Термовизионната камера не вижда светлина; той вижда топлина и всяка спецификация в неговия лист с данни описва колко добре преобразува температурните разлики в използваема картина. Купувачите, които сравняват само разделителната способност на заглавието, често откриват, че единица с размери 640 x 512 се проваля там, където моделът с размери 384 x 288 успява, защото броят на пикселите без термична чувствителност, подходящ обектив и достатъчно бърза честота на кадрите създават скъпо устройство, което показва голямо, меко петно. Това ръководство обяснява разделителната способност на микроболометъра, NETD, фокусното разстояние на обектива и диапазона на DRI на практика, така че спецификаторът да може да избере термовизионна камера за електрическа инспекция, проучвания на сгради, наблюдение на дивата природа или сигурност на периметъра и да знае какво всъщност ще разкрие на дадено разстояние.
Как една термовизионна камера формира изображение
В предната част на термовизионната камера има леща, направена от германиево или халкогенидно стъкло, която пропуска инфрачервено лъчение с дълги-вълни вместо видима светлина. Това лъчение попада върху микроболометърна решетка - решетка от малки детектори, всеки от които променя електрическото си съпротивление, докато се затопля. Камерата отчита тази промяна на съпротивлението за всеки пиксел, прилага корекция за не-еднородност и картографира резултата в палитра, която окото може да интерпретира. Тъй като сензорът измерва излъчваната енергия, а не отразената светлина, устройството работи в пълна тъмнина, през лека мъгла и през дим, поради което допълва, а не замества уред за нощно виждане. Качеството на крайното изображение се определя от три неща: колко детекторни елемента съдържа масивът, колко малка температурна разлика може да разреши всеки елемент и каква част от целта обективът проектира върху масива.
Разделителна способност на сензора и стъпка на пикселите
Разделителната способност в термовизионната камера се цитира като размер на масива, като 256 x 192, 384 x 288 или 640 x 512 пиксела. Стъпката на пикселите - физическото разстояние между детекторите, обикновено 12 микрометра в настоящите дизайни - определя колко голям е масивът и следователно колко голям трябва да бъде обективът. Сензор 640 x 512 със стъпка от 12 микрометра се нуждае от по-голям и по-скъп обектив от сензор 384 x 288 със същата стъпка, за да покрие същото зрително поле, поради което разделителната способност и цената не се мащабират линейно. При използване размерът на масива определя колко пиксела заема целта: човек на 100 метра обхваща много по-малко пиксели на термовизионна камера 256 x 192, отколкото на 640 x 512 единица, а по-малкият масив ще покаже размазан силует, където по-големият показва крайници и поза. Сензор 384 x 288 е практическият работен минимум за професионална инспекция, докато 640 x 512 е стандартът за-за сигурност на далечни разстояния и работа във въздуха.
NETD и термична чувствителност
NETD, еквивалентната на шума температурна разлика, се изразява в миликелвини и описва най-малката температурна разлика, която термовизионната камера може да покаже над собствения си шумов под. NETD от 40 mK означава, че устройството разрешава разлика от 0,04 C. Числата под 30 mK се считат за добри, а първокласните неохлаждани камери достигат 20 mK или по-добри. Чувствителността има най-голямо значение там, където контрастът е нисък: намиране на влажно петно зад мазилка, проследяване на блокирана отоплителна тръба под замазка или забелязване на животно срещу растителност, която вече е абсорбирала слънчевата топлина. Камерата с висока разделителна способност, но лош NETD създава неравномерно изображение без фин градиент, докато термовизионна камера с по-ниска -резолюция и 25 mK NETD често първо разкрива дефекта, защото температурната разлика преживява електрониката. Когато сравнявате цитати, третирайте NETD като поне толкова важен, колкото броя на пикселите.
Избор на обектив и зрително поле
Обективът преобразува масива в изглед на света. Фокусното разстояние определя зрителното поле и моментното зрително поле, което е ъгловият размер на единичен пиксел. Къс 9 mm обектив на термовизионна камера дава широко поле от 40 до 50 градуса, идеално за сканиране на ограждащи конструкции на сграда или бързо търсене на голяма площ. 19 mm или 25 mm обектив стеснява полето до 18 до 25 градуса, а 50 mm или 75 mm телеобектив дава 8 до 12 градуса за-идентификация на далечни разстояния. Тъй като един и същ сензор може да бъде снабден с различни лещи, практическият въпрос не е „колко далеч може да види“, а „колко пиксела заема моята цел с този обектив“. Някои професионални термовизионни камери приемат сменяеми обективи, а комплект с два-обектива - широк за намиране, тесен за потвърждение - покрива повечето инспекции и работни процеси за сигурност далеч по-добре от едно компромисно фокусно разстояние.
Откриване, разпознаване и идентификация
Претенциите за обхват трябва да се четат спрямо конвенцията DRI, която дефинира три задачи върху стандартизирана цел. Откриването означава, че има няколко пиксела, достатъчно, за да разберете, че има нещо там. Разпознаването, следвайки критериите на Джонсън, изисква приблизително 10 до 12 пиксела в целта, така че човек да може да бъде класифициран като човек. Идентификацията изисква 20 пиксела или повече, достатъчни, за да се прецени какво носи или носи лицето. Производител, цитиращ обхват от 1000 метра за термовизионна камера, обикновено цитира откриване за цел-с размер на превозно средство, а не идентифициране на човек. За сензор 384 x 288 с 19 mm обектив, разумна планова цифра е разпознаване на човек на 250 до 350 метра; преминаването отвъд това изисква по-дълъг обектив или по-голяма матрица, а цената нараства рязко с всяка стъпка.
Измерване и калибриране на температура
Термична камера, продадена за проверка, също функционира като радиометричен инструмент и това повдига въпроси относно точността. Основната точност на термографията обикновено се посочва като плюс или минус 2 C или 2 процента от показанието, което от двете е по-голямо, и се поддържа само в рамките на определен диапазон на околната среда и след като камерата се стабилизира. Три настройки влияят на отчитането: коефициент на излъчване, който трябва да се регулира за блестящи метали; отразена видима температура, която има значение в помещения с горещи повърхности в близост; и разстояние, което влияе на атмосферното затихване на дълги разстояния. Автоматичният затвор, който прекалибрира сензора, не е повреда, а рутинна корекция на не-еднородност и модел, който го извършва безшумно в рамките на секунда, е много по-приятен за използване от този, който замразява изображението за три секунди. За електрическа инспекция изберете термовизионна камера с точков измервател, подвижни курсори за измерване и-отчитане на борда, тъй като тези функции спестяват повече време, отколкото друга стъпка на разрешаване.
Сравнение на типичните конфигурации
| Конфигурация | Масив | NETD | Обектив | Обхват на разпознаване (човек) | Типична употреба |
|---|---|---|---|---|---|
| Звено за входна инспекция | 256 x 192 | 40 mK | 9 мм | 120-150 m | Строителни проверки, ОВК |
| Професионален ръчен компютър | 384 x 288 | 30 mK | 19 мм | 250-350 m | Електрически, индустриални |
| Сигурност-с голям обхват | 640 x 512 | 25 mK | 50 мм | 600-800 m | Периметър, морски |
| Компактна единица за наблюдение | 384 x 288 | 25 mK | 25 мм | 300-400 m | Дива природа, патрул |
| Въздушно изследване | 640 x 512 | 20 mK | 13 мм | Площно покритие | Картографиране, слънчеви ферми |
Таблицата илюстрира реалния компромис-: размерът на масива, обективът и чувствителността се движат заедно и изборът на две от три обикновено води до небалансиран инструмент. Широкоъгълен обектив на голяма решетка е идеален за проучване, докато тесен обектив на скромен решетка често е най-евтиният начин за разпознаване на голям-обхват на-цела с размер на човек.
Грешки, които трябва да избягвате при закупуване на термовизионна камера
Първата грешка е да купите само разделителна способност и след това да откриете, че термовизионна камера 640 x 512 с 9 мм обектив все още не може да идентифицира нищо над 200 метра, защото обективът разпръсква целта в твърде малко пиксели. Второто е пренебрегването на NETD в топъл климат, където температурата на околната среда, близка до телесната, изтрива контраста, който прави термичното изображение полезно. Третото предполага, че по-високата честота на кадрите винаги помага; 25 Hz са достатъчни за ръчно използване, а 50 Hz са важни главно за проследяване на бързо-движещи се обекти или за запис на гладко видео. Четвъртото е забравянето на аксесоарите за калибриране: без еталон за черно тяло, некалибриран модул се отклонява и показанията, направени в студена сутрин, преди камерата да се стабилизира, могат да бъдат няколко градуса извън. Петият е изборът на запечатан, фиксиран-модел на обектив за работа, която по-късно ще се нуждае от телеобектив, което налага втора покупка вместо втори обектив.
ЧЗВ
Въпрос 1: Достатъчна ли е резолюция 256 x 192 за инспекция на сграда?
Да за вътрешна работа на 5 до 20 метра, където термовизионната камера трябва само да покаже температурен модел, вместо да идентифицира малък обект. За външни проучвания на високи фасади или за -сигурност на дълги разстояния, 384 x 288 или 640 x 512 е по-подходящо.
В2: Какъв NETD трябва да търся?
Под 40 mK е приемливо, под 30 mK е добро и 20 до 25 mK е отлично. В горещ климат настоявайте за 30 mK или по-висока, тъй като полезният температурен контраст между целта и нейния фон намалява с повишаване на температурата на околната среда.
Q3: Може ли термовизионна камера да вижда през стени?
Не. Дълго{1}}вълновата инфрачервена светлина се блокира от повечето твърди материали, така че камерата отчита повърхностната температура. Той открива термичния подпис, който даден дефект, тръба или шпилка пренася върху повърхността на стената, поради което е необходима температурна разлика през стената.
Q4: Докъде може да открие човек през нощта?
Откриването е приблизително два пъти разстоянието на разпознаване. Камера 384 x 288 с 19 mm обектив открива човек близо до 600 метра и го разпознава на 250 до 350 метра. Цифрите за разпознаване на цитати при сравняване на марки.
Q5: Имам ли нужда от радиометрични възможности?
Само ако трябва да докладвате температури. Не-радиометричните камери създават изображения без цифрови стойности и струват по-малко. Електрическата, механичната и сградната диагностика се възползват от радиометрични данни и функции за отчитане.
Q6: Колко често камерата се нуждае от калибриране?
Годишна проверка спрямо еталонно черно тяло е добра практика за инспекционна работа и камерата трябва да се остави да се стабилизира за 10 до 15 минути в работна среда, преди да се запише каквото и да е измерване.
Q7: По-добра ли е термовизионната камера от нощното виждане?
Те отговарят на различни въпроси. Термична камера засича топлина и работи в пълна тъмнина през дим или лека мъгла, но не може да разчете знак или лице. Нощното виждане запазва детайлите и четливостта при околна светлина и много екипи по сигурността използват и двете.
Заключение
Изборът на термовизионна камера започва с целта, разстоянието и задачата - откриване, разпознаване или идентифициране - и едва след това с резолюция. Съпоставете масива с необходимия брой пиксели на целта, настоявайте за NETD цифра под 30 mK за сериозна работа, изберете обектива, който поставя целта там, където ви е необходима, и третирайте радиометричната точност като отделна спецификация от качеството на изображението. Shenzhen Detyl Optoelectronics Co., Ltd. изгражда термовизионни камери, устройства за нощно виждане с термичен синтез и системи с публикувани NETD стойности, опции за сменяеми лещи и запечатани корпуси за използване на място. Изпратете ни своето разстояние за наблюдение, тип на целта и работна среда и нашите инженери ще уточнят сензора, обектива и пакета за калибриране, който осигурява желания резултат.
