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基礎型非冷卻微博羅米特

了解非冷卻微博羅米特的基本知識,包括其工作原理、主要特性,以及在紅外線成像與溫度測量中的應用。

波爾計的工作原理

微博羅米特是一種用於紅外線成像與溫度測量應用的熱感測器。微博羅米特由一組對熱敏感的電阻陣列組成。當紅外線輻射照射到感測器表面時,會改變每個博羅米特像素的電阻值,進而導致電壓變化。
隨後,這些電訊號會由攝影機進行處理,並轉換為數位影像。此技術使紅外線輻射的強度得以視覺化,從而能夠偵測熱量變化與熱圖。

有關非冷卻式紅外線探測器的更多資訊,請參閱弗勞恩霍夫IMS的網站


微型波爾計的滾動讀出特性

幾乎所有實際應用中的微型熱電堆皆採用「滾動讀出」法。這意味著透過熱電堆陣列讀出像素的過程是交錯進行的。與其同時讀出所有元件,而是逐個或分組(逐行)讀出,類似於採用滾動快門的相機。

這種交錯讀出方式有助於減輕讀出噪聲對訊號的影響,因為噪聲會隨時間分散,而博勒米特元件在下次讀出前有時間恢復。

「滾動讀出」功能需要掃描過程與資料擷取之間進行精確的同步,以確保測量結果的準確性。

根據相機型號的不同,波勒計的熱時間常數介於 7 至 12 毫秒之間。


微型熱電堆的典型參數

以下是微型熱電堆的主要特性:

響應性

靈敏度是指感測器將溫度變化轉換為電訊號變化的能力。其通常以伏特每瓦特(V/W)為單位進行測量,是衡量微波測熱計靈敏度的指標。靈敏度越高,表示對溫度變化的反應越敏感。

熱敏感性

熱靈敏度是用來衡量微波測溫儀能夠偵測到的溫度變化有多微小的指標。其單位通常以 mK(毫開爾文)每瓦特表示。熱靈敏度越高,表示感測器能夠偵測到更微小的溫度差異。

等效噪聲溫差 (NETD)

NETD 是一項關鍵參數,用於量化微輻射計在存在噪聲的情況下所能偵測到的最小溫差。該參數通常以 mK 為單位,且與感測器的熱靈敏度成反比。NETD 數值越低,表示在低溫對比度條件下的表現越佳。

光譜範圍

微波測輻器通常設計用於在特定的紅外線波長範圍內運作,例如長波紅外線(LWIR)、中波紅外線(MWIR)或短波紅外線(SWIR)。光譜範圍決定了感測器能夠偵測哪些類型的熱源或物體。

幀率

微波測輻器的幀率代表其捕捉與處理熱成像的速率。此數值通常以每秒幀數(FPS)為單位,且因感測器而異。對於需要即時成像或影片的應用,較高的幀率是更理想的選擇。

熱時間常數

微輻射計的熱時間常數,是指感測器在受到入射輻射突變時,達到其最終溫度約 63.2% 所需的時間。這是理解感測器響應時間的重要參數。IRSX-I 攝影機的熱時間常數最高可達 12 毫秒。

像素大小

微波測熱器是一種由多個獨立像素組成的陣列式感測器。每個像素的大小決定了感測器的空間解析度。像素尺寸越小,空間解析度越高,但可能會犧牲靈敏度。

非均勻性校正 (NUC)

微波測熱器可能出現像素間的靈敏度差異,進而導致影像失真。透過非均勻性校正演算法,可補償這些差異並呈現均勻的影像。
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