(7)最小可分辨溫差。最小可分辨溫差通常用MRTD表示，它是評(píng)價(jià)紅外熱成像系統(tǒng)溫度分辨率的主要參數(shù)。對(duì)具有某一空間頻率的四個(gè)條帶(寬高比為1：7)目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)圖案，由觀察者在顯示屏上作無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間的觀察，當(dāng)目標(biāo)與背景的溫差從零逐漸增大至觀察者確認(rèn)能分辨出四個(gè)條帶的方波圖案時(shí)，目標(biāo)與背景的溫差稱(chēng)為該空間頻率的最小可分辨溫差。

(8)最小可探測(cè)溫差。最小可探測(cè)溫差通常用MDTD表示，它也是紅外熱成像系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù)，它既反映了系統(tǒng)的熱靈敏特性，也反映了系統(tǒng)的空間分辨率。與MRTD不同之處是，MDTD是目標(biāo)尺寸的函數(shù)，其定義為：當(dāng)景物中兩相鄰單元的溫差所產(chǎn)生的輻射強(qiáng)度的增量等于噪聲等效輻射強(qiáng)度時(shí)，該溫度即為系統(tǒng)的MDTD。

4.紅外熱成像測(cè)量物體表面溫度

紅外熱成像探測(cè)技術(shù)在測(cè)量、搜索、跟蹤、制導(dǎo)、偵察、預(yù)警、遙感等方面都有著非常重要的應(yīng)用，此處只討論與測(cè)量物體表面溫度場(chǎng)有關(guān)的熱成像探測(cè)技術(shù)。

(1)紅外熱成像測(cè)溫的優(yōu)點(diǎn)。紅外熱成像系統(tǒng)廣泛用于測(cè)量固體表面溫度，這種測(cè)量方法有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)非接觸測(cè)量，不會(huì)影響被測(cè)目標(biāo)的溫度分布，對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)、高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)、帶電目標(biāo)、高溫目標(biāo)及其他不可接觸目標(biāo)都可采用。

2)響應(yīng)快，它不必像一般熱電偶、熱電阻那樣要求與被測(cè)目標(biāo)達(dá)到熱平衡，只要接受目標(biāo)的輻射能即可，而輻射能的傳播速度為光速，因此測(cè)溫的速度儀取決于紅外熱成像系統(tǒng)自身的響應(yīng)速度。

3)測(cè)溫范圍寬，如一臺(tái)AGA型紅外熱成像儀的測(cè)溫范圍為-45～2000℃。

4)靈敏度高，目前最靈敏的紅外熱成像系統(tǒng)能測(cè)出0.01℃的溫度變化。

5)空間分辨率高，如點(diǎn)紅外熱成像系統(tǒng)的取像速率為25幀/s，每幀200條掃描線，每條掃描線100個(gè)像元，垂直和水平的掃描效率分別為0.8和0.5，則Is內(nèi)可測(cè)出20萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，因此特別適合溫度場(chǎng)的測(cè)量。

(2)被測(cè)物體發(fā)射率對(duì)測(cè)溫的影響。紅外熱成像測(cè)溫，實(shí)際上是測(cè)量在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)物體表面的輻射能量，再換算成溫度，并以黑白(或彩色)圖像的形式將物體表面的溫度場(chǎng)顯示出來(lái)，而不同的灰度值(或彩色)就代表了不同的溫度。但是，由于物體表面發(fā)射率不同，且隨溫度和波長(zhǎng)變化，這就給紅外熱成像測(cè)量(也包括其他輻射測(cè)溫方法)帶來(lái)復(fù)雜的問(wèn)題。雖然物體處于同樣的溫度，但由于其發(fā)射率不同而使探測(cè)器接收到的能量不同，從而顯示出不同的溫度值。

實(shí)際物體都是非黑體，其發(fā)射率均小于l，這些非黑體的發(fā)射率的變化有如下三種情況：

1)發(fā)射率小于l，但不隨波長(zhǎng)變化，此為灰體。

2)發(fā)射率不僅小于1，而且隨波長(zhǎng)變化，如一些高分子有機(jī)材料、玻璃及氣體分子等。

3) 發(fā)射率既隨波長(zhǎng)變化，又隨溫度變化，如某些金屬。

普朗克定律只是對(duì)黑體輻射而言的，對(duì)于發(fā)射率小于1的非黑體，紅外熱成像探測(cè)器測(cè)得的只是所謂光譜亮度溫度。物體實(shí)際溫度和測(cè)得的亮度溫度之間的關(guān)系，可以由普朗克定律確定。因此為了解決被測(cè)物體發(fā)射率對(duì)測(cè)溫的影響，在紅外熱成像系統(tǒng)中都設(shè)置有發(fā)射率設(shè)定功能，只要事先知道被測(cè)物體的發(fā)射率，并在測(cè)溫系統(tǒng)中予以設(shè)定，便可得到正確的溫度測(cè)量結(jié)果。因此，為獲得物體表面準(zhǔn)確的真實(shí)溫度，確定被測(cè)表面的發(fā)射率是非常必要的。

測(cè)定物體表面發(fā)射率有很多種方法，但由于表面發(fā)射率不僅與材料本身的性質(zhì)有關(guān)，還與表面的狀況，如粗糙度、氧化程度等有密切的關(guān)系;而且許多材料的發(fā)射率還會(huì)隨波長(zhǎng)而變，因此在紅外熱成像技術(shù)中常用如下幾種方法來(lái)簡(jiǎn)單地確定被測(cè)表面的發(fā)射率：

1)首先用熱電偶或其他方法測(cè)出物體的真實(shí)溫度，然后用紅外熱成像儀進(jìn)行測(cè)量，調(diào)節(jié)儀器上發(fā)射率的設(shè)定值，使指示溫度與真實(shí)溫度一致，此時(shí)發(fā)射率的設(shè)定值就是該物體的發(fā)射率。

2)對(duì)于溫度不太高的物體(通常為260℃以下)，可以在被測(cè)物體表面上貼一塊發(fā)射率已知的薄片，。在溫度達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，用紅外熱成像儀分別測(cè)出覆蓋和未覆蓋部分的溫度，便可求出被測(cè)物體的發(fā)射率，也可通過(guò)在被測(cè)表面上涂已知發(fā)射率的油漆類(lèi)物質(zhì)，再用上述方法確定發(fā)射率。

3)對(duì)于高溫物體，還可在被測(cè)物體上鉆一空腔，由于空腔發(fā)射率接近于黑體，測(cè)出空腔及其旁邊的溫度，便可算出被測(cè)物體的發(fā)射率。

表2-6給出了金屬類(lèi)和非金屬類(lèi)物體在不同紅外波段上發(fā)射率的參考值。值得注意的是，表中的數(shù)據(jù)只是近似值，因?yàn)榘l(fā)射率還受物體表面光潔程度和溫度的影響。