Termal görüntüleme kamerası ışık görmez; ısıyı görüyor ve veri sayfasındaki her özellik, sıcaklık farklılıklarını kullanılabilir bir resme ne kadar iyi dönüştürdüğünü açıklıyor. Yalnızca başlık çözünürlüğünü karşılaştıran alıcılar genellikle 384 x 288 modelinin başarılı olduğu yerde 640 x 512 biriminin başarısız olduğunu keşfederler; çünkü termal hassasiyet olmadan piksel sayısı, uygun bir lens ve yeterince hızlı bir kare hızı, büyük, yumuşak bir damla gösteren pahalı bir cihaz üretir. Bu kılavuz mikrobolometre çözünürlüğünü, NETD'yi, lens odak uzaklığını ve DRI aralığını pratik terimlerle açıklamaktadır; böylece şartnameyi hazırlayan kişi elektriksel denetim, bina araştırmaları, yaban hayatı gözlemi veya çevre güvenliği için bir termal görüntüleme kamerası seçebilir ve belirli bir mesafede gerçekte neyi ortaya çıkaracağını bilebilir.
Termal Görüntüleme Kamerası Nasıl Görüntü Oluşturur?
Termal görüntüleme kamerasının ön tarafında, görünür ışık yerine uzun-dalga kızılötesi radyasyonu ileten, germanyum veya kalkojenit camdan yapılmış bir mercek bulunur. Bu radyasyon, her biri ısındıkça elektrik direncini değiştiren küçük dedektörlerden oluşan bir mikrobolometre dizisine - düşer. Kamera, her piksel için direnç değişimini okur, tekdüzelik-olmayan bir düzeltme uygular ve sonucu, gözün yorumlayabileceği bir palete eşler. Sensör, yansıyan ışık yerine yayılan enerjiyi ölçtüğünden, cihaz tamamen karanlıkta, hafif siste ve dumanda çalışır; bu nedenle bir gece görüş cihazının yerine geçmek yerine onu tamamlar. Nihai görüntünün kalitesi üç şey tarafından belirlenir: Dizinin kaç tane dedektör elemanı içerdiği, her bir elemanın ne kadar küçük bir sıcaklık farkını çözebileceği ve merceğin diziye hedefin ne kadarını yansıttığı.
Sensör Çözünürlüğü ve Piksel Aralığı
Termal görüntüleme kamerasındaki çözünürlük, 256 x 192, 384 x 288 veya 640 x 512 piksel gibi dizi boyutu olarak belirtilir. Piksel aralığı - mevcut tasarımlarda genellikle 12 mikrometre olan dedektörler arasındaki fiziksel aralık - dizinin ne kadar büyük olduğunu ve dolayısıyla merceğin ne kadar büyük olması gerektiğini belirler. 12 mikrometre aralıklı 640 x 512 sensör, aynı görüş alanını kapsamak için aynı aralıktaki 384 x 288 sensörden daha büyük, daha pahalı bir merceğe ihtiyaç duyar; bu nedenle çözünürlük ve fiyat doğrusal olarak ölçeklenmez. Kullanımda, dizi boyutu bir hedefin kaç piksel kapladığını belirler: 100 metredeki bir kişi, 256 x 192 termal görüntüleme kamerasında 640 x 512 birimden çok daha az piksele maruz kalır ve daha küçük dizi, daha büyük olanın uzuvları ve duruşu gösterdiği lekeli bir siluet gösterecektir. 384 x 288 sensör, profesyonel denetim için pratik minimum çalışma seviyesidir; uzun menzilli güvenlik ve havadan araştırma çalışmaları için ise 640 x 512 standarttır.
NETD ve Termal Hassasiyet
Gürültü eşdeğeri sıcaklık farkı olan NETD, milikelvin cinsinden ifade edilir ve termal görüntüleme kamerasının kendi gürültü tabanının üzerinde görüntüleyebileceği en küçük sıcaklık farkını tanımlar. 40 mK'lik bir NETD, cihazın 0,04 C'lik bir farkı çözdüğü anlamına gelir. 30 mK'nin altındaki sayılar iyi kabul edilir ve premium soğutmasız kameralar 20 mK veya daha iyisine ulaşır. Hassasiyet, kontrastın düşük olduğu yerlerde daha önemlidir: Sıvanın arkasında nemli bir alan bulmak, şapın altında tıkalı bir ısıtma borusunun izini sürmek veya güneş ısısını zaten emmiş olan bitki örtüsünün önünde bir hayvanı tespit etmek. Yüksek çözünürlüklü ancak zayıf NETD'li bir kamera, ince eğimi olmayan bloklu bir görüntü üretirken, 25 mK NETD'li daha düşük-çözünürlüklü bir termal görüntüleme kamerası, sıcaklık farkının elektronik aksamlara dayanması nedeniyle genellikle ilk önce kusuru ortaya çıkarır. Alıntıları karşılaştırırken NETD'yi en az piksel sayısı kadar önemli olarak değerlendirin.
Lens Seçimi ve Görüş Alanı
Lens, diziyi bir dünya görüşüne dönüştürür. Odak uzaklığı, görüş alanını ve tek bir pikselin açısal boyutu olan anlık görüş alanını belirler. Termal görüntüleme kamerasındaki 9 mm'lik kısa lens, 40 ila 50 derecelik geniş bir alan sağlar; bir bina kaplamasını taramak veya geniş bir alanı hızlı bir şekilde aramak için idealdir. 19 mm veya 25 mm lens, alanı 18 ila 25 dereceye kadar daraltır ve 50 mm veya 75 mm telefoto lens, uzun menzilli tanımlama için 8 ila 12 derece verir. Aynı sensöre farklı lensler takılabildiği için pratik soru "ne kadar uzağı görebildiği" değil, "hedefimin bu lensle kaç piksel kapladığı"dır. Bazı profesyonel termal görüntüleme kameraları değiştirilebilir lensleri kabul eder ve bulma için -genişliğinde, doğrulamak için dar olan iki-lens kiti - çoğu inceleme ve güvenlik iş akışını tek bir odak uzaklığından çok daha iyi kapsar.
Tespit, Tanıma ve Tanımlama
Menzil iddiaları, standart bir hedef üzerinde üç görevi tanımlayan DRI sözleşmesine göre okunmalıdır. Tespit, orada bir şeyin olduğunu bilecek kadar birkaç pikselin mevcut olduğu anlamına gelir. Johnson kriterlerine göre tanıma, bir kişinin kişi olarak sınıflandırılabilmesi için hedef boyunca kabaca 10 ila 12 piksel gerektirir. Kimlik tespiti için kişinin ne taşıdığını veya giydiğini belirlemeye yetecek kadar 20 piksel veya daha fazlası gerekir. Bir termal görüntüleme kamerası için 1000 metrelik bir menzilden söz eden bir üretici, genellikle bir kişinin kimliğinin belirlenmesi için değil, araç{8}}boyutlu bir hedefin tespit edilmesinden söz eder. 19 mm lensli 384 x 288 sensör için makul bir planlama rakamı, bir kişinin 250 ila 350 metre mesafeden tanınmasıdır; bunun ötesine geçmek için daha uzun bir lens veya daha büyük bir dizi gerekir ve maliyet her adımda keskin bir şekilde artar.
Sıcaklık Ölçümü ve Kalibrasyonu
İnceleme için satılan bir termal görüntüleme kamerası aynı zamanda radyometrik bir cihaz olarak da işlev görür ve bu da doğrulukla ilgili soruları gündeme getirir. Temel termografi doğruluğu genellikle artı veya eksi 2 C veya okumanın yüzde 2'si (hangisi daha büyükse) olarak belirtilir ve yalnızca tanımlanmış bir ortam aralığı dahilinde ve kamera sabitlendikten sonra geçerli olur. Üç ayar okumayı etkiler: parlak metaller için ayarlanması gereken emisyon; yakınlarda sıcak yüzeylerin bulunduğu odalarda önemli olan yansıtılan görünür sıcaklık; ve uzak mesafedeki atmosferik zayıflamayı etkileyen mesafe. Sensörü yeniden kalibre eden otomatik deklanşör bir arıza değil, rutin bir-düzensizlik düzeltmesidir ve bunu bir saniye içinde sessizce gerçekleştiren bir modelin kullanımı, görüntüyü üç saniye donduran bir modelden çok daha keyiflidir. Elektrik denetimi için, spot ölçüm cihazı, hareketli ölçüm imleçleri ve yerleşik raporlama özelliğine sahip bir termal görüntüleme kamerasını seçin;-çünkü bu özellikler, başka bir çözüm adımına göre daha fazla zaman kazandırır.
Tipik Konfigürasyonların Karşılaştırılması
| Yapılandırma | Sıralamak | NETD | Objektif | Tanıma aralığı (kişi) | Tipik kullanım |
|---|---|---|---|---|---|
| Giriş denetim ünitesi | 256 x 192 | 40mK | 9 mm | 120-150 m | Bina kontrolleri, HVAC |
| Profesyonel el tipi | 384 x 288 | 30mK | 19 mm | 250-350 m | Elektrik, endüstriyel |
| Uzun-menzilli güvenlik | 640 x 512 | 25mK | 50 mm | 600-800 m | Çevre, deniz |
| Kompakt gözlem ünitesi | 384 x 288 | 25mK | 25mm | 300-400 m | Yaban hayatı, devriye |
| Havadan araştırma | 640 x 512 | 20mK | 13mm | Alan kapsamı | Haritalama, güneş enerjisi çiftlikleri |
Tablo gerçek dengeyi göstermektedir: dizi boyutu, lens ve hassasiyet birlikte hareket eder ve üçten ikisini seçmek genellikle dengesiz bir enstrüman üretir. Geniş bir dizi üzerinde geniş bir mercek araştırma için idealdir; orta düzeyde bir dizi üzerinde dar bir mercek ise genellikle insan-boyutlu bir hedefi uzun-mesafeden tanımanın en ucuz yoludur.
Termal Görüntüleme Kamerası Alırken Kaçınılması Gereken Hatalar
İlk hata, yalnızca çözünürlüğü satın almak ve ardından 9 mm lensli 640 x 512 termal görüntüleme kamerasının, lensin hedefi çok az sayıda piksele yayması nedeniyle 200 metrenin ötesinde hiçbir şeyi tanımlayamadığını keşfetmektir. İkincisi, vücut sıcaklığına yakın ortam sıcaklığının termal görüntülemeyi faydalı kılan kontrastı sildiği sıcak iklimlerde NETD'yi göz ardı etmektir. Üçüncüsü, daha yüksek kare hızının her zaman yardımcı olacağını varsayıyoruz; 25 Hz, elde kullanım için yeterlidir ve 50 Hz, esas olarak hızlı-hareket eden nesneleri izlemek veya düzgün video kaydetmek için önemlidir. Dördüncüsü, kalibrasyon aksesuarlarının unutulmasıdır: Kara cisim referansı olmadan, kalibre edilmemiş bir ünite sürüklenir ve soğuk bir sabah, kamera dengelenmeden önce alınan okumalar birkaç derece dışarıda olabilir. Beşincisi, daha sonra telefoto görüntülemeye ihtiyaç duyacak iş için kapalı, sabit-lens modelini seçmektir, bu da ikinci bir mercek yerine ikinci bir satın almayı zorunlu kılar.
SSS
S1: Yapı denetimi için 256 x 192 çözünürlük yeterli midir?
Evet, termal görüntüleme kamerasının küçük bir nesneyi tanımlamak yerine yalnızca sıcaklık modelini göstermesi gereken 5 ila 20 metre arasındaki iç mekan çalışmaları için. Yüksek cephelerin dış incelemeleri veya uzun-menzilli güvenlik için 384 x 288 veya 640 x 512 daha uygundur.
S2: Hangi NETD'yi aramalıyım?
40 mK'nin altı kabul edilebilir, 30 mK'nin altı iyi ve 20 ila 25 mK mükemmel. Sıcak iklimlerde, 30 mK veya daha iyisinde ısrar edin, çünkü hedef ile arka planı arasındaki faydalı sıcaklık kontrastı ortam sıcaklığı arttıkça azalır.
S3: Termal görüntüleme kamerası duvarların arkasını görebilir mi?
Hayır. Uzun-dalga kızılötesi çoğu katı malzeme tarafından engellendiğinden, kamera yüzey sıcaklığını okur. Bir kusurun, bir borunun veya bir saplamanın duvar yüzeyine aktardığı termal imzayı algılar; bu nedenle duvar boyunca bir sıcaklık farkı gereklidir.
S4: Geceleri bir kişiyi ne kadar uzakta tespit edebilir?
Algılama, tanıma mesafesinin kabaca iki katıdır. 19 mm lensli 384 x 288 kamera, 600 metre yakınındaki bir kişiyi tespit eder ve 250 ila 350 metre mesafedeki bir kişiyi tanır. Markaları karşılaştırırken tanınma rakamlarından alıntı yapın.
S5: Radyometrik yeteneğe ihtiyacım var mı?
Yalnızca sıcaklıkları bildirmeniz gerekiyorsa. Radyometrik olmayan-kameralar sayısal değerleri olmayan görüntüler üretir ve maliyeti daha düşüktür. Elektrik, mekanik ve bina teşhislerinin tümü radyometrik verilerden ve raporlama işlevlerinden yararlanır.
S6: Kameranın ne sıklıkla kalibrasyona ihtiyacı var?
Referans kara cismin yıllık olarak kontrol edilmesi, inceleme çalışmaları için iyi bir uygulamadır ve herhangi bir ölçüm kaydedilmeden önce kameranın çalışma ortamında 10 ila 15 dakika boyunca stabil hale gelmesine izin verilmelidir.
S7: Termal görüntüleme kamerası gece görüşünden daha mı iyi?
Farklı sorulara cevap veriyorlar. Termal görüntüleme kamerası ısıyı algılar ve zifiri karanlıkta, duman veya hafif siste çalışır, ancak bir tabelayı veya yüzü okuyamaz. Gece görüşü, ortam ışığı altında ayrıntıları ve okunabilirliği korur ve birçok güvenlik ekibi her ikisini de kullanır.
Çözüm
Termal görüntüleme kamerası seçimi hedef, mesafe ve görev - algılama, tanıma veya tanımlama - ile başlar ve ancak o zaman çözünürlükle başlar. Diziyi hedefteki gerekli piksel sayısıyla eşleştirin, ciddi işler için 30 mK'nin altındaki bir NETD rakamında ısrar edin, hedefi ihtiyacınız olan yere koyan lensi seçin ve radyometrik doğruluğu görüntü kalitesinden ayrı bir özellik olarak değerlendirin. Shenzhen Detyl Optoelectronics Co., Ltd., yayınlanmış NETD değerlerine sahip termal görüntüleme kameraları, termal füzyon gece görüş cihazları ve klipsli sistemler, değiştirilebilir lens seçenekleri ve saha kullanımı için kapalı muhafazalar üretmektedir. Gözlem mesafenizi, hedef tipinizi ve çalışma ortamınızı bize gönderin; mühendislerimiz ihtiyacınız olan sonucu sağlayacak sensör, lens ve kalibrasyon paketini belirleyecektir.
