لكي يعمل نظام التصوير الحراري بشكل صحيح، فإن تقنية تبريد عناصر الكاشف الخاصة به إلى درجات حرارة منخفضة أو عميقة تسمى أيضًا تقنية ناظم البرد. المهام الرئيسية لهذه التكنولوجيا ذات شقين: أولاً، تكوين بيئة مناسبة لدرجة الحرارة المنخفضة ودرجة الحرارة الثابتة من خلال التبريد لضمان الوظيفة الطبيعية للأجهزة أو الأنظمة الإلكترونية التي تحتاج إلى العمل في درجات حرارة منخفضة، أو لتحسين حساسية جهاز؛ ثانيًا، لحماية أو تقليل الحرارة الناتجة عن الضوضاء الحرارية الناتجة عن المرشحات والحواجز والنظام البصري نفسه لنظام التصوير.
يتضمن مبدأ عمل الثلاجة طريقتين: الفيزيائية والكيميائية. اعتمادا على مناسبة الاستخدام ودرجة حرارة التبريد المطلوبة، يمكن استخدام مبادئ مختلفة لصنع الثلاجات المناسبة. تستخدم أنظمة التصوير الحراري في الغالب الطرق الفيزيائية. هناك:
1. استخدم التبريد المتغير الطور
أي أن مادة التبريد العاملة تستخدم تأثير ماص للحرارة لتغير الطور، مثل تبريد النيتروجين السائل، والهيدروجين السائل، وما إلى ذلك باستخدام زجاجة ديوار للتروية.
2. التبريد باستخدام تأثير جول طومسون
أي أنه عندما تكون درجة حرارة الغاز عالي الضغط أقل من درجة حرارة التحويل الخاصة به ويمر عبر فتحة صغيرة، فإن تمدد الغاز سيؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة. على سبيل المثال، تتميز ثلاجة حساء فحم الكوك بهيكل بسيط، وموثوقية عالية، وخفة الوزن، وصغر الحجم، وعدم الاهتزاز، وعدم وجود أجزاء متحركة، وانخفاض مستوى الضجيج، وانخفاض التكلفة، وسرعة التبريد السريعة. يستغرق وقت التبريد عادة من 15 إلى 60 ثانية فقط (الثانية).
3. التبريد باستخدام التمدد متساوي الإنتروبيا للغاز
أي أنه عندما يتمدد الغاز بشكل متساوي الانتروبيا، يقوم مكبس الموسع بإخراج الشغل الميكانيكي إلى الخارج. وبعد التمدد تزداد طاقة الوضع الداخلية للغاز مما يستهلك الطاقة الداخلية للغاز نفسه للتعويض، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في درجة الحرارة بعد التمدد. مثل ثلاجة ستيرلينغ ذات الدورة المغلقة، والتي تتميز بانخفاض استهلاك الطاقة، وصغر الحجم، وخفة الوزن.
4. التبريد باستخدام تأثير بلتيير
أي أنه يتم استخدام أشباه الموصلات من النوع N وأشباه الموصلات من النوع P كزوج. عندما يمر تيار مباشر، يولد أحد طرفي الزوج حرارة ويصبح الطرف الآخر باردًا، مثل الثلاجة الكهروحرارية، والمعروفة أيضًا باسم الثلاجة شبه الموصلة أو الثلاجة الكهروحرارية. المزايا الرئيسية للكاشفات الكهروحرارية هي: أجهزة الحالة الصلبة بالكامل، والبنية المدمجة، والعمر الطويل؛ لا توجد أجزاء متحركة ولا ضوضاء. لا تتأثر بالبيئة. موثوقية عالية. العيب هو أن معامل الأداء (COP) للثلاجة منخفض، وقدرة التبريد صغيرة، والكفاءة منخفضة.
5. استخدام تبادل الإشعاع الحراري بين الأجسام للتبريد
على سبيل المثال، في الفضاء الخارجي، يمكن استخدام الفراغ العالي ودرجة الحرارة المنخفضة العميقة للكون الخارجي للتبريد. مميزاته المميزة هي عدم وجود أجزاء متحركة، عمر طويل، استهلاك منخفض للطاقة، وعدم وجود تداخل للاهتزاز. العيب هو أن هناك متطلبات لتكوين المدار والقمر الصناعي، ومتطلبات بيئية صارمة. بعد دخوله المدار، يحتاج إلى فترة من التسخين والانكماش قبل أن يتمكن من العمل.
اذهب إلى الأعلى
Gen 2+/3 الرؤية الليلية
التصوير الحراري غير المبرد
التصوير الحراري المبرد
جهاز تحديد المدى بالليزر