在红外测温的领域中，选择一款合适的红外机型至关重要。

而这其中，空间分辨率是一个不可忽视的关键因素，它如同红外热像仪的 “视力”，决定了热像仪能够分辨物体细节的能力。

今天我们用一组实验来说明空间分辨率在测温中怎样起到举重若轻的作用，以及如何根据空间分辨率选型吧。

一、空间分辨率：红外热像仪的 “视力标尺”

定义：空间分辨率是指红外热像仪能够识别的两个相邻目标的最小距离，

单位为毫弧度（mrad）

公式角度：空间分辨率（IFOV）与像元尺寸（d）和焦距（f）相关。

公式为：IFOV = 像元尺寸 d / 焦距 f说明：像元尺寸固定的情况下，焦距越长，IFOV数值越小，空间分辨率越高，或者在焦距不变时，像元尺寸越小，空间分辨率也越高。
二、空间分辨率在选型中的关键作用

（一）决定测温精准度

空间分辨率越小测温越准确。    

当空间分辨率较小时，被测最小目标能够覆盖红外热像仪的像素，此时测试的温度即为被测目标的真实温度。

反之，如果空间分辨率较高，被测的最小目标不能完全覆盖红外热像仪的像素，测试目标就会受到其环境辐射的影响，导致测试温度变成被测目标及其周围温度的平均温度，数值自然不够准确。

例如在检测电力设备的接头温度时，如果空间分辨率不足，热像仪可能把接头周围的空气温度也纳入测量范围，从而无法准确判断接头是否存在过热故障。

（二）匹配不同应用场景

不同的应用场景对空间分辨率有着不同的要求。

工业检测领域，如电子制造中检测微小电子元件的热分布、钢铁生产中监测钢材表面的温度缺陷，往往需要高空间分辨率的红外机型，以便清晰观察到细微结构的温度变化。

在检查建筑外墙的保温效果时，我们更关注大面积区域的温度差异，不需要精确到每一个微小的缝隙，中低等空间分辨率的热像仪足以满足需求。

（三）影响成像清晰度与细节捕捉能力

空间分辨率直接影响着红外热像仪成像的清晰度和对细节的捕捉能力。

高空间分辨率的热像仪能够呈现出更清晰、细腻的图像，呈现更多的温度细节。

例如医学科研领域，科研人员需要通过热像图观察小白鼠表面细微的温度变化来辅助实验，此时高空间分辨率的热像仪能够提供更详细的温度信息，帮助科研人员更准确地收集数据，完成实验。

接下来用一组实验来说明。

三、验证空间分辨率给测温带来的影响

（一）实验目的

探究距离与空间分辨率的关联

在保持相同视场角的条件下，探究不同空间分辨率对测温的影响

（二）主要实验设备

用于模拟被测物大小的缝隙（1mm、3mm、10mm）

黑体（发射率0.95、温度稳定度±0.1℃、设定温度60℃）

热像仪：

海康TP73（红外分辨率384×288、空间分辨率1.13mrad、水平视场角25°）    

海康TPH26（红外分辨率256×192、空间分辨率1.74mrad、水平视场角25°）

海康H10S+（红外分辨率192×144、空间分辨率3.3mrad、水平视场角28°）

（三）实验方案

在黑体前方设置了大小分别为 1mm、3mm、10mm 的缝隙，以此模拟不同尺寸的目标，同时黑体设置60℃

使用红外测温设备，在距离黑体 0.5m、1m、2m 处进行拍摄，每种设备每个位置拍摄五组取平均值。

事后对TP73拍摄的数据进行空间分辨率与距离的分析，再一起整合所有设备数据，进行相同视场角下，空间分辨率对测温结果的分析。

（四）实验数据以及分析

空间分辨率与距离的分析

上述数据可以看出，随着距离的增加，不同区域的测温结果也发生不同程度的变化。

其中，1mm影响最大，从0.5m的60℃到2m的44℃多，而10mm的区域测温影响很小很小，为什么造成这种影响呢？接下来透过空间分辨率的原理来解析。

根据空间分辨率和距离的关系，1.13mrad空间分辨率设备在0.5m处单个像素大小为0.565mm，

如上图所示，在0.5m的距离下，每个区域都可以将0.565mm大小的单个像素包含进去，所以0.5m下，各个区域测得的温度都接近60℃。

同样的，1m距离各个被测区域同样可以包含一个像素进去，故温度也都接近60℃。    

但在2m距离下，从图可以看出，单个像素大小已经达到2.26mm大小，已经远超1mm被测区域的大小。

通过计算，在2m处我们大概可以得到单个像素面积为5.1平方毫米，而覆盖被测区域1mm的大小为2.26平方毫米，占单个像素大小的40％。

此时未覆盖面积占单个像素60％，未覆盖温度接近35℃，通过加权平均法可以得到单个像素测得的温度大约为：35℃×60％+60℃×40％=45℃，这与实验测出的数据是符合的。

相同视场角下，不同空间分辨率对测温结果的分析

上图所示，在相同视场角下，海康H10S+针对1mm的区域，三种距离场景下均无法准确测量出其值。

而TPH26在1m距离以后也无法准确测出1mm区域温度值，这是因为相同视场角下，不同空间分辨率设备的单个像素大小不同，低空间分辨率的设备单个像素大小超出被测区域，温度被环境温平均，导致测温误差。

如上图所示在相同视场角下，不同空间分辨率的设备单个像素在1mm被测区域的占比可以解释说明1mm区域的测温情况。

比如2m下，H10S+单个像素占比在被测区域只占到大约15％，故在该区域测得的温度基本上是附近环境的温度，这与实验结果一致。    

通过实验让大家明白了空间分辨率在测温中怎样起到作用后，我们应该知道了选型中如何考量空间分辨率。

四、选型时如何考量空间分辨率

（一）明确检测目标尺寸与距离

在选择红外机型前，要先明确被测物的大致尺寸，以及热像仪与被测物之间的距离范围。

例如，要在 10 米距离处检测一个边长为 1 厘米（0.01 米）的物体，那么所需的 IFOV数值应不大于 0.01 / 10 × 1000 = 1 mrad 

在实际选型中，我们应选择 IFOV数值小于等于这个计算值的红外机型，以确保能够清晰分辨被测物体。

（二）参考应用场景的精度要求

不同应用场景对温度测量精度和细节分辨精度有着不同的要求。

电子制造、医疗诊断等对精度要求极高的场景，必须选择空间分辨率高的红外机型。

对于一些对精度要求相对较低的场景。

仓库温度监测、普通环境的温度巡检等，可以适当放宽对空间分辨率的要求，选择更具性价比的机型。    

（三）结合预算与其他参数综合评估

空间分辨率高的红外机型往往价格也相对较高。在选型时，我们需要在满足应用需求的前提下，结合自身预算进行综合考虑。同时，还要兼顾其他重要参数，如热灵敏度、测温范围、像素数量等。

结语：

空间分辨率是选择红外机型时的核心考量因素之一

它不仅关乎测温的精准度，更决定了热像仪在不同应用场景中的适用性，希望今天的分享能帮助大家在红外机型的选型之路上少走弯路，实现高效、精准的红外测温。