制冷型红外热像仪
先进的制冷型红外热像仪配有集成低温制冷机的成像探测器。这是一款可将探测器温度降低至制冷温度的设备。为了将热噪声降至场景成像信号水平之下,探测器温度的下降必不可少。
制冷型红外热像仪是最敏感型红外热像仪,可探测物体间最细微的温差。它们工作在光谱中波红外(MWIR)波段和长波红外(LWIR)波段,因为从物理学角度来讲在这些波段热灵敏度较高。热灵敏度是指信号变化相对于目标温度变化。热灵敏度越高,就越容易探测那些目标温度与背景差异不大的场景。
非制冷型红外热像仪
非制冷型红外热像仪是一款其中配备的成像探测器无需低温制冷的红外热像仪。常见的探测器设计基于热释电探测器,这是一种拥有较大温度测量系数的小型氧化钒电阻,表面积较大、热容量低,以及热绝缘效果佳。场景温度变化会导致红外探测器温度变化,从而将转化为电信号,并经过处理产生图像。
非制冷型探测器用在长波红外(LWIR)波段中,与地面温度类似的目标在该波段中放射出的红外热能最多。相比制冷式探测器,非制冷型探测器的制造步骤更少,产率更高,真空包装成本更低,而且非制冷型红外热像仪无需极其高昂的低温制冷机设备。非制冷型红外热像仪配有较少的活动部件,在类似的工作条件下,其往往较制冷型红外热像仪具有更长的使用寿命。
非制冷型红外热像仪展现的优势带来了两难的问题:研发/科学应用最好什么时候使用制冷型红外热像仪?答案是:取决于应用需求。
1.灵敏度、精度、误差
制冷型红外热成像仪工作时,制冷机先运行来降低自身的温度,这样在检测其他物体时灵敏度更高,精度更高,误差更小,检测温度范围更广。而非制冷型红外热成像仪这些方面是比不上制冷型红外热像仪的,特别是非制冷红外焦平面阵列的非均匀性对测量误差的影响较大。
2.功耗
制冷型红外热成像仪工作时需要制冷机工作降温,因此会消耗更多的能量,相对非制冷型红外热像仪来说功耗更大。
3.使用寿命
制冷型红外热像仪的使用寿命与其自身的制冷器有着密切的关系,制冷器的工作时间直接关系到红外热像仪的使用寿命,相对来说非制冷型红外热像仪的使用寿命会更长,但是由于部件老化,测量精度也会降低。
4.可靠性
制冷型红外热像仪精度高、误差小、灵敏度高,使得其检测结果更加可靠。
5.价格
一般来说,制冷型红外热成像仪价格高昂,而非制冷型价格则相对较低。
6.体积
由于制冷型红外热成像仪需要制冷机协同工作,使得制冷型红外热像仪比非制冷型体积更大。
7.应用
对于应用范围,军事领域中,相比于传统的成像系统,非制冷型红外成像仪的结构要简单很多,成本要低,并且提高了成像仪的分辨率、探测灵敏度及可靠性。