熱像儀采集物體發(fā)出的紅外光能量,將采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)字或模擬信號(hào)輸出,最終生成圖像。圖像細(xì)節(jié)由溫差決定??梢詸z測(cè)可見光的相機(jī)不能用于檢測(cè)紅外熱輻射,反之亦然。
熱像儀由一系列獨(dú)立的檢測(cè)單元陣列組成。由于紅外波的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng),相應(yīng)地,每個(gè)紅外檢測(cè)單元必須大于可見光檢測(cè)單元。因此,相同傳感器尺寸的熱像儀分辨率低于可見光相機(jī)。
熱像儀最初是為監(jiān)視和軍事行動(dòng)形多種多樣,從手持無人機(jī)到無人駕駛無人機(jī),再到送入太空的科學(xué)儀器。
而開發(fā)的,現(xiàn)在廣泛用于各種工業(yè)應(yīng)用,例如:建筑檢查、消防、自動(dòng)駕駛汽車、自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)、工業(yè)檢查、科學(xué)研究等。這些相機(jī)的外
使用熱像儀開發(fā)產(chǎn)品或系統(tǒng)的工程師需要清楚地了解關(guān)鍵設(shè)計(jì)規(guī)范,包括:場(chǎng)景動(dòng)態(tài)范圍、視野、分辨率、靈敏度和光譜范圍。不同的相機(jī)擅長(zhǎng)不同的任務(wù),因此工程師需要了解不同類型相機(jī)模組之間的權(quán)衡策略及其對(duì)產(chǎn)品性能的影響。
熱敏度也稱為儀器的噪聲等效溫差,是重要指標(biāo)之一,定義了相機(jī)可以檢測(cè)到的最小溫差。更好的熱靈敏度通常以分辨率為代價(jià)。
熱像儀的噪聲等效溫差將直接影響圖像的清晰度和清晰度。該值越低,檢測(cè)器越靈敏。集成商和開發(fā)人員正在尋找能夠提供在 30 攝氏度的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)量的噪聲等效溫差的供應(yīng)商。
在熱對(duì)比度低的場(chǎng)景以及在霧、多云和雨等具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境條件下工作時(shí),提高靈敏度尤為重要。成本較低的熱像儀通常意味著在低對(duì)比度場(chǎng)景中的圖像質(zhì)量較差、檢測(cè)范圍較小且態(tài)勢(shì)感知能力有限。
帶有冷卻至低溫的成像傳感器的紅外相機(jī)與未冷卻的探測(cè)器相比具有明顯的優(yōu)勢(shì),因?yàn)樗鼈兡軌驅(qū)⒃肼暯档偷匠上駡?chǎng)景以下的水平。
但是,更高的靈敏度會(huì)帶來更高的成本。制冷型熱像儀通常更大、更重且消耗更多功率。它們的購(gòu)買成本要高得多,并且會(huì)受到機(jī)械磨損,從而導(dǎo)致故障和縮短產(chǎn)品壽命。這是因?yàn)榈蜏乩鋮s器的運(yùn)動(dòng)部件具有極其嚴(yán)格的機(jī)械公差,會(huì)隨著時(shí)間的推移而降低,并且它們使用的氦氣會(huì)通過密封件緩慢泄漏。
但是,非制冷熱傳感器的最新改進(jìn)已將靈敏度提高到 20 mK 以上,與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比有了巨大改進(jìn),使其成為許多新應(yīng)用的可行選擇。但需要注意的是,非制冷紅外攝像機(jī)不能簡(jiǎn)單地取代制冷攝像機(jī)。產(chǎn)品開發(fā)人員和系統(tǒng)集成商需要考慮有關(guān)成像速度、空間分辨率、光譜過濾等的額外要求。