红外热像仪如何校准？

红外热像仪的校准是确保其测温准确性和图像一致性的关键步骤。由于红外探测器对温度敏感、易受环境和自身漂移影响，必须定期校准。以下是红外热像仪校准的核心原理、方法和流程：

一、为什么要校准？

红外热像仪测量的是物体发出的红外辐射能量，再通过算法转换为温度。但以下因素会导致误差：

• 探测器响应非线性或漂移

• 光学系统（镜头）透过率变化

• 环境温度波动影响内部电子元件

• 发射率设置错误（虽属使用参数，但影响结果）

• 长时间使用后器件老化

因此，需通过校准建立 “辐射输入 ↔ 温度输出” 的准确映射关系。

二、校准的基本原理：黑体辐射源法

校准的核心是使用高精度黑体辐射源（Blackbody Calibrator）作为标准参考：

• 黑体被加热到已知精确温度（如 0°C、50°C、100°C），其辐射亮度由普朗克定律严格确定；

• 热像仪对准黑体，记录其输出信号（数字值或电压）；

• 建立 “输出信号 vs. 黑体温度” 的校准曲线（通常为多点拟合）。

✅ 黑体有效发射率通常 ≥ 0.95（高质量可达 0.995+，例如上海芸尖HT-P1000），可视为理想辐射源。

三、主要校准类型

1. 两点校准（Two-point Calibration） —— 最常用

• 使用两个不同温度的黑体（如 30°C 和 70°C）；

• 对每个像素建立线性或非线性响应模型；

• 补偿探测器增益（Gain）和偏移（Offset）。

适用于大多数工业热像仪。

2. 多点校准（Multi-point Calibration）

• 使用 3～5 个温度点（覆盖使用范围）；

• 拟合高阶多项式或查表法（LUT）；

• 精度更高，用于科研或医疗级设备。

3. 非均匀性校正（NUC, Non-Uniformity Correction）

• 红外焦平面阵列（FPA）中每个像素响应不一致；

• 通过快门（Shutter）或黑体进行帧级校正；

• 很多热像仪内置机械快门，开机或定时自动触发 NUC。

用户常听到的“咔哒”声，就是快门在做内部校准。

四、校准流程（以实验室级为例）

1. 预热：热像仪和黑体稳定 30 分钟以上；

2. 设置环境：恒温、无强气流、无反射干扰；

3. 设定黑体温度（如 40°C），待其稳定（±0.01°C）；

4. 热像仪对准黑体，充满视场（FOV）；

5. 采集图像数据，记录平均输出值；

6. 更换温度点，重复步骤 3–5；

7. 拟合校准曲线，更新仪器内部参数；

8. 验证：用第三温度点测试残差（应 < 标称精度，如 ±2°C 或 ±2%）。

五、用户可操作的“现场校准”

虽然高精度校准需专业设备，但用户可做以下维护：

⚠️ 注意：用户无法替代计量级校准，建议每年送检一次（依据 ISO/IEC 17025 认证实验室）。

六、校准标准与规范

• 国际标准：

• ASTM E1543《红外测温系统校准标准》

• IEC 62676-4（安防视频监控中的热像仪）

• JJF 1105（中国热像仪校准规范）

校准证书：应包含不确定度、黑体溯源链（至国家计量院，如 NIST、PTB、NIM）。

总结

红外热像仪通过高精度黑体辐射源进行多点校准，结合非均匀性校正（NUC）和环境参数补偿，确保测温准确。
日常使用依赖内置快门自动校正，但年度计量校准不可替代。
上海芸尖智能科技这款HT-L0/100这款黑体就能提供多点温度校准，和非均匀性校正。