国产科研级制冷红外热像仪的技术能力与应用实践

国产科研级制冷红外热像仪的技术能力与应用实践

制冷型红外热像仪依靠内置制冷探测器降低暗电流与噪声，能够获取噪声等效温差（NETD）更小、灵敏度更高的热图像，是科学研究与工业测温的核心装备。长期以来，该领域产品依赖进口。近年来，以格物优信为代表的国内厂商推出了具备完整自主指标的科研级制冷热像仪，在关键性能上已可与进口机型对标。本文以格物优信的中波与长波两款产品为例，介绍其技术指标与典型应用。

中波制冷型热像仪型号为YOSEEN 6800-NA，采用640×512规格的锑化铟（InSb）探测器，波长范围3.7–4.8μm，像素尺寸15μm，NETD≤20mK。全画幅帧率200Hz，在小窗模式下最高可达3336Hz，能够清晰记录高速运动与瞬态变化过程。测温范围覆盖-20℃至3000℃，其中低于600℃时精度优于±1℃或±1%，高于600℃时优于±2℃；选配4孔位电动光谱轮后可在不同波段与测温段之间切换，并支持透过玻璃进行高温测温。仪器配备千兆以太网、RS485、HDMI及SYNC_IN/OUT同步接口，配套IRStudio软件可实现实时录制、点/线/区域测温、温度时空分布曲线分析与离线数据导出。

长波制冷型热像仪同样采用640×512分辨率，NETD为25mK。其全画幅帧率为200Hz，窗口模式最高3000Hz，积分时间可调至45ns，配合全局快门技术实现微秒级响应，适用于微尺度热过程与瞬态事件的捕捉。该机型强调在复杂环境下的抗干扰能力与成像一致性，无新增坏像素问题，支持全局高低温追踪及点、线、多边形等测温模式，并提供高精度同步接口与可选配的孔位电动光谱轮，便于集成到实验系统。

两款仪器面向的应用领域有所侧重又相互补充。在科学研究方面，可用于材料热力学研究、半导体缺陷分析、微尺度热过程记录，以及石窟寺等不可移动文物的热应力评估——后者曾借助现场红外热成像监测，支撑相关成果发表于Nature子刊。在工业与工程试验中，适用于航空发动机试验、火箭发动机地面试车、燃烧诊断、爆炸物理与冲击试验、脉冲加热等高速瞬态场景，也广泛用于焊接瞬时测温、锻压高温检测、电池充放电热循环、电机动态温升及产线红外缺陷在线检测。

上述指标表明，国产制冷型红外热像仪已在探测器分辨率、噪声等效温差、高帧率捕捉与测温精度等核心维度建立起完整能力，其开放的系统接口与配套分析软件也满足科研与工业集成的实际需要。在红外热成像装备领域，国产仪器已具备替代进口、支撑关键科研与工程任务的现实条件。