Согласно принципу работы, рабочей температуре и другим факторам, тепловые детекторы делятся на два типа: охлаждаемые и неохлаждаемые. Охлаждаемые тепловые детекторы функционируют на основе фотоэлектрического эффекта. В отличие от них, неохлаждаемые детекторы сначала преобразуют инфракрасное излучение в тепловую энергию, вызывая повышение температуры чувствительных материалов, что приводит к изменению их параметров, и в итоге формируют выходной сигнал.
Наиболее распространёнными типами неохлаждаемых детекторов являются термопары, пироэлектрические датчики и микроболометры. Каждый из них работает по-своему, обладает собственными преимуществами и недостатками. Возможно, вам интересно, чем они отличаются и какой вариант является оптимальным для тепловизионной съёмки. Давайте разберёмся.
Термопары состоят из множества термопарных соединений — небольших элементов, которые вырабатывают электричество при разнице температур. Это явление называется эффектом Зеебека. Объединяя несколько термопар, можно усилить электрический сигнал, что делает их эффективными для обнаружения инфракрасного излучения.
Термопары отличаются низкой стоимостью, низким энергопотреблением и длительным сроком службы. Их конструкция проста и надёжна в различных условиях. Однако они имеют более низкое разрешение и медленную реакцию по сравнению с другими сенсорами, поэтому не подходят для получения детализированных тепловых изображений.
Пироэлектрические датчики работают на основе пироэлектрического эффекта — они генерируют электричество при изменении собственной температуры. Для работы им необходимы регулярные колебания температуры, что может происходить при обнаружении движения или при искусственном изменении температуры в устройстве.
Пироэлектрические сенсоры обладают высокой чувствительностью и отлично подходят для обнаружения движения или температурных изменений. Однако для качественной работы им необходима стабильная окружающая среда. Они не так эффективны при получении статичных тепловых изображений.
Микроболометры — это передовые инфракрасные сенсоры. Они измеряют, как тепло изменяет сопротивление определённых материалов. Благодаря множеству миниатюрных детекторов, расположенных в матрице, микроболометры работают быстро и создают детализированные тепловые изображения в реальном времени без необходимости использования движущихся частей.
Область применения микроболометров очень широка: системы безопасности и видеонаблюдения, сельское хозяйство, медицина, AIoT, научные исследования и многое другое.
Среди термопар, пироэлектрических датчиков и микроболометров именно микроболометры являются оптимальным выбором для тепловизионной съёмки. Они обеспечивают меньший размер пикселя, более высокое разрешение и лучшую чувствительность. Несмотря на более высокую стоимость, способность получать точные и детализированные тепловые изображения делает их незаменимыми для таких задач, как пожарно-спасательные работы, масштабное измерение температуры и многое другое.
Каждый тип сенсора имеет свои преимущества, но для высокоточных и профессиональных задач микроболометры остаются без конкуренции.
