Termovízna kamera nevidí svetlo; vidí teplo a každá špecifikácia na jeho údajovom liste popisuje, ako dobre premieňa teplotné rozdiely na použiteľný obraz. Kupujúci, ktorí porovnávajú iba rozlíšenie nadpisu, často zistia, že jednotka s rozlíšením 640 x 512 zlyhá tam, kde uspel model s rozlíšením 384 x 288, pretože počet pixelov bez tepelnej citlivosti, vhodného objektívu a dostatočne rýchlej snímkovej frekvencie vytvára drahé zariadenie, ktoré zobrazuje veľkú jemnú škvrnu. Táto príručka vysvetľuje rozlíšenie mikrobolometra, NETD, ohniskovú vzdialenosť objektívu a rozsah DRI v praxi, takže špecifikátor si môže vybrať termovíznu kameru na elektrickú kontrolu, prieskum budov, pozorovanie voľne žijúcich živočíchov alebo zabezpečenie perimetra a vedieť, čo skutočne odhalí v danej vzdialenosti.
Ako termovízna kamera vytvára obraz
Na prednej strane termovíznej kamery je šošovka vyrobená z germánia alebo chalkogenidového skla, ktorá namiesto viditeľného svetla prenáša dlhovlnné infračervené žiarenie. Toto žiarenie dopadá na mikrobolometrové pole - mriežku malých detektorov, z ktorých každý mení elektrický odpor, keď sa zahrieva. Kamera prečíta zmenu odporu pre každý pixel, použije korekciu-nejednotnosti a namapuje výsledok na paletu, ktorú dokáže oko interpretovať. Pretože snímač meria skôr vyžarovanú energiu ako odrazené svetlo, zariadenie funguje v úplnej tme, cez svetelnú hmlu a cez dym, a preto zariadenie na nočné videnie skôr dopĺňa ako nahrádza. Kvalitu konečného obrazu určujú tri veci: koľko prvkov detektora pole obsahuje, aký malý teplotný rozdiel dokáže každý prvok vyriešiť a aká veľká časť cieľa šošovka premieta na pole.
Rozlíšenie snímača a rozstup pixelov
Rozlíšenie v termovíznej kamere sa uvádza ako veľkosť poľa, napríklad 256 x 192, 384 x 288 alebo 640 x 512 pixelov. Rozstup pixelov - fyzický rozstup medzi detektormi, bežne 12 mikrometrov v súčasných dizajnoch - určuje, aké veľké je pole, a teda aká veľká musí byť šošovka. Snímač s rozlíšením 640 x 512 s rozstupom 12 mikrometrov potrebuje na pokrytie rovnakého zorného poľa väčší a drahší objektív ako snímač s rozlíšením 384 x 288 s rovnakým rozstupom, a preto sa rozlíšenie a cena neškálujú lineárne. Pri použití veľkosť poľa určuje, koľko pixelov zaberá cieľ: osoba na 100 metrov zachytí oveľa menej pixelov na termovíznej kamere s rozlíšením 256 x 192 ako na jednotke s rozlíšením 640 x 512 a menšie pole zobrazí rozmazanú siluetu, kde väčšie ukazuje končatiny a držanie tela. Senzor s rozlíšením 384 x 288 je praktickým pracovným minimom pre profesionálnu kontrolu, zatiaľ čo 640 x 512 je štandardom pre bezpečnostné a letecké prieskumné práce na veľké{27}}dosahy.
NETD a tepelná citlivosť
NETD, ekvivalentný teplotný rozdiel šumu, je vyjadrený v milikelvinoch a popisuje najmenší teplotný rozdiel, ktorý dokáže termovízna kamera zobraziť nad svojou vlastnou hranicou hluku. NETD 40 mK znamená, že zariadenie rozlíši rozdiel 0,04 C. Čísla pod 30 mK sa považujú za dobré a prémiové nechladené kamery dosahujú 20 mK alebo lepšie. Citlivosť je najdôležitejšia tam, kde je kontrast nízky: nájdenie vlhkej škvrny za omietkou, sledovanie upchatého vykurovacieho potrubia pod poterom alebo zbadanie zvieraťa proti vegetácii, ktorá už absorbovala slnečné teplo. Kamera s vysokým rozlíšením, ale slabým NETD vytvára blokový obraz bez jemného gradientu, zatiaľ čo termovízna kamera s nižším rozlíšením a 25 mK NETD často odhalí chybu ako prvá, pretože teplotný rozdiel prežije elektronika. Pri porovnávaní úvodzoviek považujte NETD za rovnako dôležité ako počet pixelov.
Výber objektívu a zorné pole
Šošovka premieňa pole na pohľad na svet. Ohnisková vzdialenosť určuje zorné pole a okamžité zorné pole, čo je uhlová veľkosť jedného pixelu. Krátka 9 mm šošovka na termovíznej kamere poskytuje široké 40 až 50 stupňové pole, ideálne na skenovanie obvodového plášťa budovy alebo rýchle vyhľadávanie veľkej plochy. 19 mm alebo 25 mm objektív zužuje pole na 18 až 25 stupňov a 50 mm alebo 75 mm teleobjektív poskytuje 8 až 12 stupňov na identifikáciu veľkého-dosahu. Pretože ten istý snímač môže byť vybavený rôznymi šošovkami, praktickou otázkou nie je „ako ďaleko vidí“, ale „koľko pixelov zaberá môj cieľ s týmto objektívom“. Niektoré profesionálne termovízne kamery akceptujú vymeniteľné šošovky a súprava dvoch -šošoviek široká - na nájdenie, úzka na overenie - pokrýva väčšinu pracovných postupov kontroly a zabezpečenia oveľa lepšie ako jedna kompromisná ohnisková vzdialenosť.
Detekcia, rozpoznávanie a identifikácia
Nároky na rozsah by sa mali čítať v porovnaní s konvenciou DRI, ktorá definuje tri úlohy na štandardizovanom cieli. Detekcia znamená, že je prítomných niekoľko pixelov, čo stačí na to, aby ste vedeli, že tam niečo je. Rozpoznanie podľa Johnsonových kritérií vyžaduje približne 10 až 12 pixelov naprieč cieľom, aby bolo možné osobu klasifikovať ako osobu. Identifikácia vyžaduje 20 alebo viac pixelov, čo je dosť na posúdenie toho, čo má osoba pri sebe alebo čo nosí. Výrobca, ktorý uvádza dosah 1 000 metrov pre termovíznu kameru, zvyčajne uvádza detekciu cieľa veľkosti vozidla-, nie identifikáciu osoby. Pre snímač 384 x 288 s 19 mm objektívom je rozumným plánovacím údajom rozpoznanie osoby na 250 až 350 metrov; prekročenie si vyžaduje dlhší objektív alebo väčšie pole a náklady s každým krokom prudko rastú.
Meranie a kalibrácia teploty
Termovízna kamera predávaná na kontrolu funguje aj ako rádiometrický prístroj, čo vyvoláva otázky presnosti. Základná termografická presnosť sa zvyčajne uvádza ako plus alebo mínus 2 C alebo 2 percentá nameranej hodnoty, podľa toho, ktorá hodnota je väčšia, a platí len v rámci definovaného rozsahu okolia a po stabilizácii kamery. Meranie ovplyvňujú tri nastavenia: emisivita, ktorá sa musí upraviť pre lesklé kovy; odrazená zdanlivá teplota, ktorá je dôležitá v miestnostiach s horúcimi povrchmi v blízkosti; a vzdialenosť, ktorá ovplyvňuje atmosferický útlm na veľkú vzdialenosť. Automatická uzávierka, ktorá prekalibruje snímač, nie je chybou, ale rutinnou korekciou nerovnomernosti-. Model, ktorý ju vykoná potichu v priebehu sekundy, je oveľa príjemnejší ako model, ktorý zmrazí obraz na tri sekundy. Na elektrickú kontrolu si vyberte termovíznu kameru s bodovým meračom, pohyblivými meracími kurzormi a{7}}prehľadom na palube, pretože tieto funkcie šetria viac času ako ďalší krok rozlíšenia.
Porovnanie typických konfigurácií
| Konfigurácia | Pole | NETD | Objektív | Rozsah rozpoznávania (osoba) | Typické použitie |
|---|---|---|---|---|---|
| Vstupná kontrolná jednotka | 256 x 192 | 40 mK | 9 mm | 120-150 m | Kontroly budov, HVAC |
| Profesionálny handheld | 384 x 288 | 30 mK | 19 mm | 250-350 m | Elektrické, priemyselné |
| Bezpečnosť s-ďalekým dosahom | 640 x 512 | 25 mK | 50 mm | 600-800 m | Obvodové, námorné |
| Kompaktná pozorovacia jednotka | 384 x 288 | 25 mK | 25 mm | 300-400 m | Divočina, hliadka |
| Vzdušný prieskum | 640 x 512 | 20 mK | 13 mm | Pokrytie oblasti | Mapovanie, solárne farmy |
Tabuľka ilustruje skutočný kompromis-: veľkosť poľa, šošovka a citlivosť sa pohybujú spolu a výber dvoch z troch zvyčajne vedie k nevyváženému nástroju. Široká šošovka na veľkom poli je ideálna na prieskum, zatiaľ čo úzka šošovka na skromnom poli je často najlacnejšou cestou k-rozpoznaniu cieľa veľkosti osoby-.
Pri kúpe termovíznej kamery sa vyvarujte chýb
Prvou chybou je kúpa samotného rozlíšenia a následné zistenie, že termovízna kamera s rozlíšením 640 x 512 s 9 mm objektívom stále nedokáže identifikovať nič za hranicou 200 metrov, pretože objektív rozprestiera cieľ na príliš málo pixelov. Druhým je ignorovanie NETD v teplom podnebí, kde okolitá teplota blízka telesnej teplote vymaže kontrast, ktorý robí termovíziu užitočnou. Tretí je predpoklad, že vyššia snímková frekvencia vždy pomôže; 25 Hz je dostatočné na použitie v ruke a 50 Hz je dôležité najmä na sledovanie rýchlo{8}}pohybujúcich sa objektov alebo na nahrávanie plynulého videa. Štvrtým je zabudnutie na kalibračné príslušenstvo: bez referencie čierneho telesa sa nekalibrovaná jednotka posunie a údaje nasnímané v chladné ráno pred stabilizáciou kamery môžu byť o niekoľko stupňov mimo. Piaty je výber modelu uzavretého{11}}objektívu s pevným objektívom na prácu, ktorá bude neskôr potrebovať teleobjektív, čo si vynúti druhý nákup namiesto druhého objektívu.
FAQ
Otázka 1: Je rozlíšenie 256 x 192 dostatočné na kontrolu budovy?
Áno pre prácu v interiéri vo vzdialenosti 5 až 20 metrov, kde termovízna kamera potrebuje namiesto identifikácie malého predmetu ukázať iba teplotný vzor. Pre vonkajšie prieskumy vysokých fasád alebo pre-bezpečnosť na veľké vzdialenosti je vhodnejšie rozlíšenie 384 x 288 alebo 640 x 512.
Q2: Aké NETD by som mal hľadať?
Pod 40 mK je prijateľná, pod 30 mK je dobrá a 20 až 25 mK je výborná. V horúcom podnebí trvajte na 30 mK alebo vyššej, pretože užitočný teplotný kontrast medzi cieľom a jeho pozadím sa zmenšuje, keď teplota okolia stúpa.
Otázka 3: Môže termovízna kamera vidieť cez steny?
Nie. Dlhovlnné-infračervené žiarenie je blokované väčšinou pevných materiálov, takže kamera sníma povrchovú teplotu. Detekuje tepelný podpis, ktorý sa defekt, potrubie alebo čap prenáša na povrch steny, a preto je potrebný teplotný rozdiel naprieč stenou.
Q4: Ako ďaleko dokáže odhaliť osobu v noci?
Detekcia je približne dvojnásobok rozpoznávacej vzdialenosti. Kamera s rozlíšením 384 x 288 s 19 mm objektívom deteguje osobu na vzdialenosť 600 metrov a rozpozná ju na 250 až 350 metrov. Pri porovnávaní značiek uveďte údaje o uznaní.
Q5: Potrebujem rádiometrické schopnosti?
Iba ak musíte hlásiť teploty. Ne-rádiometrické kamery vytvárajú snímky bez číselných hodnôt a sú lacnejšie. Elektrická, mechanická a stavebná diagnostika ťaží z rádiometrických údajov a funkcií podávania správ.
Otázka 6: Ako často potrebuje fotoaparát kalibráciu?
Každoročná kontrola oproti referenčnému čiernemu telesu je dobrou praxou pri kontrolných prácach a pred zaznamenaním akéhokoľvek merania by sa mala kamera nechať stabilizovať 10 až 15 minút v pracovnom prostredí.
Otázka 7: Je termovízna kamera lepšia ako nočné videnie?
Odpovedajú na rôzne otázky. Termovízna kamera detekuje teplo a funguje v úplnej tme cez dym alebo ľahkú hmlu, ale nedokáže prečítať znamenie alebo tvár. Nočné videnie zachováva detaily a čitateľnosť pri okolitom svetle a mnohé bezpečnostné tímy používajú oboje.
Záver
Výber termovíznej kamery začína cieľom, vzdialenosťou a úlohou - zistiť, rozpoznať alebo identifikovať - a až potom rozlíšením. Priraďte pole k požadovanému počtu pixelov na cieli, trvajte na hodnote NETD pod 30 mK pre serióznu prácu, vyberte šošovku, ktorá umiestni cieľ tam, kde ho potrebujete, a rádiometrickú presnosť berte ako samostatnú špecifikáciu od kvality obrazu. Spoločnosť Shenzhen Detyl Optoelectronics Co., Ltd. vyrába termovízne kamery, zariadenia na nočné videnie s tepelnou fúziou a klip{7}}na systémoch s publikovanými hodnotami NETD, možnosťami výmenných šošoviek a utesnenými krytmi na použitie v teréne. Pošlite nám svoju pozorovaciu vzdialenosť, typ cieľa a prevádzkové prostredie a naši inžinieri určia snímač, šošovku a kalibračný balík, ktorý poskytne výsledok, ktorý potrebujete.
