我們?cè)谂恼諘r(shí)，如果曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，拍攝運(yùn)動(dòng)物體會(huì)產(chǎn)生拖尾，導(dǎo)致圖像模糊。熱像儀在拍攝高速運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，圖像拖尾會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)溫。

高速運(yùn)動(dòng)物體產(chǎn)生圖像拖尾

高鐵、燃爆、自動(dòng)化產(chǎn)線等許多應(yīng)用場(chǎng)景都有高速無(wú)拖尾的熱像儀需求。本文介紹兩種不同的熱成像機(jī)制，即光電型和光熱型兩種感光方式，以及產(chǎn)生圖像拖尾的不同原因和解決方法。

光電型

常見(jiàn)相機(jī)多采用光電型圖像傳感器，或稱探測(cè)器。探測(cè)器接收到入射光后，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生信號(hào)，形成圖像。光電轉(zhuǎn)換的時(shí)間極短，為皮秒（10-12s）級(jí)，可以認(rèn)為是瞬時(shí)的。運(yùn)動(dòng)拖尾主要受曝光時(shí)間影響，如在曝光過(guò)程中物體發(fā)生明顯運(yùn)動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致圖像模糊。

光電型探測(cè)器可以通過(guò)提高幀率、縮短曝光時(shí)間的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)高速無(wú)拖尾的成像。在光強(qiáng)足夠的場(chǎng)景下，光電型傳感器的曝光時(shí)間可以控制到微秒甚至納秒級(jí)，可用于測(cè)量非常高速的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。巨哥科技的制冷型熱像儀系列均為光電型探測(cè)，實(shí)現(xiàn)全畫面每秒數(shù)百幀的成像速度，開(kāi)窗可達(dá)數(shù)千幀，滿足絕大多數(shù)高速測(cè)溫場(chǎng)景的嚴(yán)苛要求。

制冷型熱像儀

巨哥科技最新推出的一款高速熱像儀全畫面幀率高達(dá)3000Hz，開(kāi)窗可達(dá)10000Hz，曝光時(shí)間僅0.1ms，拍攝超音速燃爆過(guò)程清晰可見(jiàn)，準(zhǔn)確記錄全過(guò)程的溫度數(shù)據(jù)。

高速燃爆全過(guò)程測(cè)溫（3000Hz拍攝）

光熱型

和制冷型熱像儀采用光電型探測(cè)器不同，非制冷熱像儀采用了光熱型探測(cè)器：探測(cè)器單元接收到物體發(fā)出的紅外輻射后被加熱，引起電阻值變化，從而產(chǎn)生信號(hào)。常見(jiàn)的非制冷探測(cè)器像素單元被加熱的時(shí)間在12毫秒左右。該熱響應(yīng)時(shí)間是一個(gè)常數(shù)，決定了拍攝運(yùn)動(dòng)物體時(shí)的拖尾程度。提高成像幀率只能在相同時(shí)間內(nèi)拍到更多幅圖像，但無(wú)法改善拖尾效應(yīng)。

巨哥科技HF系列非制冷熱像儀采用專有技術(shù)降低探測(cè)器的熱響應(yīng)時(shí)間，僅2.5ms，是傳統(tǒng)非制冷熱像儀的近五分之一，大幅減小拖尾效應(yīng)。在相同安裝條件下觀測(cè)動(dòng)車輪對(duì)，如傳統(tǒng)熱像儀在時(shí)速30公里時(shí)圖像開(kāi)始產(chǎn)生拖尾，巨哥科技的HF系列可以觀測(cè)到時(shí)速150公里并準(zhǔn)確測(cè)溫。相比制冷型熱像儀顯著的性能優(yōu)勢(shì)，非制冷HF熱像儀具有更高的性價(jià)比，最高幀率150Hz，可以滿足大部分工業(yè)應(yīng)用需求，自產(chǎn)品問(wèn)世以來(lái)已有數(shù)百臺(tái)在客戶現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

傳統(tǒng)非制冷熱像儀和HF系列拖尾效應(yīng)比較

巨哥科技始終專注技術(shù)創(chuàng)新，不斷推出新的光電檢測(cè)手段，無(wú)論是對(duì)精度要求極高的科研領(lǐng)域，還是追求高效、經(jīng)濟(jì)的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景，巨哥科技都能提供適配的解決方案。歡迎合作伙伴提出各行業(yè)的迫切需求，共同探索新的光電檢測(cè)技術(shù)。