如果我们将上述计算代入公式,将SSR表示为1:X的形式,用1表示光斑尺寸,X代表距离,那么,关于X的公式如下:式中IFOV以毫弧度(mrad)表示。
理想与实际光学镜头
使用上述公式可计算IFOV为1.4 mrad的热像仪,理论SSR为1:714,因此,理论上可在7m距离处测量直径为1 cm的物体。然而,如前所述,理论值并不代表真实情况,而且还未考虑现实中所使用的光学镜头并非完美。将红外辐射投射至探测器的镜头会导致色散与其它光学反常现象,无法确保目标能精确投射到单个探测器像元上。
投射的红外辐射同样也有可能来自邻近的探测器像元。换言之:目标周围的表面温度可能会影响温度读数。
如点温仪一样,目标不仅应完全覆盖光斑点,而且还应覆盖光斑点附近的安全边界,当使用红外探测器热像仪测量温度时,建议使用安全边界。安全边界由测量视场角(MFOV)获得。MFOV描述了热像仪的真实测量光斑尺寸,换言之,即:获取正确读数的最小测量区域。
MFOV通常由许多IFOV表示(单个像素点的视场角)。红外探测器热像仪的常用惯例是:考虑到光学反常现象,目标至少需覆盖3倍IFOV的区域。这表示:在一幅热图像中,目标不仅要覆盖一个像素点,而且还应覆盖其周围的像素点,在理想条件下,像素点应该足以完成测量需求。
使用本惯例时,确定光斑比的公式可考虑真实光学镜头的系数。为更接近真实值,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。
基于这一公式,IFOV为1.4mrad的热像仪SSR为1:238,表示可在2.4m处测量直径为1 cm的物体。由于存在安全边界,理论值可能趋于保守。真实的SSR可能会更高,但是使用这些保守的SSR值,可确保温度读数的精度。