Skirtumas tarp aušinamų ir neaušinamų termovizorių
Metams bėgant mokslininkai, tyrėjai ir mokslinių tyrimų ir plėtros ekspertai noriai naudojo termovizorius įvairiose srityse, įskaitant pramoninius mokslinius tyrimus ir plėtrą, akademinius tyrimus, neardomuosius bandymus (NDT) ir medžiagų bandymus, taip pat gynybos ir kosmoso srityje. Tačiau ne visos termovizorinės kameros turi tokias pačias kokybės savybes arba gali būti naudojamos kai kurioms specializuotoms reikmėms. Pavyzdžiui, tiksliems matavimams gauti reikia pažangių termovizorių, turinčių didelės spartos sustabdytos animacijos galimybes. Šiandien apžvelkime, kaip pasirinkti aušinamą ir neaušinamą termovizorių!
Aušinama termovizorinė kamera
Moderniausiose aušinamose termovizorių kamerose yra vaizdo detektoriai su integruotais kriogeniniais šaldytuvais. Tai prietaisas, kuris sumažina detektoriaus temperatūrą iki šaldymo temperatūros. Norint sumažinti šiluminį triukšmą žemiau scenos vaizdo signalo lygio, būtina sumažinti detektoriaus temperatūrą.
Šaldomi termovizoriai yra jautriausi termovizoriai, aptinkantys mažiausius objektų temperatūros skirtumus. Jos veikia spektrinėmis vidutinių infraraudonųjų bangų (MWIR) bangomis, susijusiomis su objekto temperatūros pokyčiais. Kuo didesnis šiluminis jautrumas, tuo lengviau aptikti tuos scenos segmentus ir ilgųjų infraraudonųjų bangų (LWIR) diapazonus, kuriuose taikinio temperatūra nedaug skiriasi nuo fono, kur šiluminis jautrumas yra fiziškai didesnis. Šiluminis jautrumas susijęs su signalo pokyčiais.
Neaušinamas termovizorius
tai infraraudonųjų spindulių termovizorinė kamera, kurios vaizdo detektoriui nereikia kriogeninio aušinimo. Įprastos detektorių konstrukcijos pagrįstos piroelektriniais detektoriais, kurie yra maži vanadžio oksido rezistoriai, pasižymintys dideliu temperatūros matavimo koeficientu, dideliu paviršiaus plotu, maža šilumine talpa ir gera šilumine izoliacija. Keičiantis scenos temperatūrai, keičiasi infraraudonųjų spindulių detektoriaus temperatūra, kuri paverčiama elektriniais signalais ir apdorojama siekiant gauti vaizdus.
Neaušinami detektoriai naudojami ilgųjų infraraudonųjų bangų (LWIR) diapazone, kur panašią žemės temperatūrą turintys taikiniai skleidžia daugiausia infraraudonųjų spindulių šilumos. Palyginti su šaldomais detektoriais, nešaldomuose detektoriuose yra mažiau gamybos etapų, didesnė išeiga, mažesnė vakuuminio pakavimo kaina, o nešaldomiems termovizoriams nereikia itin brangios kriogeninių šaldytuvų įrangos. Nešaldomuose termovizoriuose yra mažiau judančių dalių, o jų tarnavimo laikas panašiomis eksploatavimo sąlygomis paprastai yra ilgesnis nei šaldomų termovizorių.
Aušinamas termovizorius
Dėl nešaldytų termovizorių privalumų kyla dilema: kada naudoti aušinamus termovizorius MTTP ir (arba) mokslinėms reikmėms? Atsakymas: tai priklauso nuo taikomųjų reikalavimų.
Palyginimo pavyzdys:
Jei norite pastebėti nedidelius temperatūros skirtumus ir jums reikia vaizdo kokybės, fotografuoti greitai judančius arba karštus objektus; jei reikia aiškiai matyti šiluminius pokyčius arba matuoti labai mažų objektų temperatūrą; jei norite matyti karštus objektus labai gerai apibrėžtose elektromagnetinio spektro dalyse ; arba jei norite sinchronizuoti termovizorių su kita temperatūros matavimo įranga, aušinamas termovizorius yra jums tinkama priemonė.
1. Greitis
Aušinamomis termovizorinėmis vaizdo kameromis vaizdas gaunamas greičiau nei neaušinamomis termovizorinėmis vaizdo kameromis. Didelės spartos termovizorių ekspozicijos laikas siekia mikrosekundes, sustabdo tariamą dinamiškų scenų judėjimą ir fiksuoja daugiau kaip 62 000 kadrų per sekundę. Taikomos tokios sritys kaip reaktyvinių variklių turbinų menčių šiluminė ir dinaminė analizė, automobilių padangų ar oro pagalvių, viršgarsinių sviedinių ir sprogimų tikrinimas.
Aušinamos termovizorinės kameros yra itin jautrios ir visapusiškai išnaudoja pasaulinio užrakto privalumus. Tai reiškia, kad jie gali nuskaityti visus pikselius vienu metu, o ne eilutę po eilutės, kaip nešaldomi fotoaparatai, todėl aušinami fotoaparatai gali fiksuoti ryškius vaizdus ir matuoti judančių objektų temperatūrą.
Šiuose infraraudonųjų spindulių vaizdeliuose lyginami 20 mylių per valandą greičiu besisukančių padangų kadrai. Kairėje pusėje esantis vaizdas padarytas aušinama termovizoriaus kamera. Galite pamanyti, kad padanga nesisuka, tačiau tai yra aušinamosios termovizorinės kameros, fotografuojančios itin dideliu greičiu, rezultatas, kuris "įšaldo" padangos sukimąsi. Nešaldomos termovizorinės kameros yra per lėtos, kad užfiksuotų momentą, kai padanga sukasi, todėl stipinai atrodo skaidrūs.
2. Erdvinė skiriamoji geba
Toliau pateiktose šiluminėse nuotraukose lyginamas priartinimas iš arti, kurį galima pasiekti naudojant aušinamas ir neaušinamas šiluminio vaizdo sistemas. Kairėje pusėje esantis infraraudonųjų spindulių vaizdas buvo padarytas naudojant kombinuotą sąranką su 4x artimojo fokusavimo objektyvu ir aušinama termovizorine kamera, kurios pikselių žingsnis yra 13 μm, o dėmės dydis - 3,5 μm. Dešinėje pusėje esantis infraraudonųjų spindulių vaizdas buvo padarytas naudojant kombinuotą sąranką su 1x artimo fokusavimo objektyvu ir nešaldoma termovizorine kamera, kurios pikselių žingsnis yra 25 μm, o dėmės dydis - 25 μm.
Galimos erdvinės skiriamosios gebos
Dėl trumpesnių jutimo infraraudonųjų spindulių bangų ilgių aušinami termovizoriai paprastai turi stipresnes stiprinimo galimybes nei nešaldomi termovizoriai. Kadangi aušinamos termovizorinės kameros yra jautresnės, galima naudoti objektyvus su daugiau optikos arba storesniais elementais, nepabloginant signalo ir triukšmo santykio, pagerinant didinimo
3. Jautrumas
Geresnio aušinamų termovizorių jautrumo vertė dažnai nėra iš karto akivaizdi. Norėdami palyginti jautrumo privalumus, atlikome greitą jautrumo eksperimentą. Palyginimui sukūrėme terminį rankos atspaudo vaizdą kelias sekundes spausdami ranką prie sienos.
Pirmuose dviejuose vaizduose matyti akimirksniu nuimtas rankos atspaudas. Antrajame vaizdų rinkinyje parodytas rankos atspaudo šiluminis parašas po dviejų minučių.
Galite matyti: atvėsinti termovizoriai vis dar užfiksuoja didžiąją dalį rankos atspaudo šiluminio parašo, o neatvėsinti termovizoriai užfiksuoja tik dalį jo šiluminio parašo. Akivaizdu, kad atvėsintos termovizorinės kameros gali aptikti smulkesnius temperatūros skirtumus nei neatvėsintos termovizorinės kameros, o aptikimo trukmė yra ilgesnė. Ką tai reiškia: Atvėsintos termovizorinės kameros aiškiau parodo matuojamo objekto detales ir gali padėti aptikti menkiausias šilumines anomalijas.
4. Spektrinis filtravimas
Vienas iš aušinamų termovizorių privalumų yra tai, kad norint aptikti detales ir išmatuoti temperatūrą galima lengvai taikyti spektrinį filtravimą, o abu šiuos dalykus sunku pasiekti naudojant neaušinamus termovizorius.
Anksčiau galutiniai naudotojai norėjo išmatuoti ir apibūdinti anglies dalelių degimą liepsnoje. Naudodami spektrinį infraraudonųjų spindulių filtrą "matyti pro liepsną", filtravome aušinamą termovizorių spektro juostoje, į kurią skverbiasi liepsna, todėl galėjome atvaizduoti anglies daleles. 1 paveiksle pateiktas vaizdas, padarytas be liepsnos filtro, matome tik pačią liepsną. Antrajame paveikslėlyje yra vaizdas, padarytas su liepsnos filtru, jame aiškiai matome degančias anglies daleles.
5. Sinchronizavimas
Dėl tikslios fotoaparato sinchronizacijos ir paleidimo fotoaparatas idealiai tinka didelės spartos ir didelio šiluminio jautrumo taikymams. Dirbdamas momentinės nuotraukos režimu, MH6100B gali vienu metu užfiksuoti visus šiluminės veiklos pikselius. Tai ypač svarbu stebint greitai judančius objektus, kai standartinės nesušildytos termovizorinės kameros gali išblukinti vaizdą.
Paveikslėlyje pateiktas vaizdas yra geras pavyzdys. Šiame pavyzdyje numetame monetą ir jutiklis įjungia termovizorių, kad šis padarytų vaizdą.
Tą pačią monetą meskite du kartus, tuo pačiu metu įjunkite termovizorių ir kiekvieną kartą pamatysite objektą toje pačioje padėtyje. Naudodami nesušildyto infraraudonųjų spindulių jutiklio termovizorių, monetų apskritai negalėsite užfiksuoti, nes jis negali sužadinti tokio tipo jutiklio. Jei jums nepasiseks, vaizdas gali būti neryškus.
Termovizoriai su aušinamais detektoriais turi keletą privalumų, palyginti su termovizoriais su nešaldomais detektoriais, tačiau jie yra brangesni.
Termovizorius galite įsigyti Extradigital.lt interneto parduotuvėje
