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熱像儀怎麼選:目標大小、解析度、溫度範圍與使用方式的 4 個階段

熱像儀怎麼選:目標大小、解析度、溫度範圍與使用方式的 4 個階段

選熱像儀,先算「站在那個距離,目標能佔幾個像素」:一家熱像儀廠建議熱點至少涵蓋 3×3 個像素,算法是把一個像素在該距離看到的寬度乘以 3(參考 A);例如 IFOV 1.3 mrad、站 1 公尺,一個像素約看 1.3 mm,目標至少要約 3.9 mm(本文的計算例)。量金屬時還要注意放射率:同一家廠寫,多數拋光金屬的放射率只有約 0.05~0.1,低於 0.2 的材料不做處理幾乎量不準(參考 B)。

熱像儀先看「要看多小的東西、站多遠」,再依此決定解析度與鏡頭,接著確認溫度範圍、準確度與靈敏度,之後看對焦、存檔和報告方式。公開資料建議目標在畫面上至少涵蓋 3×3 個像素,溫度才量得準。 本文把選型拆成 4 個階段:

  • 階段①|目標與距離: 要看的東西下限多大、您實際能站多遠。
  • 階段②|解析度與鏡頭: 偵測器的像素數、視場,要不要長焦或近拍。
  • 階段③|溫度範圍、準確度與靈敏度: 範圍、誤差、熱靈敏度,以及放射率與反射溫度的設定。
  • 階段④|對焦與存檔: 對焦方式、影像儲存、報告怎麼交。

非接觸式測溫的限制與正確做法,請看〈火焰硬焊溫度怎麼量?非接觸式測溫的限制與正確做法〉;本文從「已經決定用熱像儀,要挑哪一種規格」開始講。下面每個階段寫:怎麼做、公開資料怎麼說、嘉鴻能幫的;來源、例外與整理放在文末的「備註」。

① 目標與距離 目標下限 要看的東西下限有多大 作業距離 您實際能站多遠 涵蓋格數 目標至少涵蓋三乘三個像素 做完這一步,要有 目標大小與距離都寫下來 ▶ ② 解析度與鏡頭 偵測器像素數 越多,看得越小或站得越遠 視場 標準、長焦、近拍 鏡頭能不能換 換了要不要重新校正 做完這一步,要有 像素數與鏡頭對上目標 ▶ ③ 溫度與準確度 溫度範圍 涵蓋現場上限與下限 準確度與靈敏度 誤差、能分辨的溫差下限 放射率與反射溫度 能不能自己調整 做完這一步,要有 範圍與誤差達到要求 ▶ ④ 對焦與存檔 對焦方式 固定、手動、自動對焦 影像存哪裡 內部記憶體、SD 卡或 USB 報告怎麼交 軟體與檔案格式 做完這一步,要有 對焦、存檔、報告都定案
圖 1 熱像儀選型的四個階段:目標與距離、解析度與鏡頭、溫度與準確度、對焦與存檔(示意圖,不按比例)

階段①:目標與距離,先量出要看多小、站多遠

怎麼做:

  • 先寫下兩件事:要看的東西下限有多大(例如電路板上的零件、配電盤的接點、管路的接頭),以及您實際能站多遠。
  • 熱像儀的每個像素,看到的是一小塊範圍,這個範圍叫空間解析度,常用瞬時視場(IFOV)表示;站得越遠,一個像素看到的範圍越大。
  • 目標至少要涵蓋 3×3 個像素,溫度才算得準;理想是 10×10 個像素。
  • 以公開資料舉的 IFOV 1.3 mrad 為例,1 公尺外一個像素約看到 1.3 mm 的範圍,目標至少要有約 3.9 mm,才有 3×3 個像素(本文的整理)。一家熱像儀廠的說明也是這個算法:一個像素在該距離看到的寬度(IFOV)是理論上的最小量測點,要量準就把它乘以 3,得到 3×3 個像素的量測點(參考 A)。規格表沒寫 IFOV 時,另一家紅外線測溫廠寫,可用水平(或垂直)視場除以該方向的像素數來算,廣角鏡頭各位置不一樣,通常列平均值(參考 C)。本文的計算例:水平視場 24°(約 418.9 mrad)、水平 640 個像素,IFOV 約 0.65 mrad;站 2 公尺,一個像素約看 1.31 mm,3×3 個像素約 3.9 mm。該廠也寫,高性能紅外光學系統通常 3×3 個像素就能量準,品質較差的系統,有時要到 10×10 個像素才能收到 90% 的能量(參考 C)。
  • 不能靠近時(高溫、帶電、有危險),改用長焦距、窄視場的鏡頭。
夠大:涵蓋三列三行以上的像素 目標 每一格是偵測器的一個像素,金色格是目標涵蓋的像素 量到的溫度 接近目標本身的溫度 太小或太遠:不到一個像素 目標 目標比一個像素還小,這一格看到的是目標加背景 量到的溫度 混進周圍背景,量不準
圖 2 目標要涵蓋多少像素,量到的溫度才準(示意圖,不按比例;公開資料建議至少 3×3 個像素)

公開資料怎麼說: 一個光電技術網站的熱像儀買家指南寫到,量測溫度時,目標理想涵蓋 3×3 個像素的區塊,並舉 IFOV 0.68 mrad 與 1.3 mrad 為例,IFOV 越小,越能看遠處或小目標。一家熱像儀廠的近拍說明則寫到,準確量溫至少要 3×3 個像素,理想是 10×10 個像素。同一家廠的另一篇選鏡頭文章寫到,要選能讓目標填滿視野的鏡頭;距離越遠,目標涵蓋的像素越少;無法靠近時,選長焦距、窄視場的鏡頭;該廠網站並有視場計算器,輸入目標大小、距離與鏡頭,就能算出視場、空間解析度與目標涵蓋幾個像素(備註表 1)。

嘉鴻能幫的:

  • 紅外線熱像儀(熱顯像儀):商品頁分高階款與口袋款兩個機型。高階款的鏡頭可換,商品頁列的視場有 14°、24°、42°、80° 與雙視野;口袋款是固定鏡頭,視場 35°×27°。瞬時視場與對焦距離下限,商品頁沒有寫,請洽詢。
  • 工業高溫紅外線熱像儀:鏡頭視場、瞬時視場與對焦距離下限,商品頁沒有寫,請洽詢。
  • 高階款有哪些鏡頭可配、有沒有長焦或近拍的選項:請洽詢。

階段②:解析度與鏡頭

怎麼做:

  • 先看偵測器的像素數。像素越多,同樣的距離能看更小的目標,或同樣大小的目標能站更遠。
  • 再看鏡頭:標準鏡頭夠用就好;要看遠處或小東西,找長焦距、窄視場的;要看電路板上的小零件,找有近拍功能的機型。
  • 問清楚鏡頭能不能自己換,換了要不要重新校正。
  • 用近拍功能時要留意存檔:公開資料寫到,某一系列機型開近拍模式後,可見光疊加的影像會錯位,所以只存紅外影像。

公開資料怎麼說: 一個光電技術網站的買家指南列出的偵測器像素數,有 320×240、640×480、640×512、1,024×768,並提醒要確認鏡頭是使用者可自行更換,還是與機身一起在工廠校正。一家熱像儀廠 2018 年的近拍說明,以電路板上的 0603 零件(1.6×0.8 mm)與 0201 零件(0.6×0.3 mm)為例:0201 要用 3×3 個像素看,量到的點約需 100 µm;該系列機型的標準 24° 鏡頭在對焦距離下限 150 mm 時,量到的點是 140 µm,開近拍模式後降到 71 µm,對焦距離下限縮到 60 mm(備註表 1、表 2)。

嘉鴻能幫的:

  • 紅外線熱像儀(熱顯像儀):偵測器像素數,高階款 464×348(161,472 像素),口袋款 320×240(76,800 像素);高階款鏡頭可換,口袋款固定。有沒有近拍功能,商品頁沒有寫,請洽詢。
  • 工業高溫紅外線熱像儀:偵測器像素數、鏡頭能不能換、有沒有近拍功能,商品頁沒有寫,請洽詢。商品頁的應用場景列有 SMT 回焊後的焊點溫度分佈確認,但能不能看清楚您的小零件,要看像素數與鏡頭,請洽詢。
  • 想看電路板上的小零件時,請先告訴我們小零件的尺寸與能靠近的距離,再洽詢可選的機型與鏡頭。

階段③:溫度範圍、準確度與靈敏度

怎麼做:

  • 先列出現場上限與下限的溫度,機型的範圍要兩端都涵蓋。
  • 再逐項對規格表:
項目看什麼用在
溫度範圍下限到上限;有的機型分段,要看每段的範圍對照現場溫度上限與下限
準確度寫成「±幾度」或「讀值的幾 %」;是否隨環境溫度變動要和規定的溫度比對、判定超溫時(本文的整理)
熱靈敏度(NETD)數字越小,越能分辨小溫差要找出比周圍只熱一點的接點或零件(本文的整理)
放射率與反射溫度機型能不能自己調整這兩個參數金屬等亮面、周圍有熱源時
  • 量之前,先把放射率與反射溫度設好。亮面金屬會反射周圍物體的紅外線,不設定,讀值會偏。差多少?一家熱像儀廠寫,多數非金屬的放射率接近 0.9,多數拋光金屬約 0.05~0.1,氧化或腐蝕的金屬依程度在 0.3~0.9 之間;放射率低於 0.7 的材料難量,低於 0.2 幾乎量不準,要先設法提高放射率(參考 B)。同一篇的做法:貼高品質電工膠帶(放射率約 0.95),或塗平光漆(多數漆約 0.9~0.95,金屬漆不建議),而且要在不帶電時貼或塗(參考 B)。亮面為什麼容易量不準,〈火焰硬焊溫度怎麼量?非接觸式測溫的限制與正確做法〉有舉例。

公開資料怎麼說: 一個光電技術網站的買家指南舉例:溫度範圍可寫成負 20 °C 到 1,200 °C,常分成幾段;準確度舉例為 ±2 °C 或讀值的 ±2%,科學級機型為 ±1 °C,並會隨環境溫度變動;熱靈敏度(NETD)舉例為低於 30 mK、低於 50 mK,並寫約 30 mK 為優、超過 100 mK 屬入門款,通常標在約 30 °C 的目標溫度下。同一份買家指南另列光譜範圍,例如長波 7.5~14 µm、中波 3~5 µm,並寫非冷卻型多為長波(同站上來源 1);同一網站的百科條目說明,熱像多用約 3~5 µm 與 8~12 µm 這兩段,因為空氣在這兩段的透射率高(在中等距離內)(參考 D)。買家指南也提醒:熱像儀不能隔著玻璃窗或玻璃櫃門量裡面的東西,量到的是玻璃表面的溫度(同站上來源 1)。一家儀表廠的公開部落格寫到,低放射率的亮面,例如亮面金屬,會反射其他物體的紅外線,建議選可調整放射率與反射溫度的機型。標準方面,ASTM E1862 描述兩種補償反射溫度的方法(反射板法與直接法),ASTM E1933 描述兩種量測並補償放射率的程序;ISO 18434-1 談機械設備狀態監測用的熱像程序,並涵蓋反射溫度、放射率與大氣衰減的修正(備註表 3、表 4)。

嘉鴻能幫的:

  • 紅外線熱像儀(熱顯像儀):溫度範圍,高階款 −20 至 1,500 °C(分三段),口袋款 −20 至 450 °C;熱靈敏度,高階款低於 30 mK(典型值),口袋款低於 50 mK。準確度、能不能調放射率與反射溫度,商品頁沒有寫,請洽詢。
  • 工業高溫紅外線熱像儀:測溫範圍 −25 至 1,030 °C。熱靈敏度、準確度、能不能調放射率與反射溫度,商品頁沒有寫,請洽詢。商品頁另寫,購買前要先確認所需測溫範圍是否超過 650 °C;作業溫度在 350 °C 以下時,另有其他型號可選,詢價時請說明應用場景。
  • 站上目前只有這兩個熱像儀商品頁;其他型號與量程,請洽詢。

階段④:對焦與存檔

怎麼做:

  • 先選對焦方式:
對焦方式做法用在
固定對焦不用調,對準就拍距離大致固定的快速巡檢(本文的整理)
手動對焦一格一格調,精準要看小零件、細節時(本文的整理)
自動對焦機器自動對焦,必要時再手調目標距離常變動時(本文的整理)
雷射輔助自動對焦內建雷射測距後對焦目標距離遠、對比低時(本文的整理)
多焦點合成把多張不同焦距的影像合成一張,景深更大目標前後距離差很大時(本文的整理)
  • 再問影像存在哪裡:內部記憶體、SD 卡或 USB;有的機型還能加語音註記。
  • 先決定巡檢結果怎麼交給別人:只要影像,還是要附判讀與報告。要出報告的話,請先問軟體與檔案格式(本文的整理)。

公開資料怎麼說: 一家儀表廠的公開部落格列出上述五種對焦方式,並寫到影像可存到內部記憶體、SD 卡或 USB,有的還能加語音註記。ISO 18434-1 把異常的嚴重度判定準則、資料判讀與報告,列為熱像檢測程序的一部分(備註表 4、表 5)。

嘉鴻能幫的:

  • 紅外線熱像儀(熱顯像儀):對焦方式,高階款是雷射輔助自動、連續、手動多模式,口袋款是固定焦點。影像可用 Wi-Fi 與 USB-C 傳到雲端或電腦;高階款另寫有巡檢路線模式,可預設巡檢點、管理量測記錄。儲存媒體、報告軟體與檔案格式,商品頁沒有寫,請洽詢。
  • 工業高溫紅外線熱像儀:商品頁的「瞄準系統」欄寫雷射指示器與紅點對焦,對焦能不能調整,沒有寫,請洽詢。內建 4 GB,商品頁寫可存 50,000 張圖片;用藍芽傳到手機或平板做後續分析;另有內建強光 LED,用在昏暗或隱蔽的空間。報告軟體與檔案格式,請洽詢。

延伸閱讀

想把相關的製程環節一起看完,可以接著讀這幾篇:

需要對型式時,請先準備四項資料:目標大小與距離、現場溫度的高與值下限、要不要長焦或近拍、影像存檔與報告需求,歡迎聯繫嘉鴻。

延伸閱讀:〈三用電表和熱像儀差在哪〉

常見問題

Q1:熱像儀的解析度要多少才夠?

看要量的目標有多小、站多遠。每個像素看到的範圍叫空間解析度,常用瞬時視場(IFOV)表示;目標至少要涵蓋 3×3 個像素溫度才算得準,理想是 10×10。以 IFOV 1.3 mrad 為例,1 公尺外一個像素約看 1.3 mm,目標至少要約 3.9 mm(本頁的整理)。

Q2:不能靠近的高溫或帶電設備,熱像儀要怎麼量?

站得越遠,一個像素看到的範圍越大,小目標的溫度會量不準;不能靠近時,改用長焦距、窄視場的鏡頭,或選像素較多的偵測器。一個光電技術網站的買家指南列的像素數有 320×240、640×480、640×512、1,024×768。

Q3:熱像儀的 NETD 是什麼?

NETD 是熱靈敏度,數字越小,越能分辨小溫差;要找出比周圍只熱一點的接點或零件時,這項要看(本頁的整理)。準確度另看「±幾度」或「讀值的幾 %」,以及會不會隨環境溫度變動。

Q4:熱像儀量金屬或亮面為什麼不準?

亮面金屬會反射周圍物體的紅外線,沒先把放射率與反射溫度設好,讀值會偏。一家熱像儀廠寫,多數拋光金屬的放射率只有約 0.05~0.1,多數非金屬接近 0.9(參考 B)。選機型時看能不能自己調這兩個參數,量之前先設定(見本頁階段③)。

Q5:熱像儀可以拍電路板上的小零件嗎?

可以,找有近拍功能的機型,並用手動對焦看細節。公開資料寫到,某一系列開近拍模式後,可見光疊加的影像會錯位,只存紅外影像;也要問清楚鏡頭能不能自己換、換了要不要重新校正。

備註:來源與例外

以下給需要核對的人看,不看也不影響上面的做法。您的製程規範、熱像儀的書面規格,和本文不同時,以它們為準。

各階段的出處

階段內容出處
目標與距離、解析度、溫度範圍量溫所需像素、IFOV 舉例、偵測器像素數、溫度範圍、準確度與熱靈敏度的舉例一個光電技術網站的熱像儀買家指南(來源 1,頁面的中繼資料標 2026 年 10 月 11 日,內文沒有日期)
溫度範圍、對焦與存檔低放射率亮面的反射、可調整的參數、五種對焦方式、存檔方式一家儀表廠的公開部落格(來源 2,頁面沒有標年份)
目標與距離選鏡頭的原則、視場計算器一家熱像儀廠的公開文章:選擇鏡頭(來源 3,2022 年 8 月 4 日)
目標與距離、解析度3×3 與 10×10 個像素、近拍模式的數字一家熱像儀廠的技術說明:單一鏡頭的近拍模式(來源 4,2018 年 11 月 1 日)
溫度範圍反射溫度的量測與補償ASTM E1862-14(2022 年再確認)販售頁(來源 5,只讀到摘要)
溫度範圍放射率的量測與補償ASTM E1933-14(2022) 販售頁(來源 6,只讀到摘要)
溫度範圍、對焦與存檔熱像檢測程序、修正、判定準則與報告ISO 18434-1:2008 標準摘要頁(來源 7,2023 年經覆核確認;只讀到摘要)
嘉鴻自己的資料各商品頁的名稱與規格、已上線文章嘉鴻商品頁與文章

表 1|目標涵蓋的像素與視場

項目內容來源
量溫所需像素目標理想涵蓋 3×3 個像素的區塊來源 1
量溫所需像素至少 3×3 個像素(共 9 個),理想 10×10 個像素來源 4
IFOV 舉例0.68 mrad、1.3 mrad;IFOV 越小,越能看遠處或小目標來源 1
選鏡頭原則選能讓目標填滿視野的鏡頭;距離越遠,目標涵蓋的像素越少;無法靠近時選長焦距、窄視場來源 3
視場計算器該廠網站提供,輸入目標大小、距離與鏡頭,得出視場、空間解析度與目標涵蓋的像素數來源 3
偵測器像素數舉例320×240、640×480、640×512、1,024×768來源 1
鏡頭要確認使用者可否自行更換,或與機身一起在工廠校正來源 1

表 2|近拍模式的公開數字(單一來源)

項目數值
電路板上的零件0603:1.6×0.8 mm;0201:0.6×0.3 mm
0201 要涵蓋 3×3 個像素量到的點約 100 µm
標準 24° 鏡頭,對焦距離下限 150 mm量到的點 140 µm
同一支鏡頭開近拍模式量到的點 71 µm,對焦距離下限 60 mm
取捨可見光疊加的影像會錯位,所以只存紅外影像

出處:來源 4。該頁寫的是某一系列機型的近拍模式,不代表其他機型;該頁有一處單位前後不一致(600 µm 與 0.06 mm 並列),本文沒有引用那一句。

表 3|溫度範圍、準確度與靈敏度

項目內容來源
溫度範圍舉例負 20 °C 到 1,200 °C;常分成幾段(例如低增益與高增益)來源 1
準確度舉例±2 °C 或讀值的 ±2%;科學級 ±1 °C;會隨環境溫度變動來源 1
熱靈敏度(NETD)舉例低於 30 mK、低於 50 mK;約 30 mK 為優、超過 100 mK 屬入門款;通常標在約 30 °C 的目標溫度下來源 1
放射率與反射溫度亮面金屬等低放射率表面會反射其他物體的紅外線;建議選可調整放射率與反射溫度的機型來源 2

表 4|三份標準的內容(只讀到摘要頁)

標準內容來源
ASTM E1862用紅外線成像輻射計量測並補償反射溫度;有反射板法與直接法兩種來源 5
ASTM E1933用紅外線成像輻射計量測並補償放射率;有兩種程序;放射率值僅由該標準的程序定義,供製程控制與非破壞評估使用來源 6
ISO 18434-1機械設備狀態監測的熱像檢測:術語、程序種類、異常嚴重度判定準則、安全與操作方法、資料判讀與報告,以及反射溫度、放射率與大氣衰減的修正來源 7

表 5|對焦與存檔

項目內容來源
對焦方式固定、手動、自動、雷射輔助自動、多焦點合成來源 2
存檔內部記憶體、SD 卡或 USB;有的可加語音註記來源 2

補充參考資料

  • 參考 A:一家熱像儀廠的公開文章:Understanding Distance:Size Ratio(2020-05-08):原廠頁
  • 參考 B:同一家熱像儀廠的公開文章:Use Low-Cost Materials to Increase Target Emissivity(2015-11-05):原廠頁
  • 參考 C:一家紅外線測溫廠的技術說明:IFOV vs. MFOV: What Pixels See and What an Infrared Camera Measures:原廠頁
  • 參考 D:同站上來源 1 那個光電技術網站的百科條目:Thermal Imaging:原始頁面
  • 光譜範圍與隔玻璃量不到的說法出自站上來源 1,不另編號。

此為一般情況,仍需視個案而定。

例外與限制

  • 看到什麼、沒看到什麼:本文看到的是一個光電技術網站的買家指南與百科條目、一家儀表廠的公開部落格、一家熱像儀廠的四份公開文章、另一家紅外線測溫廠的技術說明,以及 ASTM E1862、ASTM E1933、ISO 18434-1 的販售頁或標準摘要頁;沒有讀到三份標準的全文,也沒有讀到任何熱像儀的規格書。因此本文不寫「各項該到多少」的數字,只寫公開資料舉的例子;像素數、準確度、熱靈敏度的數字都是買家指南的舉例,不是選型門檻;放射率的數字與「低於 0.7 難量、低於 0.2 幾乎量不準」是一家熱像儀廠的概略說法,實際值依材料與表面狀態而定。
  • 近拍的數字:只來自一家熱像儀廠的技術說明(2018 年),寫的是某一系列機型,不代表其他機型;該頁有一處單位寫法前後不一致,本文沒有引用那一句。
  • 有立場的資料:熱像儀廠與儀表廠的文章,有銷售或推廣立場;光電技術網站的買家指南是供應商目錄的一部分。
  • 年代:買家指南的頁面中繼資料標 2026 年 10 月 11 日;儀表廠的部落格頁面沒有標年份;熱像儀廠四篇是 2022 年 8 月、2018 年 11 月、2020 年 5 月(距離與量測點)與 2015 年 11 月(放射率);紅外線測溫廠的技術說明,頁面中繼資料標 2026 年 6 月;光電技術網站的百科條目,頁面中繼資料標 2019 年 6 月發布、2026 年 11 月更新;ASTM E1862 為 2014 年版、2022 年再確認,ASTM E1933 的現行版為 2022 年再確認版,ISO 18434-1 為 2008 年版、2023 年經覆核確認。
  • 本文的整理:以下是本文依來源整理、來源沒有這樣寫的:「1 公尺外一個像素約看到 1.3 mm、目標至少約 3.9 mm」與「24°、640 個像素、站 2 公尺」是本文的計算例,算法(IFOV 乘以距離、再乘以 3;視場除以像素數)來自一家熱像儀廠與一家紅外線測溫廠的說明,數字是本文代入的;準確度與熱靈敏度的「用在」欄,是由「數字越小,越能分辨小溫差」等說法推出的建議;對焦方式表的「用在」欄是由各方式的做法推出的歸納;「要出報告就先問軟體與檔案格式」是本文的建議,來源只寫到存檔方式,沒寫到報告軟體。
  • 範圍:本文不談怎麼判讀熱像圖,也不談熱像儀的校正與檢定、檢測人員的資格,更不談價格與交期。
  • 設備與商品:「嘉鴻能幫的」的數字與說法,是 2026 年 10 月 13 日讀自兩個商品頁的文字,沒有看商品圖片,也不是本文查證的;規格以各商品頁為準,商品頁沒有寫的,請洽詢。站上有沒有其他熱像儀、長焦鏡頭與近拍選項,是用站上商品搜尋找的,只找到這兩個商品頁;商品搜尋不等於庫存查詢,需要請洽詢。

本文為一般情況的歸納,不是標準條文的轉述,也不是對某一家廠商、設備廠或服務商的背書,更不是對您產品與製程的擔保。請以您的製程規範、熱像儀的書面規格,以及您自己的驗證為準;此為一般情況,仍需視個案而定。

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