Termokaamera ei näe valgust; see näeb soojust ja iga andmelehel olev spetsifikatsioon kirjeldab, kui hästi see temperatuurierinevusi kasutatavaks pildiks muudab. Ostjad, kes võrdlevad ainult pealkirja eraldusvõimet, avastavad sageli, et 640 x 512 seade ebaõnnestub seal, kus õnnestub 384 x 288 mudel, sest pikslite arv ilma termilise tundlikkuse, sobiva objektiivi ja piisavalt kiire kaadrisageduseta loob kalli seadme, mis näitab suurt pehmet laigu. Selles juhendis selgitatakse mikrobolomeetri eraldusvõimet, NETD-d, objektiivi fookuskaugust ja DRI vahemikku praktilises mõttes, nii et spetsifikaator saab valida termokaamera elektrilise kontrolli, hoonete uuringute, metsloomade vaatluse või perimeetri turvalisuse jaoks ja teab, mida see konkreetsel kaugusel tegelikult paljastab.
Kuidas termokaamera kujutist moodustab
Termokaamera esiküljel on germaaniumist või kalkogeniidklaasist lääts, mis edastab nähtava valguse asemel pika-infrapunakiirgust. See kiirgus langeb mikrobolomeetri massiivile - pisikeste detektorite võrgustikule, millest igaüks muudab soojenedes elektritakistust. Kaamera loeb takistuse muutumise iga piksli kohta, rakendab ebaühtluse parandus-ja kaardistab tulemuse paletti, mida silm saab tõlgendada. Kuna andur mõõdab pigem kiirgavat energiat kui peegeldunud valgust, töötab seade täielikus pimeduses, läbi kerge udu ja läbi suitsu, mistõttu see pigem täiendab kui asendab öövaatlusseadet. Lõpliku pildi kvaliteedi määravad kolm asja: kui palju detektorelemente massiiv sisaldab, kui väikese temperatuurierinevuse iga element suudab lahendada ja kui suure osa sihtmärgist projitseerib objektiiv massiivile.
Anduri eraldusvõime ja pikslite samm
Termokaamera eraldusvõimet nimetatakse massiivi suuruseks, näiteks 256 x 192, 384 x 288 või 640 x 512 pikslit. Pikslite samm - füüsiline vahe detektorite vahel, praeguste konstruktsioonide puhul tavaliselt 12 mikromeetrit - määrab massiivi ja seega ka objektiivi suuruse. 12 mikromeetrise sammuga 640 x 512 sensor vajab sama vaatevälja katmiseks suuremat ja kallimat objektiivi kui sama sammuga 384 x 288 sensor, mistõttu eraldusvõime ja hind ei skaleeru lineaarselt. Kasutamisel määrab massiivi suurus, kui palju piksleid sihtmärk hõivab: 100 meetri pikkune inimene eraldab 256 x 192 termokaameral palju vähem piksleid kui 640 x 512 ühikul ning väiksem massiiv näitab määrdunud siluetti, kus suuremal on jäsemed ja post. 384 x 288 andur on professionaalseks kontrollimiseks praktiline töö miinimum, samas kui 640 x 512 on pikamaa turvalisuse ja õhus toimuvate mõõdistustööde standard.
NETD ja termiline tundlikkus
NETD, müraekvivalendi temperatuurierinevus, on väljendatud millikelvinites ja see kirjeldab väikseimat temperatuurierinevust, mida termokaamera suudab oma müratasemest kõrgemal kuvada. NETD 40 mK tähendab, et seade lahendab 0,04 C erinevuse. Alla 30 mK numbreid peetakse heaks ja esmaklassilised jahutuseta kaamerad ulatuvad 20 mK või kõrgemale. Tundlikkus on kõige olulisem seal, kus kontrastsus on madal: kipsi tagant niiske laigu leidmine, ummistunud küttetoru jälgimine tasanduskihi all või looma märkamine taimestiku vastu, mis on juba päikesesoojuse neelanud. Kõrge eraldusvõimega, kuid kehva NETD-ga kaamera loob plokikujulise kujutise ilma peene gradiendita, samas kui madalama-eraldusvõimega termokaamera 25 mK NETD-ga paljastab vea sageli esimesena, kuna temperatuurierinevus püsib elektroonika mõjul. Hinnapakkumiste võrdlemisel käsitlege NETD-d vähemalt sama olulisena kui pikslite arvu.
Objektiivi valik ja vaateväli
Objektiiv muudab massiivi maailmavaateks. Fookuskaugus määrab vaatevälja ja hetkelise vaatevälja, mis on ühe piksli nurga suurus. Lühike 9 mm objektiiv termokaameral annab laia 40–50 kraadise välja, mis sobib ideaalselt hoone välispiirde skaneerimiseks või suure ala kiireks otsimiseks. 19 mm või 25 mm objektiiv ahendab välja 18–25 kraadini ja 50 mm või 75 mm teleobjektiiv annab 8–12-kraadise kauguse tuvastamiseks. Kuna samale sensorile saab paigaldada erinevaid objektiive, ei ole praktiline küsimus mitte "kui kaugele see näeb", vaid "kui palju piksleid minu sihtmärk selle objektiiviga hõivab". Mõned professionaalsed termopildikaamerad aktsepteerivad vahetatavaid objektiive ja kahe-objektiivi komplekt - laiuse leidmiseks, kitsas kinnitamiseks - katab enamiku kontrolli- ja turvatöövoogudest palju paremini kui üks kompromissfookuskaugus.
Tuvastamine, äratundmine ja tuvastamine
Vahemiku nõudeid tuleks lugeda vastu DRI konventsioonile, mis määratleb kolm ülesannet standardse sihtmärgi kohta. Tuvastamine tähendab, et paar pikslit on olemas, piisavalt, et teada saada, et seal on midagi. Tunnustamine, järgides Johnsoni kriteeriume, nõuab ligikaudu 10–12 pikslit kogu sihtmärgi ulatuses, et inimest saaks liigitada isikuks. Identifitseerimiseks on vaja 20 pikslit või rohkem, millest piisab, et hinnata, mida inimene kannab või kannab. Tootja, kes tsiteerib soojuskaamera 1000 meetri vahemikku, viitab tavaliselt sõiduki{8}}suuruse sihtmärgi tuvastamisele, mitte inimese tuvastamisele. 19 mm objektiiviga 384 x 288 sensori puhul on mõistlik planeerimisnäitaja inimese äratundmine 250–350 meetri kaugusel; sellest kaugemale jõudmiseks on vaja pikemat objektiivi või suuremat massiivi ning hind tõuseb järsult iga sammuga.
Temperatuuri mõõtmine ja kalibreerimine
Kontrollimiseks müüdav termokaamera toimib ka radiomeetrilise instrumendina ja see tekitab küsimusi täpsuses. Põhiline termograafia täpsus on tavaliselt märgitud pluss-miinus 2 C või 2 protsenti näidust, olenevalt sellest, kumb on suurem, ja see kehtib ainult kindlaksmääratud ümbritseva keskkonna vahemikus ja pärast kaamera stabiliseerumist. Näitu mõjutavad kolm seadistust: emissioon, mida tuleb reguleerida läikivate metallide jaoks; peegeldunud näiv temperatuur, mis on oluline ruumides, mille läheduses on kuumad pinnad; ja kaugust, mis mõjutab atmosfääri sumbumist pikas ulatuses. Anduri ümberkalibreeriv automaatne katik ei ole viga, vaid rutiinne ebaühtluse{5}}parandus ja mudelit, mis teeb selle sekundi jooksul vaikselt, on palju meeldivam kasutada kui mudelit, mis pildi kolmeks sekundiks külmutab. Elektrilise ülevaatuse jaoks valige punktmõõturi, teisaldatavate mõõtmiskursoritega ja pardal{7}}raportimisega termopildikaamera, kuna need funktsioonid säästavad rohkem aega kui teine eraldusvõime samm.
Tüüpiliste konfiguratsioonide võrdlus
| Seadistamine | Massiiv | NETD | Objektiiv | Äratundmisvahemik (inimene) | Tüüpiline kasutus |
|---|---|---|---|---|---|
| Sisenemise kontrolliüksus | 256 x 192 | 40 mK | 9 mm | 120-150 m | Ehituskontroll, HVAC |
| Professionaalne pihuseade | 384 x 288 | 30 mK | 19 mm | 250-350 m | Elektriline, tööstuslik |
| Pikamaa{0}}turvalisus | 640 x 512 | 25 mK | 50 mm | 600-800 m | Perimeeter, mereline |
| Kompaktne vaatlusüksus | 384 x 288 | 25 mK | 25 mm | 300-400 m | Metsloomad, patrull |
| Õhuuuring | 640 x 512 | 20 mK | 13 mm | Piirkonna katvus | Kaardistamine, päikesefarmid |
Tabel illustreerib tegelikku vahetust-: massiivi suurus, lääts ja tundlikkus liiguvad koos ning valides kaks kolmest, annab tavaliselt tasakaalustamata instrumendi. Lai objektiiv suurel massiivil on ideaalne uuringuks, samas kui kitsas objektiiv tagasihoidlikul massiivil on sageli odavaim viis inimese-suuruse sihtmärgi pikamaa tuvastamiseks.
Vead, mida termokaamera ostmisel vältida
Esimene viga on ainuüksi eraldusvõime ostmine ja seejärel avastamine, et 640 x 512 eraldusvõimega termokaamera 9 mm objektiiviga ei suuda ikkagi tuvastada midagi kaugemal kui 200 meetrit, kuna objektiiv hajutab sihtmärgi liiga väheste pikslite peale. Teine on NETD ignoreerimine soojas kliimas, kus kehatemperatuurile lähedane ümbritseva õhu temperatuur kustutab kontrasti, mis muudab termopildistamise kasulikuks. Kolmas eeldab, et suurem kaadrisagedus aitab alati; 25 Hz on piisav pihuarvuti kasutamiseks ja 50 Hz on oluline peamiselt kiiresti liikuvate objektide jälgimiseks-või sujuva video salvestamiseks. Neljandaks on kalibreerimistarvikute unustamine: ilma mustkeha viiteta triivib kalibreerimata seade ja külmal hommikul enne kaamera stabiliseerumist võetud näidud võivad olla mitu kraadi madalamal. Viies on suletud, fikseeritud{11}}objektiivi mudeli valimine tööks, mis vajab hiljem telefoto vaadet, mis sunnib teise objektiivi asemel teise ostma.
KKK
1. küsimus: kas 256 x 192 eraldusvõime on ehitise kontrollimiseks piisav?
Jah sisetöödel 5–20 meetri kaugusel, kus termokaamera peab väikese objekti tuvastamise asemel näitama ainult temperatuurimustrit. Kõrgete fassaadide välisuuringuteks või pika-turvalisuse tagamiseks sobib paremini 384 x 288 või 640 x 512.
Q2: Millist NETD-d peaksin otsima?
Alla 40 mK on vastuvõetav, alla 30 mK on hea ja 20–25 mK on suurepärane. Kuumas kliimas nõudke 30 mK või paremat, sest kasulik temperatuurikontrast sihtmärgi ja selle tausta vahel kahaneb ümbritseva õhu temperatuuri tõustes.
K3: Kas termokaamera näeb läbi seinte?
Ei. Pikalaine{1}}infrapuna on blokeeritud enamiku tahkete materjalide poolt, nii et kaamera loeb pinnatemperatuuri. See tuvastab soojussignaali, mille defekt, toru või naast seina pinnale kandub, mistõttu on vaja temperatuuri erinevust kogu seina ulatuses.
K4: Kui kaugelt suudab see inimest öösel tuvastada?
Tuvastamine on ligikaudu kaks korda suurem kui tuvastamiskaugus. 19 mm objektiiviga 384 x 288 kaamera tuvastab inimese 600 meetri kaugusel ja tunneb ära 250–350 meetri kaugusel. Brändide võrdlemisel tsiteeri äratundmisnäitajaid.
K5: Kas ma vajan radiomeetrilist võimekust?
Ainult siis, kui peate teatama temperatuuridest. Mitte-radiomeetrilised kaamerad toodavad kujutisi ilma arvväärtusteta ja maksavad vähem. Radiomeetrilistest andmetest ja aruandlusfunktsioonidest saavad kasu elektri-, mehaaniline ja hoonediagnostika.
K6: Kui sageli vajab kaamera kalibreerimist?
Iga-aastane kontroll musta korpuse vastu on ülevaatustöö hea tava ja enne mõõtmise salvestamist tuleks lasta kaameral töökeskkonnas 10–15 minutit stabiliseerida.
K7: Kas termokaamera on parem kui öine nägemine?
Nad vastavad erinevatele küsimustele. Termokaamera tuvastab kuumuse ja töötab täielikus pimeduses läbi suitsu või kerge udu, kuid ei suuda lugeda märki ega nägu. Öine nägemine säilitab detailid ja loetavuse ümbritsevas valguses ning paljud turvameeskonnad kasutavad mõlemat.
Järeldus
Soojuskaamera valimine algab sihtmärgist, kaugusest ja ülesandest - tuvastada, tuvastada või tuvastada - ning alles seejärel eraldusvõimega. Sobitage massiiv sihtmärgi pikslite arvuga, nõudke tõsise töö jaoks NETD-arvu alla 30 mK, valige objektiiv, mis asetab sihtmärgi soovitud kohta, ja käsitlege radiomeetrilist täpsust pildikvaliteedist eraldiseisvana. Shenzhen Detyl Optoelectronics Co., Ltd. ehitab soojuspildikaameraid, termofusiooniga öövaatlusseadmeid ja klambrit{7}}süsteemidele, millel on avaldatud NETD väärtused, vahetatavad objektiivid ja suletud korpused välitingimustes kasutamiseks. Saatke meile oma vaatluskaugus, sihtmärgi tüüp ja töökeskkond ning meie insenerid täpsustavad anduri, objektiivi ja kalibreerimispaketi, mis tagab teile vajaliku tulemuse.
