱。同時，也要確保熱像儀和鏡頭沒有直接曝露于光照或其他熱源下。改變熱像儀和光學鏡頭的溫度會對測量的不確定性產(chǎn)生不利影響。

我們應該注意到，并非所有的熱像儀制造商在他們的校準過程中都會進行環(huán)境溫度補償。如果對環(huán)境溫度偏移補償做的不好，這些熱像儀的數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)明顯的錯誤 — 偏差可能在10 ?C以上。因此，在購買紅外熱像儀前，一定要詢問其有無進行過校準，以及如何執(zhí)行的校準。

其他測量值考量因素

無論與熱像儀的校準有無直接的相關性，某些考量因素，如發(fā)射率和距離系數(shù)比都可能影響熱像儀的精度。發(fā)射率設置錯誤或測試條件不合適會影響熱像儀能否正確測量物體。