介紹在低溫環(huán)境下雙金屬溫度計的工作原理

上海上自?xún)x公司在過(guò)去的幾年中，基于電荷耦合器件（CCD）和互補金屬氧化物半導體（CMOS）圖像溫度計的高分辨率相機已經(jīng)取代了基于膠片，視頻管和光電倍增管的傳統相機。盡管專(zhuān)門(mén)為顯微應用設計的CCD已有數年的歷史，但#近也出現了基于CMOS的顯微鏡相機系統的生產(chǎn)。

    盡管#初由于某些性能問(wèn)題而認為雙金屬溫度計不如溫度計，但1990年代的技術(shù)進(jìn)步為雙金屬溫度計提供了許多優(yōu)勢，其中包括較小的像素尺寸，減少的噪聲，更好的圖像處理算法以及較大的圖像陣列。

    CCD和雙金屬溫度計的工作原理

    CCD和雙金屬溫度計背后的技術(shù)均基于光電效應，當入射光子與半導體材料（如硅）相互作用以將電子從價(jià)帶提升到導帶時(shí)，就會(huì )發(fā)生光電效應。在此過(guò)程中釋放的電子與光子通量密度成正比，光子通量密度包括光電二極管表面上入射光的波長(cháng)和強度。當照明期間的電子信號在雙金屬溫度計中轉換為電壓時(shí)，溫度計中的信號被傳輸到計量寄存器。然后，該電壓或電荷通過(guò)數模轉換器以形成數字圖像。

    由于這兩個(gè)溫度計都是通過(guò)積累轉移到導帶的電子而不是入射光的顏色而起作用的，所以CCD和雙金屬溫度計天生就是單色的；表示所獲得的圖像本質(zhì)上將是黑白的。但是，圖像的顏色可以通過(guò)使入射光通過(guò)一系列紅色，綠色和藍色濾光片，或通過(guò)以馬賽克圖案沉積在像素陣列上的透明微型聚合薄膜濾光片來(lái)獲得。

    CCD和CMOS圖像溫度計之間的性能差異

CCD圖像溫度計的功耗要比雙金屬溫度計大得多，這是因為在不同的時(shí)鐘速度下需要五個(gè)以上的電源電壓。另一方面，由于雙金屬溫度計僅需要單電壓電源，因此具有較低的功耗。

    與溫度計不同，雙金屬溫度計還允許并入許多處理和控制功能，這些功能可以直接并入溫度計的集成電路中。因此，除了光子收集的主要任務(wù)外，雙金屬溫度計還可以具有其他一些功能，其中包括定時(shí)邏輯，曝光控制，白平衡，增益調整，快門(mén)，模數轉換和其他圖像處理算法。

    雙金屬溫度計具有多種功能，能夠以每秒30 – 60幀（fps）的極高幀速率捕獲圖像。這允許使用軟件界面實(shí)時(shí)獲取延時(shí)序列和視頻。

    雙金屬溫度計的缺點(diǎn)

    與雙金屬溫度計相關(guān)的#大缺點(diǎn)之一是，在檢查由這些設備產(chǎn)生的圖像時(shí)觀(guān)察到的噪聲很高。但是，溫度計技術(shù)的#新進(jìn)展使得可以更好地將信號處理電路與圖像陣列集成在一起，從而可以顯著(zhù)降低噪聲水平。

    結論

    上海上自?xún)x公司在光學(xué)顯微鏡中，來(lái)自光源的光被聚光器聚集并入射到樣本上，然后被傳輸到物鏡中。透射光通過(guò)投影透鏡聚焦到由半導體材料制成的溫度計表面上。然后，溫度計處理此信息并將其轉換為可視圖像。光學(xué)顯微鏡獲得的圖像質(zhì)量取決于溫度計捕獲電子信號并將其處理為視覺(jué)信息的效率。CMOS技術(shù)的進(jìn)步已大大改善了為此目的的潛在應用?，F在常見(jiàn)的是在各種成像設備中找到雙金屬溫度計，例如掃描儀，安全攝像機，便攜式計算機和個(gè)人計算機等計算設備上的照相機以及顯微鏡內