Aparat de fotografiat termic

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Aparat de fotografiat termic

Camera cu imagini termice (numită și cameră termografică ) este o cameră specială, sensibilă la radiațiile infraroșii , capabilă să obțină imagini sau înregistrări termografice .

Pornind de la radiația detectată, se obțin, așadar , hărți de temperatură ale suprafețelor expuse, adesea folosite în scopuri științifice sau chiar militare. Camerele cu imagini termice sunt împărțite în radiometrice și non-radiometrice. Primele permit măsurarea valorii absolute a temperaturii fiecărui punct al imaginii . De fapt, imaginea este construită pe o matrice de un anumit număr de pixeli pentru un anumit număr de linii.

Electronica instrumentului „citește” rapid valoarea energiei stocate de fiecare pixel și generează o imagine, în alb-negru sau în culori false, a obiectului observat.

Imagine a feței autorului făcută cu o cameră termografică de înaltă rezoluție

Descriere

Printre caracteristicile care disting camerele cu imagini termice unele de altele:

Gama spectrală

  • VIR: infraroșu aproape vizibil, non-termometric, utilizat pentru fotografierea și reflectografia IR ;
  • SW: infraroșu cu unde scurte, potrivit pentru măsurători de temperatură ridicată (de exemplu, controlul arderii cuptorului);
  • MW: infraroșu mediu, utilizat în mod normal ca o comparație pentru alte frecvențe pentru a identifica obiecte sau gaze de ex. spectrografie și imagini din satelit
  • LW: infraroșu îndepărtat, cea mai frecvent utilizată bandă potrivită pentru măsurători apropiate de temperaturile ambiante utilizate în toate aplicațiile terestre
  • XLW: Infraroșu la cuptor cu microunde : potrivit pentru observarea temperaturilor sub 250 K, utilizat pentru observații astronomice .

Tipul senzorului

Tipul senzorului afectează direct toate caracteristicile camerei. Pentru aplicații obișnuite este utilizat în prezent un senzor de tip microbolometru cu matrice plană, există senzori cu celule unice (scanare mecanică) sau cu matrice de puncte de performanță mai mare. Senzorii pot fi fie răcite, fie răcite (de obicei cu celule peltier sau pompă stirling). Senzorii răciti sunt folosiți pentru aplicații de cercetare și dezvoltare și au o sensibilitate termică mai mare decât microbolometrele răcite. Materialul care constituie senzorul influențează sensibilitatea termică a camerei, cei mai obișnuiți senzori sunt fie în siliciu amorf, fie în oxid de vanadiu, acesta din urmă având o calitate mai bună decât siliciu amorf (care are, de asemenea, o durată medie de viață mai mică). Producătorii de senzori de microlometri sunt americani, francezi sau japonezi (cu alte rare excepții). Pentru americani este necesar, în Europa, să elibereze o licență de export de către Departamentul de Comerț al SUA, deoarece senzorul este considerat „strategic” și termenele de livrare ale instrumentației (cu excepția cazului în care alegeți un instrument cu frecvențe de achiziție reduse) sunt lungi ( de obicei mai mult de 3 luni).

Rezoluție geometrică

La fel ca în cazul camerelor digitale, rezoluția geometrică a camerei cu imagini termice influențează calitatea informațiilor achiziționate. Există camere cu imagini termice pentru următoarele rezoluții:

  • 4 × 4 pixeli: potrivit pentru a înlocui un pirometru optic
  • de la 120 × 140 la 160x160 pixeli : camere termice adecvate pentru măsurători orientative în întreținerea predictivă
  • de la 240 × 240 la 324x324 pixeli: camere cu imagini termice pentru întreținere și majoritatea aplicațiilor
  • de la 500 × 500 și mai mult: camere cu imagini termice de înaltă rezoluție

Sensibilitate minimă

Capacitatea de a distinge o diferență minimă de temperatură între 2 puncte adiacente, direct influențate de lanțul de măsurare a senzorului, electronica de control.

Frecvența de achiziție

În funcție de aplicație, sunt disponibile camere cu imagini termice cu caracteristici diferite

  • sub 33 Hz: camere cu imagini termice capabile să analizeze fenomene statice neadecvate pentru măsurători în domeniul întreținerii mecanice sau cu piese rotative în mișcare.
  • De la 33 Hz la 60 Hz: camere cu imagini termice pentru analiza evenimentelor scurte și rapide
  • de la 60 Hz la 2 kHz: camere cu imagini termice pentru analize particulare, cum ar fi blocarea, analiza structurii

Frecvența de achiziție este un parametru fundamental în utilizarea imaginii termice, dacă încercați să măsurați temperatura unui obiect în mișcare (sau în mod egal operatorul deplasează instrumentul în timpul măsurării) și instrumentul nu are o frecvență de achiziție suficientă, acolo este un fenomen de „pătare” pe imagine care previne o măsurare precisă a temperaturii. La același cost, camerele cu imagini termice cu o frecvență de achiziție egală sau mai mare de 60 Hz sunt cu siguranță mai convenabile, deoarece acoperă majoritatea aplicațiilor.

Măsurarea temperaturii

Cu camerele cu imagini termice este posibil să se măsoare temperatura în fiecare punct al imaginii, dar este necesar să se introducă în instrument (sau în software-ul de post-procesare) doi parametri, emisivitatea și temperatura ambientală (sau reflectată), care permit obținerea temperatura corectă. Unele camere cu imagini termice încorporează multe caracteristici pentru a facilita utilizarea instrumentului în medii industriale și civile: capacitatea de a stoca comentarii text, comentarii vocale, fotografii în spectrul vizibil. Camerele cu imagini termice sunt, de asemenea, utilizate pentru detectarea temperaturilor corporale ale indivizilor. Pentru a măsura temperaturile pielii, cele mai potrivite sunt camerele cu rezoluție și sensibilitate mai ridicate, precum seria A, T sau E; acestea, de fapt, permit o detectare instantanee a temperaturii cu un grad foarte mare de precizie (+/- 0,2% grade Celsius).

În 2020, în fața urgenței globale de sănătate din cauza Covid 19 , OMS a decis să achiziționeze acest model de cameră termică pentru screening la temperaturi ridicate și să le distribuie în întreaga lume. De fapt, în diverse locuri publice s-a considerat necesară instalarea acestor camere termice pentru a încerca să conțină infecția. [1] .

Dezavantaje și limitări

  • Camerele cu imagini termice cu o rezoluție bună (mai mare de 320 × 240 pixeli) sunt foarte scumpe.
  • Imaginile sunt dificil de interpretat dacă factorul de emisie este necunoscut.
  • Reflecțiile (cum ar fi cele ale razelor solare) pe suprafețele metalice goale pot fi foarte distractive.
  • Precizia este de obicei mai mică de ± 2% și, prin urmare, semnificativ mai mică decât cea a unei măsurători în contact cu un termometru.
  • Doar temperaturile de suprafață pot fi măsurate.
  • La vânturi puternice, radiații solare sau suprafețe umede, precizia măsurării scade considerabil.
  • Zăpada sau ploaia reduc factorul de transmitere a aerului, astfel încât temperatura afișată nu se referă aproape niciodată la suprafețele „din spate”.
  • Detectarea rapidă a mișcării este limitată de frecvența cadrelor adesea scăzută (<50Hz). Între timp, însă, există deja sisteme de termografie de mare viteză în sectorul high-end, care poate înregistra peste 1000 de imagini pe secundă.

Notă

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității GND ( DE ) 4581632-3