热成像里的高档货，制冷型中波热成像仪AVIO TVS-100拆机图解

lichenzc · 发表于 2022-11-23 23:14:06

先上个视频看看效果！AVIO TVS100中波红外热成像试机

界面上的主要的显示信息如下图，其中平均化调高可以明显降低画面噪点，但代价是帧率变慢，最低AVE0时帧率有约20fps，最高AVE16,帧率大概两三秒才更新一帧（相当于两三秒钟的画面平均化以降低噪点）

这个机子从贴的标签上可以看出应该至少2000年以前的产品了，我从网上没有找到任何关于这个型号的任何信息，包括日本AVIO日本官网都没有，google外网也没有找到，最后在国外的EEVBLOG论坛上问了一个收藏了很多古董热成像机器的大佬，才搞到这些信息，大家先看一下，具体的传感器成像原理后面解释，下面先拆机

整机的重量非常重，外接供电标签上说是12V4A，但我用可调电源12V供电，屏幕提示电池电量低，将电压提到12.5V后提示消失了，可见机子设定上是12V的铅酸电池供电，设定菜单中没有找到电池/电源切换的功能，不知是为何。两侧硅胶材质铺装的手持部分，两侧有吊环，可以串上带子，挂到脖子上手持拍摄

机子右侧风扇入口缺了一片挡板

这个标签被刮了部分信息，应该是北京某院校的资产

镜头上标了关键的信息，焦距60mm，波长3-5um，标准的中波红外波段，镜头保存的还很完好，没有很明显的划痕，镀膜也都完好无损。

第一次拆的时候，我是从底面拆的，但螺丝卸完了，底盖怎么都拿不下来，后来直觉感到应该从上面开拆，于是从屏幕下面的盖子里找到了隐藏的螺丝，把上面的部分拆开，直到把上盖都拆完，才注意到这里用了好几种螺丝，第一次拆的时候没有注意，把螺丝都搞混了，好不容易才又装好。这是我做过最复杂的一次拆解，拆完回想一下其实并没有复杂到离谱，只是第一次拆，很多地方都是尝试着拆的，拆装顺序都没有搞懂，导致组装的时候也废了很大的劲儿。

这里面有一个锂电池和一个蜂鸣器

这是把屏幕部分拆完的样子

下面大部分都用铜箔覆盖了，包括侧面和底面

按键部分拆去铜箔后的样子

拆去上面铜箔露出正面框架，可以看到很多PCB通过排线连接的

上面铝框拆下来

这个是上面红框圈出来的铜罩里面的PCB，有很多电容，还有一个带屏蔽的高频接口，叫不出是干啥用的，板子下的走线是进到光机里面的，猜测一下可能是什么电机的驱动？

这边有三张PCB，通过插槽插进后面的PCB

拆下这三张PCB，大家可以看看做工如何，具体作用我就不知道了，有了解的可以分析一波

下面这张的排线是连到软驱的

看一下飞线仙人！一般像这种产量非常少的电子产品，如果后期测试出了问题，能飞线解决的就不会再重做PCB了，上次看了一个消防用的热成像里还有搭棚飞线

拆开底部的铜箔，就能看到3.5寸的软驱，拍的照片都存放到软盘里。

底部的PCB上有与电脑通讯的接口（不是RS232,接口不认识），模拟视频输出等接口。

这四个装贴片电容的座子我还是第一次见

这是来自TEAC的3.5寸软盘驱动器

下面终于能把最重要的光机组件拆下来了，侧面贴了一个警示标签：未经授权不得拆卸，内含高速旋转组件，会导致严重伤害

这个散热鳍片以及楔形导流罩是给内部的半导体制冷片散热的，机器工作时内部的传感器需要降温到-70℃，由此产生的热量需要快速散出去，否则会影响传感器成像。

最后我还是没有把这个组件拆开，它用密封胶密封住了，由于机器还能正常工作，这个组件拆解的难度又很高，不想把它拆坏了，还是把它正常组装起来了，不过作为替代，我从那个论坛大佬那里找了跟这个传感器相同的机子的内部传感器图片来给大家欣赏一下

这个就是传感器，内部的黑色长条状就是红外探测器，大家猜猜这个长条状的传感器是多少像素？

答案揭晓：一个像素！没看错这就是单个像素的传感器，至于如何成像的，下面解释。

串联的半导体制冷片集成到传感器封装内部，传感器内部抽真空，一方面是防止低温结霜，另一方面是热成像传感器对热量非常敏感，空气中分子热运动会极大的增加传感器的噪声，因此不仅仅是制冷型的中波热成像，非制冷型的长波热成像内部传感器也是真空封装的，表面一层是仅能透射红外线的锗镜（中波的也是锗镜，但我不清楚这个类型的传感器为什么是透明的，可能是用了其它类型的红外透射窗口）。很多热像仪随着时间的推移，传感器内部真空度下降，导致成像也会变的模糊。

下面先上大佬的解释，抛开专业的解释，我的理解就是虽然传感器看上去是长条状的，但其工作原理可以当成一个点像素，类似于早期的电视摄录系统，通过一个点扫描完一行，然后在扫下一行，直到扫完整个画面。从这个工作原理可以看出单个像素产生的图像注定不如线型传感器和面阵传感器的画质，但是成本可以降低很多，在加上使用的只能冷却到-70℃的半导体制冷器（这个传感器选用的特殊组成碲镉汞MCT材料可以在-70℃正常工作），相比于其它制冷型热成像用昂贵的斯特林制冷机冷到-196℃也便宜的多，因此当时的市场也催生了很多用这个传感器的中波热像仪。但后来由于画质确实不好，加上凝视型面阵传感器的成本也降低了很多，2000年以后使用这种传感器的热像仪也销声匿迹了。

下面一大段是大佬解释他拥有的这台热像仪的工作机理

这里有一些关于SPRITE传感器比较专业解释，有能力的自己研究一下吧。

忘了说了，最后还有一部分没有拆，那就是电源，那部分没什么可看的，加上拆其它结构已经很费事了，就没拆

98078 · 发表于 2022-11-23 23:44:44

沙发先坐了，手里有海康的H21PRO玩儿

ww5223017240 · 发表于 2022-11-24 00:24:14

难得一见的东西

xia316531316 · 发表于 2022-11-24 06:56:31

这做工一看就买不起

szb314 · 发表于 2022-11-24 07:53:11

目前测温枪那个像素也不多，可以配套振镜系统抖出高分辨率的热成像画面，帧率低一点而已，只是好像还没有人做这个尝试，2手振镜也不贵，说不定比买几千块的热成像还要便宜

wzymb · 发表于 2022-11-24 08:39:47

国产货我都买不起，别说这个日本货了，只能看看。

chyutong · 发表于 2022-11-24 09:19:32

这做工真是非常nice

badboy78910 · 发表于 2022-11-24 09:23:14

当年可是个高档货，看那用料，买不起

yogi16888 · 发表于 2022-11-24 09:30:10

那么用扫码枪配普通热释电探头就可以做成红外成像仪了

yogi16888 · 发表于 2022-11-24 09:32:23

szb314 发表于 2022-11-24 07:53
目前测温枪那个像素也不多，可以配套振镜系统抖出高分辨率的热成像画面，帧率低一点而已，只是好像还没 ...

把扫码枪里面的感光原件换成热释电

szlss · 发表于 2022-11-24 09:43:36

这个做工听皮实的

深泉，雾之恋 · 发表于 2022-11-24 09:54:03

made in japan。进口仪器。引用“这个标签被刮了部分信息，应该是北京某院校的资产”这设备保存状态还不错。当时可以上手的人应该不多吧。不知现在的院校是用进口还是国产的呢？国产的做到哪一个阶段了，没记错的话，手机端的也就是这几年才有国产的。

lichenzc · 发表于 2022-11-24 10:17:12

szb314 发表于 2022-11-24 07:53
目前测温枪那个像素也不多，可以配套振镜系统抖出高分辨率的热成像画面，帧率低一点而已，只是好像还没 ...

不行，首先这种传感器要成像的话要求时间响应非常快，你想想单像素成像，按照分辨率320×240，10fps的帧速，每秒钟要成像76万个像素，单个像素的成像时间只有百万分之几秒，测温枪那种热释电传感器的响应速度根本达不到，热释电响应速度只有零点几秒

lichenzc · 发表于 2022-11-24 10:24:16

yogi16888 发表于 2022-11-24 09:32
把扫码枪里面的感光原件换成热释电

看我楼上的回复，真有那么简单的话，厂商早就研究出这种热成像了，现在最常用的长波非制冷热成像，其像素的响应速度也才几十毫秒，想要做到单个像素扫描成像，响应速度必须得提示一千倍以上才行。另一方面现在这种扫描式成像的热像仪都没有了，因为现在面阵传感器已经很便宜了，完全可以不用加机械式扫描系统，可以做到小型化和高可靠性