非制冷红外热像仪的信号转换有两个阶段，一是目标物体的辐射能量在图像传感器像素上的温度累积，二是像素温度的电学读出。其中第二个阶段类似于CMOS相机的曝光时间，热像仪的典型读出时间是0.02~0.1ms。

而第一个阶段的温度累积是非制冷热像仪所特有的。对于一个阶跃输入信号，像素温度变化到63%的时间被称为“时间常数”。普通热像仪的典型时间常数是10 ms。由于传感器的热学时间常数比读出时间大得多，所以时间常数才是传感器快速响应的主要障碍。

时间常数是由传感器的像素结构所决定的，不能通过电学参数调整。在设计传感器时缩短该时间常数则意味着像素绝热变差，和灵敏度变低。最终表现为图像噪声增加。

上图示意了一个时间常数为10 ms的红外传感器像素对15Hz和45Hz方波信号的温度响应。由图可知像素温度无法快速跟随信号的变化，像素温度反应了一段时间内的目标温度累积效应，而不是当前的目标温度。

如果输入信号的快速变化是因为目标温度的变化，则产生了时间混叠。如果输入信号的快速变化是因为热像仪与目标物体之间的相对运动产生的，则产生了运动模糊，俗称拖尾。此时提高帧率（即提高采样率）也无法有效还原输入信号。只能通过减小传感器的时间常数来减少运动模糊。下图示意了不同时间常数和帧率的热像仪拍摄运动物体的运动拖尾情况。

A相机帧频50Hz，B相机帧频100Hz，响应速度都是10ms。那么B相机拍到的两幅图像之间物体的移动距离是A相机的1/2（每秒可拍到两倍数量的图像），但单幅图像中两个相机的拖尾程度一样。

A相机响应速度10ms，C相机响应速度2ms，帧频都是50Hz。那么每两幅图像之间，两个相机拍到的物体移动距离一样（每秒拍到的图像数量相同），但单幅图像中C相机的拖尾程度是A相机的1/5。

下图左右分别为时间常数为10ms和2ms的热像仪在相同车速下拍摄的接触网图像。左侧的普通热像仪对支撑横杆等零部件隐约可见，而右侧快速响应热像仪仍能清晰分辨。

上海巨哥科技股份有限公司目前有两款专为拍摄高速运动物体设计的热像仪：

MAG61分辨率为640×480，时间常数2ms，帧率有50Hz和100Hz两个版本。主要用于高速铁路接触网检测，和工厂内的快速流水线机器视觉应用。

MAG14HF分辨率为160×120，时间常数2ms，帧率120Hz，且具有极高的抗震性能。主要用于轨道交通的车底检测和轨旁轮对与车轴检测。

这两款相机在缩短时间常数时已采取特殊手段增加灵敏度，所以其图像噪声水平约相当于普通热像仪的2倍而非5倍。