制冷型紅外熱像儀
先進的制冷型紅外熱像儀配有集成低溫制冷機的成像探測器。這是一款可將探測器溫度降低至制冷溫度的設備。為了將熱噪聲降至場景成像信號水平之下,探測器溫度的下降必不可少。
制冷型紅外熱像儀是最敏感型紅外熱像儀,可探測物體間最細微的溫差。它們工作在光譜中波紅外(MWIR)波段和長波紅外(LWIR)波段,因為從物理學角度來講在這些波段熱靈敏度較高。熱靈敏度是指信號變化相對于目標溫度變化。熱靈敏度越高,就越容易探測那些目標溫度與背景差異不大的場景。
非制冷型紅外熱像儀
非制冷型紅外熱像儀是一款其中配備的成像探測器無需低溫制冷的紅外熱像儀。常見的探測器設計基于熱釋電探測器,這是一種擁有較大溫度測量系數的小型氧化釩電阻,表面積較大、熱容量低,以及熱絕緣效果佳。場景溫度變化會導致紅外探測器溫度變化,從而將轉化為電信號,并經過處理產生圖像。
非制冷型探測器用在長波紅外(LWIR)波段中,與地面溫度類似的目標在該波段中放射出的紅外熱能最多。相比制冷式探測器,非制冷型探測器的制造步驟更少,產率更高,真空包裝成本更低,而且非制冷型紅外熱像儀無需極其高昂的低溫制冷機設備。非制冷型紅外熱像儀配有較少的活動部件,在類似的工作條件下,其往往較制冷型紅外熱像儀具有更長的使用壽命。
非制冷型紅外熱像儀展現的優勢帶來了兩難的問題:研發/科學應用最好什么時候使用制冷型紅外熱像儀?答案是:取決于應用需求。
1.靈敏度、精度、誤差
制冷型紅外熱成像儀工作時,制冷機先運行來降低自身的溫度,這樣在檢測其他物體時靈敏度更高,精度更高,誤差更小,檢測溫度范圍更廣。而非制冷型紅外熱成像儀這些方面是比不上制冷型紅外熱像儀的,特別是非制冷紅外焦平面陣列的非均勻性對測量誤差的影響較大。
2.功耗
制冷型紅外熱成像儀工作時需要制冷機工作降溫,因此會消耗更多的能量,相對非制冷型紅外熱像儀來說功耗更大。
3.使用壽命
制冷型紅外熱像儀的使用壽命與其自身的制冷器有著密切的關系,制冷器的工作時間直接關系到紅外熱像儀的使用壽命,相對來說非制冷型紅外熱像儀的使用壽命會更長,但是由于部件老化,測量精度也會降低。
4.可靠性
制冷型紅外熱像儀精度高、誤差小、靈敏度高,使得其檢測結果更加可靠。
5.價格
一般來說,制冷型紅外熱成像儀價格高昂,而非制冷型價格則相對較低。
6.體積
由于制冷型紅外熱成像儀需要制冷機協同工作,使得制冷型紅外熱像儀比非制冷型體積更大。
7.應用
對于應用范圍,軍事領域中,相比于傳統的成像系統,非制冷型紅外成像儀的結構要簡單很多,成本要低,并且提高了成像儀的分辨率、探測靈敏度及可靠性。






