多年來，科學(xué)家、研究人員和研發(fā)專家熱衷于將紅外熱像儀運(yùn)用在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中，包括工業(yè)研發(fā)、學(xué)術(shù)研究、無損檢測(cè)(NDT)和材料檢測(cè)，以及國防與航空航天等。但是，并非所有的紅外熱像儀均具有同等的品質(zhì)功能，或者可用于一些專門的應(yīng)用。譬如，要想獲得精確的測(cè)量值，則需要配備高速定格動(dòng)畫功能的先進(jìn)紅外熱像儀。今天，小菲就教大家如何選擇制冷型和非制冷型紅外熱像儀！

各有千秋

制冷型紅外熱像儀

先進(jìn)的制冷型紅外熱像儀配有集成低溫制冷機(jī)的成像探測(cè)器。這是一款可將探測(cè)器溫度降低至制冷溫度的設(shè)備。為了將熱噪聲降至場(chǎng)景成像信號(hào)水平之下，探測(cè)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(cè)物體間最細(xì)微的溫差。它們工作在光譜中波紅外(MWIR)波段和長(zhǎng)波紅外(LWIR)波段，因?yàn)閺奈锢韺W(xué)角度來講在這些波段熱靈敏度較高。熱靈敏度是指信號(hào)變化相對(duì)于目標(biāo)溫度變化。熱靈敏度越高，就越容易探測(cè)那些目標(biāo)溫度與背景差異不大的場(chǎng)景。

FLIR A6700sc是一款科研級(jí)中波紅外銻化銦熱像儀，能生成細(xì)節(jié)豐富的327,680像素?zé)釄D像。

非制冷型紅外熱像儀

非制冷型紅外紅外熱像儀是一款其中配備的成像探測(cè)器無需低溫制冷的紅外熱像儀。常見的探測(cè)器設(shè)計(jì)基于熱釋電探測(cè)器，這是一種擁有較大溫度測(cè)量系數(shù)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(chǎng)景溫度變化會(huì)導(dǎo)致紅外探測(cè)器溫度變化，從而將轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并經(jīng)過處理產(chǎn)生圖像。

非制冷型探測(cè)器用在長(zhǎng)波紅外(LWIR)波段中，與地面溫度類似的目標(biāo)在該波段中放射出的紅外熱能最多。相比制冷式探測(cè)器，非制冷型探測(cè)器的制造步驟更少，產(chǎn)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(jī)設(shè)備。非制冷型紅外熱像儀配有較少的活動(dòng)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(zhǎng)的使用壽命。

FLIR T650sc配備一臺(tái)非制冷型氧化釩（VOx）微測(cè)輻射熱計(jì)探測(cè)器，能生成640×480像素的熱圖像。

非制冷型紅外熱像儀展現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)帶來了兩難的問題：研發(fā)/科學(xué)應(yīng)用最好什么時(shí)候使用制冷型紅外熱像儀？答案是：取決于應(yīng)用需求。

實(shí)例對(duì)比

如果你想要發(fā)現(xiàn)微小的溫差變化，需要最優(yōu)的圖像質(zhì)量，拍攝快速移動(dòng)或發(fā)熱目標(biāo)；如果你需要看清熱變化過程，或者測(cè)量極小目標(biāo)的溫度；如果你希望在非常明確的電磁波譜部位可見熱對(duì)象；抑或你希望將紅外熱像儀與其他測(cè)溫設(shè)備同步工作，制冷型紅外熱像儀則是你的首選儀器。

1、速度

制冷型紅外熱像儀的成像速度快于非制冷型紅外熱像儀。高速熱像成像的曝光時(shí)間可達(dá)到微秒，能夠停止動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的表觀運(yùn)動(dòng)，并可捕獲每秒62,000幀以上的幀速率。其應(yīng)用包括熱分析和動(dòng)態(tài)分析噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、汽車輪胎或安全氣囊檢測(cè)、超音速彈丸，以及爆炸等。

制冷型紅外熱像儀具有極快的響應(yīng)速度，并充分利用全局快門優(yōu)勢(shì)。這意味著它們能夠同時(shí)讀出所有的像素，而并非如非制冷型紅外熱像儀一樣逐行讀取，從而使制冷型紅外熱像儀能夠捕獲清晰的圖像和對(duì)移動(dòng)物體進(jìn)行測(cè)溫。

這些紅外圖像對(duì)比了以20 mph速度旋轉(zhuǎn)的輪胎的拍攝效果。左邊這張是用制冷型紅外熱像儀拍攝的。您可能會(huì)覺得輪胎并未在轉(zhuǎn)動(dòng)，但這是制冷型紅外熱像儀在極其高速條件下的拍攝結(jié)果，它會(huì)“定格”輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)。非制冷型紅外熱像儀的拍攝速度太慢，無法捕捉到輪胎旋轉(zhuǎn)時(shí)使得輪輻顯得透明的瞬間。

2、空間分辨率