用户购买红外热像仪常常会问一个问题:红外热像仪能看多远?这是一个特别重要的问题,但又是很难说清楚的问题。比如说,我们红外热像仪能看到146;106公里外的太阳,但不能说红外热像仪的探测距离能达到146;106公里。但这探测距离又是必须说清楚的一个问题,因为客户买红外热像仪是用来探测、监控目标的。
目标探测可分为探测(发现)、识别和辨认三个等级。
探测定义为:在视场内发现一个目标。这时目标所成的像在临界尺寸方向上必须占到1.5个像素以上。
识别定义为:可将目标分类,即可识别出目标是坦克、卡车或者人等。这是目标所成的像在临界尺寸方向上必须占到6个像素以上。
辨认的定义为:可区分开目标的型号及其它特征,如分辨出敌我。这是目标所成的像在临界尺寸方向上必须占到12个像素以上。
以上都是在概率50%,也就是刚好能发现目标,以及目标与背景的对比度为1的条件下所得到的数据,从上面的约翰逊准则可以看出,一套红外热像仪能看多远,是由目标尺寸、镜头焦距、探测器性能等因素决定的。
决定探测距离的因素:
1、镜头焦距决定红外热像仪的探测距离的因素就是镜头焦距。镜头焦距直接决定了目标所成的像的大小,也就是在焦平面上占几个像素。通常这是用空间分辨率(IFOV)来表示,它表示每个像素在物空间所张开的角度,也就是系统所能分辨的角度,一般由像元尺寸(d)与焦距(f)的比值得出,即IFOV=d/f。每个目标在焦平面所成的像占几个像素,可由目标尺寸、目标与热像仪的距离、空间分辨率(IFOV)计算得出。目标尺寸(D)和目标与红外热像仪的距离(L)的比值为目标的张角,再与IFOV相除得到像占用像素点的数量,即n=(D/L)/IFOV=(Df)/(Ld)。
2、探测器性能镜头焦距是从理论上决定了红外热像仪的探测距离,在实际应用中起着重要作用的另一因素是探测器性能。镜头焦距只是决定了所成像的大小,占用像素点的数量,探测器性能则决定图像质量,如模糊程度,信噪比等。探测器性能可从像元尺寸、热灵敏度、信号处理等方面来分析。像元尺寸越小,则空间分辨率(IFOV)越小,从前面的讨论可看出,其探测距离越大。探测器的热灵敏度和信号处理决定了图像的清晰度。如果探测器的热灵敏度和信号处理能力不好的话,则所成的像只是一个模糊的热像,也就无法识别。因此,一些探测器的热灵敏度不高的话,则采取加大镜头口径的方法来提高图像效果,这不但增加了成本,而且也增加了使用上的不方便。
3、大气环境虽然热辐射对大气的穿透能力比可见光强,但大气吸收、散射等对红外热像仪成像还是有一定的影响,特别是大雾和大雨的天气环境,从而影响到了红外热像仪的探测距离。综上所述,一个红外热像仪能;看多远;是一个很难说清楚的问题,它受到几个方面的影响,它是探测器、镜头、目标、大气环境等客观因素及人的主观因素共同影响的结果。