基本信息

热像仪被认为是用于军事，法律信息和民用应用的重要的光电成像系统。可以根据测量的三个重要参数校准确地评估热像仪的性能(监测范围:探测、识别、辨别)，如MRTD、MTF、NETD(或单MRTD)。可以使用市场上不同的测试系统测量这些参数。但是普通的测试系统只能在实验室条件下测试热像仪。在实验室环境下，热像仪环境温度和目标背景温度都在20℃左右，而在监测型热像仪的实际工作条件下，两者的温度可能从-40℃到+60℃或更高。这意味着一个在实验室条件下性能很好的热像仪在环境/背景温度下表现可能不佳。实验室条件下性能普通的热像仪可能在环境/背景温度下保持这种性能。

EXIR是Inframet开发的用于模拟真实工作条件下测试热像仪的测试系统，这意味着EXIR系统能够在普通的实验室条件和条件下测量热像仪的重要参数。

工作条件

监测型热像仪的工作条件可以用三个参数来表征：

1)靶标视差温度

2)热像仪环境温度

3)目标的背景温度

工作条件的不同，这三个参数会有很大的不同。

目标表观温差一般从几毫开尔文到10°C不等。根据地理区域、一年的周期、时间、目标地点的海拔高度和成像设备的角度差异，成像设备的环境温度和目标背景温度会在大致-40°C到+60°C之间变化。之后的参数定义了热像仪相对于水平轴的角度(热像仪与目标的高度差)。简化后可以说热像仪有三种主要的工作角度：1) 水平，2)向下俯视，3)向上仰视。

当实验室只模拟环境温度和背景温度这两种变量中的一种时，这两种变量有十多种组合。

表1. 监视型热像仪的常见工作场景

热像仪的性能(探测、识别和辨别的范围)取决于目标温差。温差越大，监测距离越远。但即使是热成像专家也往往不知道监测范围与其他两个参数(热像仪环境温度、目标背景温度)之间的密切关系。这种关系的产生主要有三个原因：

1. 热像仪的光学性能在很大程度上取决于热像仪的环境温度。当热成像仪在温度(低于0℃或超过+40℃)下工作时，通常也会出现图像质量的下降。

2. 热像仪产生的图像中存在的空间噪声很大程度上取决于光学/机械外壳的温度。环境温度下的热像仪图像经常有很强的空间噪声(不依赖于时间的高频不均匀性)。

3. 目标温差与背景温度有关。当相同目标处于不同的温度背景时，产生的辐射差值信号会不同。

在这种情况下，测量不同环境温度下的一系列性能参数，以及不同温度背景下的目标，就可以对热像仪进行完整的性能评估。

市场情况

通过上述可知，理想情况下是使用在实验室中能够模拟真实工作条件的测试系统，在各种环境温度和背景温度组合下对工作的热像仪进行广泛的性能测试，然而现实情况却大不相同。

目前有许多热像仪测试设备的制造商，但目前还没有能够模拟真实工作条件或者至少能够调节关键参数:可变的环境温度的商业化测试系统。

热像仪的性能测试通常在实验室条件下使用测试系统。常规的可变靶标测试系统建立在使用图像投影仪的原理基础上，能够投影靶标图像，并在实验室环境温度背景下观测。

高低温箱的制造商有很多，提供一些常见的可用于测试热像仪的高低温箱。然而根据MIL-810-STD标准，这种环境测试结果只提供在测试结束后，热像仪在环境温度下能够运行一段时间而没有显著性能损失的信息。这些测试无法提供在环境温度下测量性能参数(如MRTD、MTF、NETD)的真实性能信息，也没有在温度背景下的目标性能的信息。

有的热像仪的制造商会以半透明的温度箱的形式构造测试系统。热像仪放置到这样一个箱体中，并且可以通过箱体的半透明窗口看到位于箱体外的实验室中的常规图像投影仪。这样的窗口通常会对图像质量产生显著的恶化影响。这种临时的高低温箱更大的缺点是，被测热像仪看到的是位于实验室温度背景下的模拟目标(即使环境温度为-40℃，热像仪也会看到实验室温度背景下的目标)，这种情况保证了模拟热像仪工作条件的真实性。

在条件下测试热像仪的测试系统

Inframet开发了用于在模拟真实工作条件下测试热像仪(包括条件下)的新系统，提供了三种不同设计和不同测试/模拟能力的测试系统：

1. EXIR-1系统

2. EXIR-2系统

3. EXIR-3系统

EXIR-1系统是一个由两个模块构建的测试系统：CHI半透明高低温箱，可放置被测热像仪;标准的实验室系统DT热像仪测试系统。

EXIR-1的外观图如图1a所示，结构图如图2所示。