放射性环境中,高能粒子和中子流会对红外热像仪的探测器造成多维度损害,影响程度与辐射剂量、暴露时间及探测器类型密切相关,德国optris进行以下具体介绍:
对于光子探测器,γ射线和中子会直接破坏半导体材料的晶格结构。晶格缺陷会导致载流子寿命缩短,探测器的响应率下降,表现为热像图信噪比降低、温度测量精度偏差增大。当累积辐射剂量超过100 Gy时,部分像素可能出现永久性失效,形成“死点”——在热像图上呈现固定的异常亮斑或暗斑。
非制冷微测辐射热计虽对电离辐射敏感性较低,但长期暴露仍会产生影响。β射线会沉积能量在探测器的热敏层,会导致材料电阻特性漂移,使暗电流增大。当剂量率超过10 Gy/h时,探测器的热灵敏度会显著恶化,原本能分辨0.05℃温差的设备可能降至0.2℃以上,无法捕捉细微温度变化。此外,辐射还会加速封装材料老化,导致探测器真空度下降,进一步削弱性能。
放射性环境的次级效应同样不容忽视。高能辐射与空气作用产生的臭氧会腐蚀探测器的光学窗口,降低红外透过率;辐射引发的材料释气可能污染探测器表面,形成吸收层。这些间接损害会使热像仪的成像对比度下降,甚至出现图像模糊。
德国optris提示应对措施需结合防护设计:选用厚铅或钨合金屏蔽外壳可衰减90%以上的γ射线;在探测器前端加装聚酰亚胺薄膜可阻挡α和β粒子。但需注意,过度屏蔽会增加设备重量,影响便携性,对于高剂量环境,建议采用短时间快速检测模式,减少累积损伤。
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