随着热成像技术在安防、医疗、工业检测等领域的广泛应用，热像仪的性能测试变得愈发重要。测试系统的稳定性和精度直接决定了热像仪参数测量的可信度。近期，波兰军事技术大学与北京理工大学的研究人员提出并验证了一种全新的系统构型思路——垂直布局的热像仪测试系统，大大提升了测试图像的时间稳定性与空间均匀性。

该热像仪测试系统符合《GBT 19665-2005 电子红外成像人体表面测温仪通用规范》《GBT 19870-2018 工业检测型红外热像仪》《DL/T 1578-2016 架空输电线路无人直升机巡检系统》XF/T635-2006《消防用红外热像仪》(原GA/T635-2006)等标准

传统系统的局限

传统热像仪测试系统采用水平布置：将离轴反射式平行光管、旋转轮、红外靶标和黑体等模块水平放置在光学平台上。这种结构虽然成熟，但也存在两个关键问题：

• 空气扰动影响大：由于测试系统暴露在空气中，热空气上升、冷空气下降导致黑体与靶标表面产生温度波动；

• 高端热像仪测试误差显著：现代高灵敏度热像仪能探测10毫开（mK）以下的温差，系统自身的不稳定性反而成为限制其测试准确性的瓶颈。

  
  

创新的垂直配置

论文中提出将系统改为垂直配置：黑体置于上方，其下依次为旋转轮与靶标，底部是平行光管。这个简单的改变带来了显著好处：

• 空气流动受限，扰动减少：热空气自然向上漂浮，不再穿越靶标区域，有效避免了温度层间的相互干扰；

• 无需更换硬件，提升系统性能：通过优化布局，无需对黑体本身做技术改造，便可提高系统稳定性与均匀性。

实验验证成果

研究团队使用Inframet公司的DT1500测试系统，对水平与垂直两种配置进行了对比实验，结果令人瞩目：

此外，观察视频图像时可以明显看到：在垂直配置中，图像更加平稳，目标清晰可辨；而水平配置中图像受空气扰动影响，存在一定程度的闪动与模糊。

这项研究的意义在于，通过简单的结构优化，无需额外硬件投入，就能提升热像仪测试系统的性能上限。在目前高端热像仪广泛投入使用的背景下，这一创新具有以下价值：

• 为测试标准提供新思路：当前热像仪测试标准多未考虑系统构型影响，该研究可作为标准修订的重要参考；

• 适用于现有设备升级：大多数测试设备厂商均可在现有平台上实现垂直布局改造，投入小，效果显著；

• 助力国产热像仪发展：更精准的测试环境，有助于推动国内热成像设备走向高分辨率与高灵敏度方向。

结语

热像仪的测量精度不仅取决于产品本身，更依赖于测试系统的“精益求精”。这一研究从物理规律出发，通过合理布局优化，巧妙地提升了测试系统的整体表现。