對于這一圖形，我們使用7 ms作為熱像減半時間的估值，所以我們可以很密切地追蹤隨5倍時間常數(shù)變化的過程。在經(jīng)過1個減半時間常數(shù)，微測輻射熱計報告溫度達(dá)到50 ?C——或是沸水實際溫度的一半。

2個減半時間常數(shù)后，溫度達(dá)到75?C；3個減半時間常數(shù)后，溫度達(dá)到87.5?C，以此類推，每經(jīng)過一個半躍階，就越接近100?C。

由0 ?C至100 ?C過渡的系統(tǒng)響應(yīng)圖

時間常數(shù)=10 ms，減半時間常數(shù) = 7 ms

現(xiàn)在，假設(shè)整個躍階的溫度讀數(shù)介于8-12 ms。從圖表中可以看出，微測輻射熱計讀取的沸水溫度在60 ?C附近，存在40 ?C的誤差。熱像儀仍會精確報告像素點(diǎn)的溫度。問題是，像素點(diǎn)本身沒有足夠的時間達(dá)到所測量場景的溫度值。它仍需要4倍多的時間常數(shù)才能達(dá)到穩(wěn)定的溫度。

真實數(shù)據(jù)

現(xiàn)在，我們從測量機(jī)械系統(tǒng)的角度，看看量子探測器的積分時間與微測輻射熱計的時間常數(shù)之間的區(qū)別。第一個示例是一個打印過程，紙張在整個寬度和長度上都需要均勻加熱到60?C。打印紙繞著顯影輥輸出的速率為50英寸/秒。

打印紙離開經(jīng)過加熱的顯影輥的熱圖像

使用制冷型量子探測器紅外熱像儀與微測輻射熱計紅外熱像儀捕獲每邊的數(shù)據(jù)。

光子計數(shù)量子紅外探測器與微測輻射熱計在測量熱瞬時事件中的比較圖

圖中表明，兩類熱像儀所獲得的數(shù)據(jù)明顯不同。微測輻射熱計熱像儀獲得的數(shù)據(jù)沿著長度方向表現(xiàn)出較大而相對穩(wěn)定的突起。而量子探測器熱像儀隨著時間的推移，溫度明顯有所不同。這一變化表明經(jīng)過加熱的顯影輥

組件在轉(zhuǎn)動的第一周時，由于與紙張接觸，溫度會有所降低。雙滯環(huán)控制器感應(yīng)到降溫后，會全幅開啟加熱器控制器。最后，當(dāng)顯影輥加熱至預(yù)設(shè)溫度后，控制器會關(guān)閉加熱過程，然后再重復(fù)這一過程。這張圖形足以幫助研發(fā)工程師確認(rèn)兩件事：檢測產(chǎn)品需要一臺光子計數(shù)熱像儀；如需獲得理想的設(shè)計目標(biāo)，需要在加熱的顯影輥上加裝PID控制系統(tǒng)。

再來看第2個例子，我們的目標(biāo)是獲取以40 mph速率轉(zhuǎn)動的風(fēng)扇葉片定格畫面。正如我們預(yù)期的那樣，非制冷型微測輻射熱計熱像儀的曝光速度不夠快，整個顯示的轉(zhuǎn)動基本上是透明的。(見下圖)

使用微測輻射熱計紅外熱像儀(左圖)和使用量子探測器紅外熱像儀(右圖)記錄以40 mph速率旋轉(zhuǎn)的輪胎

為了實現(xiàn)卡尺和轉(zhuǎn)子腐蝕區(qū)域的精確測量，需要注意制冷型熱像儀要達(dá)到多快的積分時間才能獲得葉片的定格畫面。相反，因葉片轉(zhuǎn)速過快，非制冷型紅外熱像儀無法記錄溫度值。由于被旋轉(zhuǎn)葉片干擾，所測的溫度將會偏低。

停格拍攝性能之外的優(yōu)勢

除了快照速度的優(yōu)勢之外，量子探測器紅外熱像儀優(yōu)于微測輻射熱計紅外熱像儀的方面還有：它能提供更高的分辨率和更快的記錄幀速。

比如，FLIR X6900sc可以以每秒1000幀的速率記錄640 x 512全幀圖像。而最新的微測輻射熱計紅外熱像儀只能提供640 x 480的分辨率，分辨率的全幀速度也只有30 fps。