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短波红外热像仪简介,都泰短波红外热成像红外测温仪DTC

发表时间: 2018-12-11 11:42:15

作者: 新材料百科

来源: http://www.sohu.com/a/219910302_99943319

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我们所知道的热成像仪,无非就是制冷型或是非制冷型红外热成像仪,简单来说,热成像仪就是一种将物理事物通过光电转换、电信号处理而转为视频图像的红外辐射设备,所谓的制冷型和非制冷型基本原理差不多,但是本质还是有区别的,我们就来说说制冷型红外热成像仪和非制冷型红外热成像仪的区别。 相较于常见的制冷型红外热像仪来说,非制冷型的热像仪在使用寿命、体积、价格和功耗更加具有优势,使用范围也更加广泛,下面我们

我们所知道的热成像仪,无非就是制冷型或是非制冷型红外热成像仪,简单来说,热成像仪就是一种将物理事物通过光电转换、电信号处理而转为视频图像的红外辐射设备,所谓的制冷型和非制冷型基本原理差不多,但是本质还是有区别的,我们就来说说制冷型红外热成像仪和非制冷型红外热成像仪的区别。

相较于常见的制冷型红外热像仪来说,非制冷型的热像仪在使用寿命、体积、价格和功耗更加具有优势,使用范围也更加广泛,下面我们就一一来说明。

1、使用寿命

制冷型红外热像仪的使用率与其自身的制冷器有着密切的关系,制冷器的工作时间直接关系到红外热像仪的使用寿命,相对来说非制冷型红外热像仪的使用寿命会更长,但是由于部件老化,测量精度也会降低。

2、价格

一般来说,制冷型红外热成像仪价格高昂,而非制冷型价格则相对较低。

3、体积

由于制冷型红外热成像仪需要制冷机协同工作,使得制冷型红外热像仪比非制冷型体积更大。

4、功耗

制冷型红外热成像仪工作时需要制冷机工作降温,因此会消耗更多的能量,相对非制冷型红外热像仪来说功耗更大。

5、灵敏度、精度、误差

制冷型红外热成像仪工作时,制冷机先进行工作来降低自身的温度,这样在检测其他物体时灵敏度更高,精度更高,误差更小,检测温度范围更广。而非制冷型红外热成像仪这些方面都是所不及的,特别是非制冷红外焦平面阵列的非均匀性对测量误差的影响较大。

6、可靠性

制冷型红外热像仪由于其精度高误差小灵敏度高,使得其检测结果更加可靠。

而在商业和民用方面,工业、公安、消防上都有运用非制冷型红外热成像,因为制冷型的价格昂贵而无法进入的行业领域,它主要还是应用在科研领域。

从专业的角度来看,带制冷探测器的热像仪,比非制冷探测器的热像仪具有更多优势。然而,这类热像仪价格更昂贵。

新款的制冷热像仪带有集成制冷机的成像传感器,该制冷机可将传感器温度降低至制冷温度。 通过降低传感器温度可将热感应噪声降至低于成像场景信号的噪声等级,这是十分必要的。

制冷机中的运动部件具有精机械工差,它们会随着时间的推移而磨损,而且氦气也会慢慢地渗过气体密封件。 最 终,制冷机在运行了10,000-13,000 小时后必须进行返修。

如果您想掌握细微的温差,需要图像质量,或应用于快捷/高速的场合,如果您想看清小目标的热特征或测量其温度,如果您想对电磁波谱中一个非常具体部分的热现象进行可视化,或如果您想将热像仪和其它测量设备同步使用等,制冷热像仪无疑是您的选择。

实例对比 高速

制冷热像仪捕获的旋转轮胎的红外图像

非制冷热像仪捕获的旋转轮胎的红外图像

这些红外图像对比了以 20 mph 速度旋转的轮胎的拍摄效果。

您可能会觉得轮胎并未在转动,但这是制冷热像仪在其高速条件下的拍摄结果,它会“停止”轮胎的转动。

非制冷热像仪的拍摄速度太慢,无法捕捉到轮胎旋转时使得轮辐显得透明的瞬间。

空间分辨率

制冷热像仪捕获的电路板红外图像

非制冷热像仪捕获的电路板红外图像

上述热图像对比了采用制冷和非制冷热像仪系统可实现的特写放大效果。 上图的红外图像是用带 4X 特写镜头和像元间距 13μm 制冷热像仪的组合装置拍摄的,其光斑尺寸为 3.5μm。

下图的红外图像是用带 1X 特写镜头和像元间距 25μm 非制冷热像仪的组合装置拍摄的,其光斑尺寸为 25μm。

由于传感红外波长较短,制冷热像仪通常具有比非制冷热像仪更强的放大功能。 由于制冷热像仪的灵敏度更高,因此可使用带更多光学元件或更厚元件的镜头而不降低信号噪声比,从而提升了放大功能。

灵敏度

制冷热像仪捕获的墙上手印的红外图像 - 初始图像

制冷热像仪捕获的墙上手印的红外图像 - 初始图像

非制冷热像仪捕获的墙上手印的红外图像 - 初始图像

制冷热像仪捕获的墙上手印的红外图像 - 两分钟后

非制冷热像仪捕获的墙上手印的红外图像 - 两分钟后

制冷热像仪灵敏度改善带来的价值往往并不显而易见。

您如何能对比灵敏度为 50mK 的非制冷热像仪与灵敏度为 20mK 的制冷热像仪的优势呢? 为了对比灵敏度的优势,我们做了一个快速的灵敏度实验。 我们将手按在墙上停留几秒钟来创建手印的热图像,以此进行对比。

开始的两张图像显示了手移开瞬间的手印。 第  二组图像显示了两分钟后手印的热特征。

您可看见:制冷热像仪仍能捕捉手印的大部分热特征,而非制冷热像仪仅能捕捉其部分热特征。

显而易见,制冷热像仪比非制冷热像仪能检测到细微的温差,其检测的持续时间也更长。

这意味着:制冷热像仪能更清晰地显示被测目标的细节,并能帮助您检测到微弱的热异常。

光谱滤波

不带火焰光谱滤波器的制冷热像仪捕获的热图像

带火焰光谱滤波器的制冷热像仪捕获的热图像

制冷热像仪的优势之一是能够执行光谱滤波功能,从而能显示非制冷热像仪无法捕捉的细节并完成测量任务。 在第    一个实例中,我们使用了光谱滤波器来完成借助火焰的热成像,该滤波器置于镜头后面的滤波器支架内或内置于杜瓦探测器组件中。 用户希望测量和表示煤颗粒在火焰中的燃烧特征。

通过使用“借助火焰看见”的光谱红外滤波器,我们过滤了火焰呈透射状态的制冷热像仪的光谱波段,从而创建出煤颗粒燃烧的热图像。 第     一段视频不带火焰光谱滤波器,我们只能看见火焰本身。 第      二段视频带火焰光谱滤波器,我们能清晰地看见煤颗粒的燃烧状态。

带 NO2 光谱滤波器的制冷热像仪捕获的热图像

带 NO2 光谱滤波器的制冷热像仪捕获的热图像 - 新掩膜设计

在第  二个实例中,我们使用了一氧化二氮过滤器将一氧化二氮过滤至可被红外线吸收的区域,从而通过制冷热像仪来”看见它“。

此应用的目的在于设计出一个更好的一氧化二氮掩膜和清扫系统,因此,第 一段视频为旧掩膜设计成像,而第 二段视频为新掩膜设计成像。

您可看见:旧掩膜设计将大量氮气泄漏至室内,这其中涉及的原因很多。 而新掩膜设计的泄漏量降至至低,看来是一个更好的解决方案。


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