Инфракрасная тепловизионная холодильная технология

Для правильной работы тепловизионной системы технология охлаждения ее детекторных элементов до низких или глубоких температур еще называется криостатной технологией. Основные задачи этой технологии двояки: во-первых, сформировать подходящую среду с низкой и постоянной температурой посредством охлаждения, чтобы обеспечить нормальное функционирование электронных устройств или систем, которым необходимо работать при низких температурах, или улучшить чувствительность устройство; во-вторых, для экранирования или уменьшения тепла от теплового шума, создаваемого фильтрами, перегородками и самой оптической системой системы формирования изображения.

Принцип работы холодильника включает в себя два метода: физический и химический. В зависимости от случая использования и требуемой температуры охлаждения для изготовления подходящих холодильников можно использовать разные принципы. В тепловизионных системах в основном используются физические методы. Есть:

1. Используйте охлаждение с фазовым переходом

То есть рабочее вещество охлаждения использует эндотермический эффект фазового перехода, такой как охлаждение жидкого азота, жидкого водорода и т. д. с использованием перфузионного сосуда Дьюара.

2. Охлаждение с использованием эффекта Джоуля-Томсона.

То есть, когда температура газа высокого давления ниже, чем его собственная температура конверсии, и он проходит через небольшое отверстие, расширение газа приведет к падению температуры. Например, холодильник для коксового супа отличается простой конструкцией, высокой надежностью, легким весом, небольшими размерами, отсутствием вибрации, отсутствием движущихся частей, низким уровнем шума, низкой стоимостью и быстрой скоростью охлаждения. Время охлаждения обычно занимает от 15 до 60 секунд (секунд).

3. Охлаждение с использованием изоэнтропического расширения газа

То есть, когда газ расширяется изоэнтропически, поршень детандера совершает механическую работу наружу. После расширения внутренняя потенциальная энергия газа увеличивается, на компенсацию которой расходуется внутренняя энергия самого газа, что приводит к значительному снижению температуры после расширения. Например, холодильник замкнутого цикла Stirling, который отличается низким энергопотреблением, небольшими размерами и легким весом.

4. Охлаждение с использованием эффекта Пельтье

То есть полупроводник N-типа и полупроводник P-типа используются как пара. При прохождении постоянного тока один конец пары выделяет тепло, а другой конец становится холодным, как, например, в термоэлектрическом холодильнике, также известном как полупроводниковый или термоэлектрический холодильник. Основными преимуществами пироэлектрических детекторов являются: полностью полупроводниковые устройства, компактная конструкция, длительный срок службы; нет движущихся частей, нет шума; не подвержен влиянию окружающей среды; высокая надежность. Недостаток – коэффициент полезного действия (КПД) холодильника низкий, холодопроизводительность мала, КПД низкий.

5. Используйте обмен тепловым излучением между объектами для охлаждения.

Например, в космическом пространстве для охлаждения можно использовать высокий вакуум и глубокую низкую температуру внешней Вселенной. Его отличительными особенностями являются отсутствие движущихся частей, длительный срок службы, низкое энергопотребление и отсутствие вибраций. Недостатком является наличие требований к конфигурации орбиты и спутника, а также строгие экологические требования. После выхода на орбиту ему необходим период нагрева и сдувания, прежде чем он сможет работать.

• Предыдущий: Как выбрать объектив для инфракрасной тепловизионной камеры?
• Следующий: Основные параметры инфракрасной тепловизионной камеры