制冷型OGI熱像儀使用需要冷卻到低溫（約77K或-321°F）的量子探測(cè)器，可以是中波或長(zhǎng)波探測(cè)器。檢測(cè)功能區(qū)碳?xì)浠衔餁怏w（如甲烷）的中波熱像儀通常在3-5μm（微米）范圍內(nèi)工作，并使用銻化銦（InSb）探測(cè)器。檢測(cè)SF6等氣體的制冷型長(zhǎng)波熱像儀在8-12μm范圍內(nèi)工作，可以使用量子阱紅外光電探測(cè)器（QWIP）。
制冷型OGI熱像儀有一個(gè)集成了低溫冷卻器的成像傳感器，其可以將傳感器溫度降低到低溫。傳感器溫度的降低對(duì)于將探測(cè)器噪聲降低到低于被成像場(chǎng)景的信號(hào)水平是必要的。制冷機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)械公差非常小，隨著時(shí)間的推移會(huì)磨損，氦氣也會(huì)慢慢通過氣體密封。最終，在運(yùn)行1萬至1.3萬小時(shí)后，需要對(duì)冷卻器進(jìn)行重建。
帶有制冷探測(cè)器的熱像儀有一個(gè)與探測(cè)器連接的濾波器。這種設(shè)計(jì)可以防止濾波器和探測(cè)器之間的任何雜散輻射交換，從而提高圖像熱靈敏度，進(jìn)而會(huì)使光學(xué)氣體成像儀更有效地可視化某些氣體，甚至使OGI熱像儀符合美國(guó)環(huán)保局的OOOOa或其他要求等監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。
用制冷型熱像儀拍攝墻上手印的圖像和兩分鐘后再次拍攝的圖像
用非制冷型熱像儀拍攝墻上手印的圖像和兩分鐘后再次拍攝的圖像
非制冷OGI熱像儀使用微測(cè)輻射熱計(jì)探測(cè)器，不需要制冷探測(cè)器所需的額外零件。它們通常由氧化釩（VOx）或非晶硅（a-Si）制成，在7-14μm范圍內(nèi)具有響應(yīng)性。它們比制冷型熱像儀更容易制造，但熱靈敏度或噪聲等效溫差（NETD）較差，這使得更難以可視化較小的氣體泄漏。NETD是一個(gè)指標(biāo)，表示熱像儀可以探測(cè)的最小溫度差異。上圖顯示了制冷和非制冷探測(cè)器靈敏度的差異。
更好的NETD將使制冷型OGI熱像儀檢測(cè)氣體的效果至少是非制冷的五倍。用于確定OGI熱像儀檢測(cè)氣體效果的類似標(biāo)準(zhǔn)是噪聲等效濃度長(zhǎng)度（NECL），該標(biāo)準(zhǔn)確定在定義的拍攝距離上可以檢測(cè)到多少氣體。例如，用于甲烷檢測(cè)的FLIR GF320制冷型OGI熱像儀（3-5μm探測(cè)器）的NECL小于20 ppm*m，而非制冷型（7-14μm探測(cè)器）的NECL大于100 ppm*m。
對(duì)于非制冷型的OGI熱像儀，另一個(gè)需要考慮的是濾波器。有些熱像儀沒有在長(zhǎng)波光譜中過濾，這意味著它們只是一個(gè)完全開放的探測(cè)器，使用獨(dú)特的分析來可視化氣體。FLIR的高靈敏度模式(HSM)是利用軟件和分析來增強(qiáng)氣體可視化的熱像儀示例。有些熱像儀內(nèi)部設(shè)置更有針對(duì)性的過濾器。這些濾波器可能與鏡頭有關(guān)，在探測(cè)器和鏡頭之間，以多種方式設(shè)計(jì)。
使用非制冷過濾，由于限制到達(dá)熱像儀探測(cè)器的輻射，您會(huì)失去熱靈敏度。這將導(dǎo)致產(chǎn)生更高的NETD熱靈敏度值，但可以提供與氣體成像相關(guān)的更好圖像。隨著光譜濾波器寬度變窄以聚焦于特定氣體時(shí)，來自場(chǎng)景的輻射減少，而探測(cè)器的噪聲保持不變，來自濾波器的反射輻射增加。這會(huì)產(chǎn)生與氣體成像相關(guān)的更高質(zhì)量的圖像，但會(huì)降低熱像儀用于溫度測(cè)量（輻射測(cè)量）的熱靈敏度。當(dāng)你使用冷濾鏡時(shí)，比如制冷型OGI熱像儀，這種現(xiàn)象就可以避免，因?yàn)榉瓷涞妮椛淞糠浅Ｐ ?
如何選擇制冷與非制冷型OGI熱像儀
氣體顯示：在選擇OGI熱像儀時(shí)，首要考慮因素是確保熱像儀能夠顯示氣體。之后，再做出綜合的考量，而不僅僅基于價(jià)格。
制冷型的優(yōu)勢(shì)：雖然它們的價(jià)格可能更高，但制冷型OGI熱像儀有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。如上所述，這些單元屬于烴類氣體的功能區(qū)域，這意味著只需要一個(gè)熱像儀就可以看到各種各樣的氣體。在某些情況下，指紋區(qū)域需要多個(gè)熱像儀才能達(dá)到相同的結(jié)果。中波熱像儀的另一個(gè)獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是不受水蒸氣的干擾。如上圖所示，水蒸氣在長(zhǎng)波或指紋區(qū)域有很強(qiáng)的吸收，這可能會(huì)導(dǎo)致使用長(zhǎng)波熱像儀時(shí)圖像的不確定性。
靈敏度和圖像質(zhì)量：在選擇OGI熱像儀時(shí)，提高靈敏度和圖像質(zhì)量也是需要考慮的重要因素。這些不僅影響了對(duì)小泄漏的可視化能力，而且在試圖滿足監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)時(shí)也可能是相當(dāng)大的因素。
FLIR GF320甲烷和VOC檢測(cè)用紅外熱像儀
