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什么是热像仪镜头

155 次浏览 时间:2022-09-17

在了解热像仪红外镜头之前,我们必须弄清楚什么是热像仪和热像仪,以及这两者是如何工作的。表面温度高于零(-273°C)的物体向外发射红外磁辐射(即波长超过 700 纳米,但高于 1000 微米的辐射)。与通过捕获可见光产生图像的可见相机不同,红外成像仪是一种通过检测物体温度来形成图像的设备。由于热成像系统检测的是热量而不是光,因此可以24/7全天候使用,而且它是一种无源设备,没有额外的辐射,因此不会暴露用户的位置。

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红外光谱按波长范围不同可分为五类:近红外(NIR),波长范围0.75微米-1.4微米;短波红外(SWIR),波长范围1.4微米-3微米;中波红外 (MWIR),波长范围 3 微米-5 微米;长波红外 (LWIR),波长范围 8 微米-12 微米;远红外线,范围从15微米到1000微米。其中,MWR和LWIR光谱区是热成像的两个主要波长范围。MWIR 和 LWIR 辐射可以穿透大气层并通过检测物体的温差产生图像,帮助我们在雾天或夜间更好地侦察环境。

具体工作原理是,热像仪或热像仪利用光学器件将来自场景中物体的红外辐射聚焦到红外探测器上,然后将来自每个探测器元件的数字数据转换为标准视频格式,可以在标准视频监视器上观看或记录在录像带上。热像仪内部的探测器分为两类:制冷探测器和非制冷探测器. 存在热成像仪的检测器以接收通过热像仪红外镜头进入的热辐射并产生温差的视觉表示。因此,探测器的自热会增加热噪声并导致灵敏度下降。冷却的检测器通常与低温冷却器相连,以将检测器保持在 -130 华氏度或更低温度并保持高灵敏度。另一方面,非制冷探测器可能会失去灵敏度,但比制冷探测器便宜得多。

根据探测器的工作原理,热像仪探测器也可以分为两种:光子(量子)探测器和热探测器。光子探测器(通常称为量子探测器)和热探测器。光子探测器吸收红外辐射后产生直接电效应,而热探测器吸收红外波后产生温度变化,产生电效应。探测器的材料特性会影响温度变化如何产生电效应。相比之下,光子探测器更灵敏。然而,光子探测器必须冷却到较低的温度。

热探测器通常不如光子探测器灵敏,但在室温下表现足够好。一个优点是不需要低温冷却,因此可以节省成本并且检测器可以更紧凑。在大多数情况下,非制冷红外 FPA 探测器/传感器旨在与工作在 8-12 微米的长波红外 (LWIR) 热成像相机镜头相匹配。

因此在设计和制造红外镜头时,要选择与可见镜头不同的材料。该材料应该对感兴趣的红外波长范围是透明的。例如,在生产长波红外热像仪镜头时,可能不像那样是一个好的选择,因为硅对 7000nm 以上的波长是不透明的。除了材料之外,权衡和平衡其他因素也很重要,例如视野、重量、尺寸以及红外相机镜头的聚焦机制。