紅外熱像儀非制冷和制冷的區別，熱成像成像原理！
上海棕航電子科技有限公司 凌經理 15221867023
我們所知道的熱像儀不過是一種制冷型或非制冷紅外熱像儀。簡而言之，熱成像儀是一種紅外輻射設備，通過光電轉換和電信號處理將物理物體轉換為視頻圖像。所謂制冷型和非制冷型的基本原理是相似的，但本質是不同的，讓我們來談談制冷紅外熱像儀和非制冷紅外熱像儀的區別
與普通制冷紅外熱像儀相比，非制冷紅外熱像儀在使用壽命、體積、價格和功耗等方面具有更多優勢，應用范圍更廣。我們將在下面解釋
一,。使用壽命
制冷紅外熱像儀的利用率與其自身的冰箱密切相關。冰箱的工作時間直接關系到紅外熱像儀的使用壽命。相對而言，非制冷紅外熱像儀的使用壽命會更長，但由于組件老化，測量精度會降低
二,。價格
一般來說，制冷紅外熱像儀的價格較高，而非制冷紅外熱像儀的價格相對較低
三,。體積
由于制冷紅外熱像儀需要冰箱的配合，制冷紅外熱像儀的體積比非制冷紅外熱像儀的體積大
四,。耗電量
制冷紅外熱像儀在工作時需要冰箱冷卻，因此會消耗更多的能量，并且功耗比非制冷紅外熱像儀更大
五,。靈敏度、準確性和誤差
制冷紅外熱像儀工作時，制冷機首先降低自身溫度，使其在檢測其他物體時具有更高的靈敏度、更高的精度、更小的誤差和更寬的檢測溫度范圍。非致冷紅外熱像儀在這些方面都比較差，尤其是非致冷紅外焦平面陣列的非均勻性對測量誤差有很大影響
六,可靠性
制冷紅外熱像儀由于精度高、誤差小、靈敏度高，檢測結果更可靠
七，申請
就應用范圍而言，在軍事領域，與傳統的成像系統相比，非制冷紅外成像儀的結構簡單得多，成本低，成像儀的分辨率、檢測靈敏度和可靠性都有所提高
在商業和民用方面，非制冷紅外熱成像在工業、公安、消防和醫學等領域有著廣泛的應用。由于制冷價格高，主要用于軍事和科研領域
從專業角度來看，帶制冷探測器的熱像儀比帶非制冷探測器的熱像儀具有更多優勢。然而，這種熱成像儀更昂貴
新的制冷熱成像儀有一個集成冰箱的成像傳感器，可以將傳感器溫度降低到制冷溫度。通過降低傳感器的溫度，熱感應噪聲可以降低到成像場景信號的噪聲級以下，這是非常必要的
冰箱中的運動部件具有極其精確的機械差異。他們會隨著時間的推移，氦會慢慢地從氣封中滲出。最后，冰箱必須在運行10000-13000小時后進行維修
如果你想掌握細微的溫差，你需要的圖像質量，或將其應用于/高速場合，如果你想看到非常小的目標的熱特性或測量其溫度，如果你想可視化電磁頻譜中非常特定部分的熱現象，或者，如果您想與其他測量設備同步使用熱成像儀，制冷熱成像儀無疑是您的理想選擇
高速示例比較
制冷熱像儀拍攝的旋轉輪胎紅外圖像
非制冷熱像儀拍攝的旋轉輪胎紅外圖像
這些紅外圖像比較了以每小時20英里的速度旋轉的輪胎的圖像
您可能會感覺到輪胎沒有旋轉，但這是制冷熱攝像頭以極高速度拍攝的結果，這將“停止”輪胎的旋轉
非制冷熱像儀的拍攝速度太慢，無法捕捉輪胎旋轉和輪輻透明的時刻
空間分辨率
制冷熱像儀采集的電路板紅外圖像
非制冷熱像儀拍攝的電路板紅外圖像
以上熱成像對比了制冷和非制冷熱成像系統所能達到的最佳特寫放大效果。上面的紅外圖像由4倍特寫鏡頭和13μm像素間距制成，由m制冷熱像儀的組合裝置拍攝，其光斑尺寸為3.5μm。
下圖中的紅外圖像由1個特寫鏡頭拍攝，像素間距為25μm，由非制冷熱像儀組合裝置拍攝，光斑尺寸為25μm。
由于傳感紅外波長較短，制冷熱像儀通常比非制冷熱像儀具有更強的放大功能。由于制冷熱成像儀的靈敏度較高，可以使用光學元件較多或較厚的透鏡，而不降低信噪比，從而提高放大功能
敏感度
制冷熱像儀拍攝的墻上手印的紅外圖像-初始圖像
制冷熱像儀拍攝的墻上手印的紅外圖像-初始圖像
非制冷熱像儀拍攝的墻上手印的紅外圖像-初始圖像
兩分鐘后，制冷熱像儀拍攝到墻上手印的紅外圖像
非制冷熱像儀拍攝的墻上手印的紅外圖像——兩分鐘后
提高制冷熱像儀靈敏度的價值往往不明顯
您如何比較靈敏度為50mk的非制冷熱像儀和靈敏度為20mk的制冷熱像儀的優勢？為了比較靈敏度的優勢，我們做了一個靈敏度實驗。我們把手放在墻上幾秒鐘，創建指紋的熱圖像以供比較
前兩幅圖像顯示了手離開時的指紋。第二組圖像顯示了o的熱特性f兩分鐘后取指紋
您可以看到，冷卻熱成像儀仍然可以捕獲指紋的大部分熱特征，而非冷卻熱成像儀只能捕獲指紋的部分熱特征
顯然，制冷熱像儀比非制冷熱像儀能檢測到更細微的溫差，其檢測持續時間更長
這意味著制冷熱成像儀可以更清晰地顯示被測目標的細節，并幫助您檢測最微弱的熱異常
光譜濾波
無火焰光譜濾光片制冷熱像儀拍攝的熱圖像
帶火焰光譜濾光片的制冷熱像儀拍攝的熱圖像
冷卻式熱像儀的優點之一是，它可以輕松地執行光譜過濾功能，從而可以顯示非冷卻式熱像儀無法捕獲和完成測量任務的細節。在個例子中，我們使用光譜濾光片在火焰的幫助下完成熱成像，火焰被放置在透鏡后面的濾光片支架中或內置在杜瓦探測器組件中。最終用戶希望測量并表示火焰中煤顆粒的燃燒特性
利用“借助火焰看”的紅外光譜濾光片，根據火焰的傳播狀態對制冷熱像儀的光譜帶進行過濾，從而生成煤顆粒燃燒的熱圖像。個視頻沒有火焰光譜過濾器。我們只能看到火焰本身。在第二個帶有火焰光譜過濾器的視頻中，我們可以清楚地看到煤顆粒的燃燒狀態
帶no2光譜濾光片的制冷熱像儀拍攝的熱像圖
帶no2光譜濾光片的制冷熱成像儀拍攝的熱圖像-新的掩模設計
在第二個例子中，我們使用一氧化二氮過濾器將一氧化二氮過濾到可以被紅外線吸收的區域，以便通過制冷熱成像儀“看到”
本應用的目的是設計更好的一氧化二氮口罩和清潔系統。因此，個視頻設計用于使用舊遮罩成像，第二個視頻設計用于使用新遮罩成像
正如你所見，由于多種原因，舊的口罩設計會在室內泄漏大量氮氣。新掩模設計的泄漏最小化，這似乎是一個更好的解決方案
