人类第六感的“黑科技”——红外热像仪
热像仪非常灵敏,能探测到小于0.1°C的温差。例如,FLIR红外热像仪可识别细微至0.02°C的温度变化,拥有先进的探测技术和先进的数学算法,可精确测量-40°C至+2000°C的对象的温度。
4、红外热像仪的分类
* 按照工作温度可分为制冷型/非制冷性
制冷式热成像仪,其探测器中集成了一个低温制冷器,这种装置可以给探测器降温度,这样是为了使热噪声的信号低于成像信号,成像质量更好。
非制冷式热成像仪,其探测器不需要低温制冷,采用的探测器通常是以微测辐射热计为基础,主要有多晶硅和氧化钒两种探测器。
制冷型热成像仪(左)和非制冷型热成像仪(右)成像效果
* 按照功能可分为测温型/非测温型
测温型红外热像仪,可以直接从热图像上读出物体表面任意点的温度数值,这种系统可以作为无损检测仪器,但是有效距离比较短。
非测温型红外热像仪,只能观察到物体表面热辐射的差异,这种系统可以作为观测工具,有效距离比较长。
带温度信息的热图像不带温度信息的热图像
红外热像仪的心脏——红外探测器
红外探测器从探测机理上可分为:红外光子探测器和红外热探测器。
红外探测器的具体分类
1、光子探测器:基本工作原理是探测器吸收目标或背景辐射的光子时,探测器材料的最外壳层电子发生跃迁形成晶体内的自由电子,产生光生电导或光生伏特效应。光电导和光生伏特效应的强弱取决与辐射源的辐射强度和探测器的灵敏度。在整个探测工作过程中,光子探测器的温度基本保持恒定。
2、热探测器:主要是通过吸收红外辐射的能量,使探测器的温度发生变化,引起探测器电阻率或电极性的改变,热探测器电阻率或电极性的改变量同样取决与辐射源的辐射强度和探测器的灵敏度。
3、两类红外探测器对比:由于二者工作机理的不同,这两类探测器显出各自不同的红外响应特性:光子探测器有最佳的响应波长(峰值波长),黑体响应率与峰值响应率之间差异随着探测器响应波段的不同而有很大的不同;而热探测器的响应率随波长的变化几乎是平坦的。因此,热探测器的黑体响应和峰值响应几乎没有什么差别。另一方面,随着探测器工作高温工作的升高,热探测器可比光电探测器具有更高的灵敏度。因此,通常广泛应用于工作温度接近室温场合,被称为“非制冷”探测器。
室温工作的红外探测器举例低温工作的碲镉汞半导体
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