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一、空间NETD测量方法
1. 核心原理
空间NETD(噪声等效温差)用于量化热像仪在空间维度上的噪声水平,其测量需结合信号传递函数(SITF)与空间噪声分离技术:
SITF测量:通过目标黑体与背景黑体的温差(ΔT)与热像仪输出电压差(ΔU)的线性关系计算斜率,公式为:
其中,φ为仪器常数。
空间噪声提取:通过多帧图像(≥100帧)的帧平均处理剔除时间噪声,保留固定模式噪声(FPN)。
2. 测量步骤
设备校准:
设置背景黑体温度(如5℃、20℃),稳定后采集均匀辐射场图像。
热像仪增益调至较大值,固定积分时间与电平参数。
SITF计算:
生成不同温差(ΔT)信号,记录对应ΔU,用最小二乘法拟合SITF曲线。
多帧图像采集:
在零温差条件下连续采集≥100帧图像,确保时间噪声充分平均化。
空间噪声分析:
3. 注意事项
3. 注意事项
环境记录:标注实验室温湿度、热像仪积分时间及采样区域位置。
参数一致性:SITF与NETD需在相同增益、电平、背景温度下测量。
区域选择:视场中心噪声较低,边缘区域需单独分析。
二、设备推荐:DT热像仪校准系统
1. 推荐理由
DT系列(Inframet)为模块化测试系统,支持空间NETD测量全流程,具备以下核心优势:
硬件配置:
高精度黑体:差分黑体(TCB)与被动区域黑体(PAB)支持背景温度精确控制(±0.005℃),适配不同温度点(5℃、20℃等)。
靶标系统:旋转轮靶标(MRW)可生成均匀辐射场及多频段4-bar靶标,用于SITF校准与噪声分析。
图像采集模块:帧抓取卡支持多帧(≥100帧)连续采集,高分辨率摄像头(HEC1/HEC2)适配光学/电子输出热像仪。
软件功能:
自动化分析:TAS-T软件内置SITF拟合、空间噪声统计(贝塞尔公式)及NETD计算模块,一键生成报告。
区域选择:支持自定义分析区域(如视场中心、左上角),标注像素占比(如FOV的1/2)。
不确定度控制:合成不确定度低至0.0125℃,扩展不确定度0.025℃(k=2),满足实验室级精度需求。
2. 适配配置方案
热像仪类型 | 推荐DT系统配置 | 关键模块说明 |
短程热像仪 | DT660-44-8-V12-21-11-11 | 150px准直器,8靶标,适配广角低分辨率场景。 |
中程制冷型热像仪 | DT15150-44-8-V23-31-33-11-11 | 375px准直器,高精度黑体,支持MCT 320×256阵列。 |
长程热像仪 | DT40400-75-8-V33-41-31-11-11 | 1000px准直器,扩展温控模块,适配超长焦应用。 |
3. 扩展功能
环境适配:可选配温控腔体(TC)、真空腔体(VC),支持ji端环境下的NETD校准。
虚拟测试:VirtMRTD模块通过仿真加速MRTD与NETD测试,提升效率。
三、总结
DT热像仪校准系统凭借其模块化设计、高精度硬件与自动化软件,是空间NETD测量的理想设备。其核心优势包括:
全流程覆盖:从SITF校准到空间噪声统计,无缝衔接论文方法。
灵活适配:支持短、中、长程热像仪,按需选配准直器与靶标。
高可靠性:通过多帧平均与黑体温控技术,确保数据可重复性。
应用建议:
对于制冷型MCT阵列热像仪,优先选择DT15150系统,配置高精度黑体与靶标。
测量时需严格记录环境参数,并验证区域选择的合理性(如视场中心占比)。