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」。
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。
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:〈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。
標準出處
本文引用之規範,請以各發布機構之現行版本為準。
- ASTM E1862-14(2022 年再確認)《Standard Practice for Measuring and Compensating for Reflected Temperature Using Infrared Imaging Radiometers》用紅外線成像輻射計量測並補償反射溫度的標準作法
發布機構:ASTM International - ASTM E1933-14(2022 年再確認)《Standard Practice for Measuring and Compensating for Emissivity Using Infrared Imaging Radiometers》用紅外線成像輻射計量測並補償放射率的標準作法
發布機構:ASTM International - ISO 18434-1:2008《Condition monitoring and diagnostics of machines — Thermography — Part 1: General procedures》機械狀態監測與診斷:熱像,第 1 部分一般程序
發布機構:ISO(國際標準化組織)
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。