Wenn ein gekühlter Infrarot-Wärmedetektor arbeitet, arbeitet zuerst sein Kryokühler, um die Temperatur selbst zu senken, so dass der Sensor eine höhere Empfindlichkeit, höhere Präzision, kleinere Fehler und einen größeren Erkennungstemperaturbereich aufweist, wenn er ein Ziel erfasst. Aufgrund seiner hohen Präzision, des geringen Fehlers und der hohen Empfindlichkeit liefert die gekühlte Wärmebildkamera zuverlässigere Erkennungsergebnisse. Aus dieser Sicht können ungekühlte Infrarot-Wärmesensoren diesen Standard nicht erreichen, insbesondere die Ungleichmäßigkeit des ungekühlten Infrarot-Fokalebene-Arrays hat einen großen Einfluss auf den Messfehler. Außerdem gibt es noch einige andere technische Unterschiede, wie folgt:
1) Relative Apertur (F-Zahl)
Ungekühlte Infrarot-Fokalebene-Detektoren senken die Einstiegshürde für Wärmebildkameras. Beim Vergleich von gekühlten und ungekühlten Wärmebildkameras muss auf die relative Apertur (F-Zahl) und die Einsatzbedingungen geachtet werden.
Die relative Apertur einer Wärmebildkamera wird durch die F-Zahl des Infrarot-Fokalebene-Detektors bestimmt. Typische relative Aperturzahlen für gekühlte Fokalebene-Detektoren sind 1 bis 4, während ungekühlte Fokalebene-Detektoren eine typische F-Zahl von 1 haben. Mit anderen Worten, ein Infrarot-Teleskop mit großer Apertur ist erforderlich, um mehr Infrarotstrahlung auf den Detektor zu konzentrieren.
2) Reaktionsgeschwindigkeit
Gekühlte Fokalebene-Detektoren sind Photonendetektoren mit schneller Reaktionsgeschwindigkeit (in der Größenordnung von 10-6 s), und allgemeine ungekühlte Infrarot-Fokalebene-Detektoren sind Wärmedetektoren mit langsamer Reaktionsgeschwindigkeit (in der Größenordnung von 10-3 s). Die Leistung des gekühlten Fokalebene-Detektors nimmt mit zunehmender Bildfrequenz rapide ab. Wenn beispielsweise die Bildfrequenz 200 Hz erreicht, ist die Leistungsabnahme nicht offensichtlich. Bei 100 Hz sinkt die thermische Empfindlichkeit des Detektors erheblich.
3) Einsatzbedingungen
Die Erkennungsrate des allgemeinen gekühlten Infrarot-Fokalebene-Detektors ist um 2 Größenordnungen höher als die des ungekühlten Infrarot-Fokalebene-Detektors. Wenn die Leistung der Detektorelemente einen bestimmten Wert erreicht, spielt die Anzahl der Detektorelemente eine wichtige Rolle bei der Erkennung von ausgedehnten Quellzielen, und der Unterschied in der Erkennungsrate ist nicht offensichtlich. Aber bei der Erkennung eines Punktquellziels konvergiert das Ziel auf dem Fokalebene-Detektor zu nur einem Bildpunkt, und die Erkennungsrate spielt zu diesem Zeitpunkt eine entscheidende Rolle.
4) Probleme mit Volumen, Gewicht und Kosten
Um Ziele in großer Entfernung zu erkennen, ist ein Infrarot-Teleskop mit langer Brennweite, z. B. 150 mm, erforderlich. Da der typische Wert der relativen Apertur der ungekühlten Infrarot-Fokalebene 1 ist, besteht sie aus teurem Germanium-Einkristallmaterial, und die Apertur der Infrarot-Teleskopobjektivlinse beträgt ebenfalls 150 mm, so dass das reduzierte Volumen, Gewicht und die Kosten für die Verwendung eines ungekühlten Infrarot-Fokalebene-Detektors durch das erhöhte Volumen, die Masse und die Kosten eines Infrarot-Teleskops ausgeglichen werden können.