非制冷式 新型熱成像探測器技術(shù)應用

溫度越低效果越好的制冷式探測器

通常，在溫度低于60~100開(相當于-210oC~170oC或-346oF~274oF)的真空密閉環(huán)境下，會用到制冷式紅外線探測儀。環(huán)境溫度決定成像效果。上述極端低溫環(huán)境可使用低溫制冷器形成。對熱感應噪聲需要通過冷卻來降低。在較高溫度的環(huán)境下，傳感器可能受自身產(chǎn)生的輻射影響，難以感知外部輻射。該設(shè)備導致探測器不僅笨重昂貴，而且能耗非常高。盡管這一技術(shù)的應用成本高、需要維護，但它也有自身的優(yōu)勢。探測器可以探測到中波頻段的放射線，能提供更好的空間分辨率，因為波長越短，產(chǎn)生的熱對比度越高。因此，制冷式探測器能分辨較小的溫度差別并產(chǎn)生高分辨率的清晰圖像。

探測器的另一大優(yōu)點是靈敏度較高，可支持使用光圈系數(shù)較高的鏡頭，因此，制冷式探測器是長距離探測應用(如：5千米~16千米【3~10英里】)的更好選擇。

性能出眾的非制冷式技術(shù)

非制冷式熱感攝像機的傳感器并未采用低溫制冷工作原理。此情況下，傳感器使用相對簡單的溫度控制器件，使溫度穩(wěn)定在或接近于環(huán)境溫度。這種傳感器對長波紅外線起作用。在傳感器的設(shè)計中，普遍采用微測技術(shù)。這是硅元件上的一個小電阻，其阻值隨溫度產(chǎn)生變化，具有絕熱特性，并以電子方式顯示溫度。環(huán)境溫度改變后，輻射熱測定器的測定值隨之改變；該測定值可轉(zhuǎn)換成電子信號，經(jīng)處理之后形成圖像。攝像機對紅外輻射的敏感程度(即辨別同一環(huán)境中不同溫度的能力)以NETD(噪聲當量溫度差)值表示。最新一代的輻射熱測定器的NETD值可低至20mK。

非制冷式熱感攝像機傳感器的體積較小，集成了較少量的可移動部件。與制冷式熱感攝像機傳感器相比，它們的成本更低、服務(wù)期限更長。制冷式攝像機每工作8000~10000小時需要更換一次低溫冷卻劑，而非制冷式攝像機可連續(xù)工作多年。