冷却型热像仪

冷却型红外热像仪是一种先进的测量设备，它集成了一个低温冷却器，可将红外图像核心冷却到低至 -196°C (-321°F) 的温度。这种冷却方式大大提高了热像仪的灵敏度和精确度，使其能够检测到微小的温差，并生成高度精细的热图像。冷却型红外热像仪通常在中波红外 (MWIR) 范围内工作，使用 3-5 µm 波长。

与其他红外热像仪一样，这些系统可探测物体的辐射热。热像仪本身的任何额外热量都会带来不必要的背景噪声，从而降低热图像的清晰度和准确性。因此，冷却型红外热像仪通过使用低温冷却器将传感器温度降至低温水平，从而最大限度地减少内部热噪声。这种冷却机制可使红外热像仪检测到目标与背景之间最小的温度变化。低温冷却器持续运行以保持低温，通常约为 77° 开尔文（-196°C 或 -321°F）。这种持续运行对于实现精确热成像所需的高灵敏度至关重要。冷却器本身通常充满挥发性气体，需要按照极其严格的机械公差制造，不幸的是，随着时间的推移，冷却器会逐渐磨损，最终需要在运行几千小时后进行维护或更换。

冷却型红外热像仪的主要优点是对快速的微小温差具有更高的灵敏度。这使它们能够探测到最微弱的热异常。冷却型红外热像仪可以使用更大的镜头和更多的光学元件，而不会降低信噪比，从而获得更高的放大倍率和更好的图像细节。这些热像仪非常适合需要检测微小温差、快速响应时间或高速热现象的应用。

不过，使用冷却红外热像仪也有很大的缺点。最显著的缺点之一就是成本高。与非冷却型红外热像仪相比，集成低温冷却器、非常特殊的探测器、大型光学器件以及精确制造的需要大大提高了价格。这些热像仪使用的低温冷却器有活动部件，冷却介质会随着时间的推移慢慢泄漏，因此需要定期维护和更换冷却器。这种维护既费钱又费时。低温冷却系统增加了摄像机的复杂性，使其更容易出现机械故障。此外，密封件和干燥器组件也可能发生故障，因此需要进行额外的维修。为了保持较低的工作温度，低温冷却器机械装置必须持续运行，以达到这样的低温。尽管冷却红外热像仪存在成本较高、维护要求较高、复杂性较高和需要连续运行等缺点，但在需要最高级别热成像性能的科学和军事应用领域，冷却红外热像仪仍占有一席之地。