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无制冷微博勒米特器基础知识

了解非制冷微博罗米特的基础知识,包括其工作原理、主要特性,以及在红外成像和温度测量中的应用。

热电辐射计的工作原理

微热辐射计是一种用于红外成像和温度测量应用的热探测器。微热辐射计由一组热敏电阻阵列组成。照射到探测器表面的红外辐射会改变各个热辐射计像素的电阻值,从而导致电压变化。
随后,这些电信号由相机进行处理,并转换为数字图像。这使得红外辐射的强度可视化,从而能够检测到热量变化和热分布模式。

有关非制冷红外探测器的更多信息,请访问弗劳恩霍夫IMS的网站


微型热电辐射计的滚动读出特性

目前,几乎所有用于实际应用的微型热电辐射计都采用“滚动读出”方法。这意味着通过热电辐射计阵列对像素的读出是交错进行的。与一次性读出所有像素不同,这些像素是逐个或分组(逐行)读出的,类似于采用滚动快门的相机。

这种交错读取方式有助于减轻读出噪声对信号的影响,因为噪声在时间上得到了分散,且博勒米特元件在下次读出前有时间恢复。

“滚动读出”功能要求扫描过程与数据采集之间实现精确同步,以确保测量结果的准确性。

热敏探测器的热时间常数在7至12毫秒之间,具体取决于相机类型。


微型热辐射计的典型参数

以下是微型热辐射计的主要特点:

响应性

响应度是指传感器将温度变化转换为电信号变化的能力。它通常以伏特每瓦特(V/W)为单位进行测量,是衡量微热辐射计灵敏度的指标。响应度越高,表明对温度变化的敏感度越大。

热敏性

热灵敏度是衡量微热辐射计能够检测到的温度变化最小幅度的指标。它通常以每瓦特毫开尔文(mK)为单位表示。热灵敏度越高,说明传感器能够检测到的温差越小。

噪声等效温差(NETD)

NETD 是一个关键参数,用于量化微热辐射计在存在噪声的情况下能够检测到的最小温差。该参数通常以 mK 为单位,与传感器的热灵敏度成反比。NETD 值越低,表明在低温对比度条件下的性能越优越。

光谱范围

微博勒米特通常设计用于在特定的红外波长范围内工作,例如长波红外(LWIR)、中波红外(MWIR)或短波红外(SWIR)。光谱范围决定了传感器能够探测哪些类型的热源或物体。

帧率

微博罗米特传感器的帧率反映了其捕获和处理热成像的速度。该指标通常以每秒帧数(FPS)为单位,且因传感器而异。对于需要实时成像或视频的应用,更高的帧率更为理想。

热时间常数

微热辐射计的热时间常数是指传感器在受到入射辐射突变时,达到其最终温度约63.2%所需的时间。这是理解传感器响应时间的一个重要参数。IRSX-I摄像机的热时间常数最高可达12毫秒。

像素大小

微博洛米特是具有多个独立像素的阵列传感器。每个像素的大小决定了传感器的空间分辨率。像素尺寸越小,空间分辨率越高,但可能会牺牲灵敏度。

非均匀性校正(NUC)

微博罗米特探测器可能存在像素间灵敏度差异,从而导致图像伪影。非均匀性校正算法用于补偿这些差异,从而获得均匀的图像。
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