如果您考虑在一个项目中添加热传感器，应注意一下几个事项，以确保获得所需的功能。
当前的热感技术和新的应用领域
您的下一个产品设计中会包含热成像吗?可能会，但首先您必须了解热感技术除了用在电视上看到的幽灵追踪和找不到大脚怪之外，还有哪些真实用途。热成像并不仅仅是另一种形式的夜视，它看到的是热量，而不是光;热成像可全天候工作。 1 热像仪探测并显示从某个物体发射或反射的红外能量的相对强度差异。发射的红外能量始终在我们周围，与存在的可见光量无关。记住这点非常重要，因为热成像并不只是另一种形式的夜视 – 它看到的是热量，而不是光;热成像可全天候工作。最后，热像仪可通过热能差异生成图像，因此通过热感技术可以看到产生热量的任何事物。人、动物、机电系统和工业生产过程都有各自的热量信号，可通过热感相机看到。红外成像在军事和执法领域的应用已达数十年，得到了广泛的认识和证实。但是，最新的技术进步使其更小、更轻便且更经济，适用于商业用途并且可供消费者使用，因此熟悉热感技术带来的所有不同功能是一个不错的想法。热感相机可透过烟雾看到事物，因此是一款经证实可用于消防的工具，能够执行搜救行动。这开辟了全新的应用范围，因为热像仪非常适合探测到人或动物存在而发出的热量差异，透过烟雾、灰尘或在完全漆黑的环境下看到事物，以及探测到磨损或快要出现故障的机电零件。在住宅视频监控等非常注重隐私的领域中应用热感相机时，还具有额外优势：不生成可能识别脸部特征的图像，而且它们不会看到窗内的景象。但是，除了用作相机外，热感技术也可以用作传感器。所采用的正交技术远胜可见光成像器，降低了在安全应用方面，以及在 ADAS(高级驾驶员辅助系统)和自动驾驶汽车等新兴领域中可能的 LIDAR、雷达和可见光相机的错误警报。因为热像仪和传感器无需任何光照就能生成图像或探测到人或动物的存在，因此无论是为实现家庭自动化而采用的家用监控相机和屋中人探测器，还是游戏机手势识别和汽车应用方面的驾驶员视觉增强，它们的应用应有尽有。
什么是热成像
热像仪探测并显示红外能量的差异，使用这些差异生成灰度图像或彩色图像。红外能量是波长足够长的电磁波谱的一部分，人的肉眼无法看到它们。因此，热像仪可以在没有可见光的情况下生成图像，使用它们可以在完全漆黑的环境中以及透过烟雾、灰尘和薄雾探测到很小的温差。地球上的一切事物(甚至冰)都会发出红外能量。事实上，超过绝对零度(即所有分子活动均停止的温度)的任何事物在理论上会发出某种程度的红外线，并且可在合适的条件下被热感相机探测到。物体温度越高，发出的热能就越多。我们最熟悉的电磁能类型是可见光。可见光实际上是很窄的波段，所含范围仅为 0.39 到 0.75 微米 (µm)。相比之下，红外波段所含范围要大得多，从近 1.0 µm 开始到 1,000 µm 结束。但是，就我们对红外能量成像的讨论而言，现在将要讨论以下特定子集的能量： • 短波红外 (SWIR) 波段，范围约为 0.9-1.7 µm • 中波红外 (MWIR) 波段，范围约为 3-5 µm 热像仪可以在没有可见 • 长波红外 (LWIR) 波段，范围约为 8-14 µm
热感相机如何工作
热感相机捕获我们周围的红外能量，并使用该能量通过数字或模拟视频输出生成图像或数据点。热感相机通常只能感知到我们之前所讨论的其中一个波段：3-5 µm 范围的 MWIR 或 8-14 µm 范围的 LWIR。虽然存在例外情况，但大部分 MWIR 相机需要使用板上低温冷却器将红外探测器冷却到约 77 开尔文，才能生成图像。这些冷却器增加了大小、重量、复杂度和成本，并且需要定期维护。未冷却的 LWIR 成像器(如 Lepton 和 Boson)可以在环境温度下生成图像，因此与冷却的成像器相比，它们的大小、重量、复杂度和成本都要更低。该相机本身包含镜头、热传感器、图像处理电路和器械外壳。镜头将红外能量集中到传感器(也称为探测器)上。 FLIR 提供的 LWIR 探测器由氧化钒 (VOx) 制成，这是用于探测长波辐射的感知度最高的材料，通常不会像非晶硅材料制成的探测器那样生成图像伪影。这些探测器实际上是探测器元素阵列，可作用于各种像素配置，最常用的是 320x256 和 640x512。这是探测器分辨率。虽然与可见光成像器相比，这些分辨率非常低，但这是有原因的。热感相机中的单个探测器元素本身要比可见光相机大得多;可见光相机的像素仅为 1-2 µm，而热感相机的每个探测器元素均为 12-17 µm!这是因为与可见光相机相比，热探测器必须能够感知到波长大得多的能量，这就需要每个传感器元素也要大得多。因此，与相同机械尺寸的可见光传感器相比，热感相机所具有的分辨率通常会低很多(像素更少)。探测器探测到热能后，读数仪表会将其转换为信号，该信号可从相机传出，也可以通过最尖端的相机(如 FLIR Boson)直接传送到单芯片系统电路。此 SOC 可向相机提供图像处理和分析等内置功能，以及用于需要集成商开发的后端电子产品的其他高级功能。 FLIR 热感相机所使用的镜头由锗或硫族化物制成，因为这些材料对于长波辐射高度透明。热感相机使用的镜头材料与可见光相机不同，因为可见光相机材料会有效地阻止探测器探测到所有红外能量。这也就是热感相机不能用于查看窗户内部景象的原因。
如何为我的集成产品选择合适的热像仪
选择合适的热感相机很大程度上取决于您的相机用途，此决定受许多因素影响。我需要哪种分辨率和镜头?此问题的答案由需要看到什么样的图像、需要在多远的距离看到它，以及需要在图像中呈现的细节级别确定。有各种各样的热感相机可供选择，从适用于智能手机的经济成像器到用于重要任务和生命救援任务的高性能相机。FLIR 相机(如 Boson)采用 qVGA (320x256) 分辨率和 VGA (640x512) 分辨率，水平视野 (FOV) 范围为 4° 到 92°。价格更实惠的相机(如 Lepton)采用更低的分辨率，例如 80x60 和 160x120。相机分辨率与图像细节和可能的探测范围直接相关。如果您只需要探测物体，单像素可能就足够了。如果您需要识别这是什么物体(是人、是动物，还是车辆)，则需要更大的像素组。如果需要识别物体本质(例如这是武装人员、这是狗而不是鹿，或者这是卡车而不是小轿车)，甚至还需要更高像素。在该 FOV 中按像素的水平数量划分场景宽度将使您知晓在该距离检测到的最小特征。您还可以使用称为“瞬时视野”(iFOV) 的规格，获取单像素的视角大小，也可以在给定范围内计算其大小。我需要何种敏感度?相机的敏感度指定为噪声等效温差 (NEDT)。这是信噪比指标，告诉您生成等效于相机暂态噪声的信号所需的温差，还可以告诉您相机可解析的最小温差。NEDT 通常以毫开尔文 (mK) 为单位，数字越低，性能越高。FLIR Boson 的敏感度小于 50 mK，在业界处于领先地位。了解这些因素后，联系我们的应用工程团队;他们将帮助您更进一步地了解您选择的相机并获取所需的解决方案。
除了成像功能，还需要辐射测量吗
所有热感相机都能提供在其视野内热能的相对强度图像，但某些相机实现了进一步扩展，可提供这些物体的非接触式校准温度测量。此过程称为辐射测量。 为了实现此功能，相机需要补偿辐射的其他源(反射、镜头材料)、大气效应(湿度、天气状况和目标距离)和要查看的物体的材料属性(尤其是其发射率)。了解这些元素后，相机接收的辐射量即可转换为精度近似 +/-2°C 的温度值。 FLIR 相机可有不同程度的辐射测量能力和精度(从仅成像到简单的中心点亮度计功能，再到高级的辐射测量和改进的精度)，可将许多 FLIR 相机按成像或辐射测量排序。
红外供应商应为我提供哪些保证
当您设计热成像时，需要确保技术过硬;同样地，您也需要一家公司向您做出此承诺。确保您的红外供应商在以下重要方面做出了承诺： 6 FLIR 致力于在红外技术方面成为世界领先者，这一点就足以让您选择我们作为您的总红外供应商。 • 优质和可靠性，确保您的相机在产品的整个设计生命周期内“正常工作” • 其 OEM 合作伙伴成功案例的经证实的跟踪记录 • 有专门的产品技术支持人员为您解惑 • 本地售后服务 • 可在公司网站或通过电子邮件快速轻松地访问产品规格、图示和接口文档 • 该公司是长期发展的稳定公司 • 致力于持续开发和改进产品，以便在技术不断变化时始终处于领先地位 • 在迅速发展领域(如安全、IoT 和汽车)拥有行业特定的领域知识，以及特定的接口、法规和控制措施。
总拥有成本是多少
除了简单的购置成本，还需要考虑许多重要因素，这些因素决定了 OEM 热感相机是否物有所值。当然，单位成本也很重要，但您的总体生产成本可以使您的系统在市场中保持竞争力。无论是长波、中波还是短波红外，FLIR 热感相机的设计核心都是支持轻松有效地集成到更高级别的组件和平台。 7 隐性成本(如集成困难、额外的工程开发时间和延长的上市时间)甚至会使向市场推出新产品的最完美计划付诸东流。请确保所选的供应商具备以下条件： • 价格更具竞争力 • 提供专业技术支持，以便轻松集成 • 提供随时可用的文档、SDK、解决方案加速器，支持与应用工程师联系 • 保证其产品处于业界领先地位 • 让您以能够获得成功的价格点投入市场。
热感相机是否需要出口许可证
部分需要，部分不需要。FLIR 雇佣了一个贸易合规专家团队，他们了解出口的规章制度，可以帮助客户解决出口问题。如果 FLIR 向一位美国客户提供了一台相机，但该客户想要向美国境外出口或再出口 FLIR 相机，无论该相机是否集成到了其他产品，都需要客户自行向美国政府的相关部门申请所需的出口许可证。
