Utilitzem cookies per millorar la vostra experiència de navegació, analitzar i mesurar el compromís amb el nostre contingut. En fer clic a "Acceptar", accepteu l'ús de cookies.
Acceptar
Declinar
Com funcionen les càmeres tèrmiques?
Data d'emissió: 2023-03-07 00:00:00
Font de l'article: Thermtec
Vistes: 354
Les càmeres d'imatge tèrmica veuen molt més enllà del que el nostre ull humà pot veure.

 

Per exemple, sota el recent brot del nou virus de la corona, les càmeres d'imatge tèrmica han ocupat una posició molt important. És possible que no detecti directament la presència de patògens. Però siguem sincers, cap dispositiu és millor per detectar la febre, el principal símptoma d'una infecció viral, des d'una distància segura que una càmera infraroja. No és estrany que ara sigui un accessori permanent a l'entrada dels centres comercials i altres llocs públics.

 

Per tant, una comprensió acurada de com funcionen les càmeres d'imatge tèrmica és crucial. En obtenir més coneixements, podreu treure el màxim profit de la vostra càmera d'imatge tèrmica, ja que ha revolucionat les nostres vides a la Terra. I en la seva majoria, quan voleu que les coses funcionin sense problemes, podeu ser més productius i eficients.

 

Dins d'una càmera tèrmica: com funciona

 

Saber quina radiació infraroja és una cosa, captar-la és una altra. Hem d'entendre que la imatge tèrmica tal com la coneixem avui és el producte d'un procés llarg i tortuós que va trigar dècades a perfeccionar-se. D'una banda, les nostres càmeres tèrmiques actuals són potents i fàcils d'utilitzar. No només són pesats i cars, a diferència dels que feien servir els bombers fa dècades.

 

Com que les càmeres d'imatge tèrmica estan dissenyades per capturar l'energia tèrmica de l'entorn, els seus components principals estan dissenyats per processar la radiació infraroja. Això és especialment cert per a les unitats d'entrada. Estem parlant de lents i sensors, el camí pel qual ha de recórrer la radiació infraroja.

 

Lent

 

Penseu en la lent d'una càmera tèrmica, com la vostra parpella. Si no tens les parpelles obertes, no podràs veure el teu entorn. Per la seva banda, una càmera d'imatge tèrmica ha de tenir una lent que permeti el pas d'IR i les seves diferents freqüències. Només llavors el sensor pot processar el senyal.

 

Aquesta és la diferència més gran entre una càmera infraroja i una càmera estàndard (la càmera del telèfon). A diferència de les càmeres normals, les lents de les càmeres infrarojes no han de ser de vidre. Tingueu en compte que el vidre bloqueja la radiació infraroja d'ona llarga (LWIR), la freqüència més útil per a la imatge tèrmica.

 

Per tant, les lents solen estar fetes de germani, selenur de zinc, fluorur de calci o safir. En fer-ho, la lent pot acomodar el rang d'espectre electromagnètic de radiació tèrmica de 7 a 14 μm. Com que la majoria d'aquests materials tenen un alt índex de refracció, és fonamental aplicar un recobriment antireflex a la lent per corregir la deflexió.

 

Sensor

 

El cor d'una càmera d'imatge tèrmica és el sensor. Aquí és on la radiació infraroja passa a través del detector de calor. Aquest detector respon directament a l'augment de calor que es produeix a causa de l'absorció de la llum infraroja incident.

 

Tanmateix, amb el pas del temps, hi ha dues maneres més destacades de fer la feina. Una tècnica més nova i comuna que s'utilitza avui dia és a través dels microbolòmetres, mentre que un altre enfocament és utilitzar materials piroelèctrics. Els detalls són els següents.

 

Microbolòmetre

 

En principi, un microbolòmetre és un dispositiu sensible a la radiació. El primer bolòmetre va ser inventat pel físic/astrònom americà inventor Samuel Pierpont Langley (1834-1906).

 

Qualsevol radiació que colpeja directament l'element absorbent del microbolòmetre donarà lloc a un augment corresponent de la temperatura. Com més energia absorbeixi, més alta serà la temperatura.

 

Aquest canvi de temperatura es pot mesurar directament mitjançant un termòmetre de resistència. i llegeix com un senyal electrònic per produir una imatge electrònica. Essencialment, un microbolòmetre consisteix en una capa fina de metall, que després es connecta directament a un dipòsit tèrmic (termostàtic) mitjançant un enllaç tèrmic.

 

La matriu de sensors acull milers de píxels detectors disposats en una quadrícula. Sabent que cada píxel de la matriu reacciona a la radiació infraroja que l'incideix directament, creant una resistència que després es pot convertir en un senyal elèctric. El senyal de cada píxel es processa aplicant una fórmula matemàtica que constitueix la base per a un mapa de colors de la temperatura de l'objecte capturat. La imatge en color posterior s'envia a la unitat de processament de la càmera per a la seva visualització.

 

Sapigueu que cada píxel té un microbolòmetre per a una major precisió. Per tant, la resolució de les càmeres tèrmiques és força baixa en comparació amb els televisors intel·ligents o les càmeres normals. De fet, 640x480 ja s'ha considerat una alta resolució per a càmeres tèrmiques.

 

Les càmeres d'imatge tèrmica basades en microbolòmetres també es coneixen com a càmeres d'imatge tèrmica no refrigerades perquè no es requereix un mecanisme de refrigeració independent per fer funcionar el sensor del microbolòmetre. L'avantatge immediat és que aquestes càmeres IR són més lleugeres en comparació amb els models refrigerats tradicionals.

 

Material piroelèctric

 

Es tracta de càmeres tèrmiques que utilitzen detectors de sensors refrigerats. Un exemple brillant és el tantalat de liti. El material genera petits voltatges en resposta directa als canvis de temperatura. En aquest sentit, detecta directament fotons infrarojos. Es tracta de càmeres tèrmiques fotovoltaiques en lloc de no refrigerades basades en microbolòmetres que utilitzen fotoconductivitat.

 

Tot i que ofereixen molts avantatges, com ara la detecció d'infrarojos de llarg abast i resultats diferencials de temperatura més precisos, les càmeres tèrmiques refrigerades s'estan substituint gradualment per dispositius sense refrigeració. Això es deu principalment als seus preus més cars i als cossos voluminosos.

 

Aquests detectors d'infrarojos són pesats per als estàndards actuals perquè els seus sensors d'imatge s'han d'integrar amb criorefrigeradors. Per empitjorar les coses, les parts mòbils dels criorefrigeradors són propenses a desgastar-se amb el pas del temps.

 

Processador d'imatge

 

Després d'adquirir la radiació infraroja, les dades s'han de processar per crear la sortida que es veu a la pantalla de la càmera infraroja. El processament de dades inclou el preprocessament, l'extracció de característiques i la classificació. Tingueu en compte que el filtratge s'utilitza per eliminar el soroll o les dades no desitjades. Aquí s'utilitzen algorismes o equacions matemàtiques per generar imatges visuals.

 

Exposició

 

Aquí és on les dades del processador de la càmera es converteixen en senyals electrònics. Recordeu que aquestes dades es prenen de cada píxel (no refrigerat). Mitjançant l'aplicació d'algorismes matemàtics, es pot generar un mapa de colors. Això representa una signatura tèrmica diferent de l'objecte en estudi. Anteriorment, les representacions acromàtiques o en blanc i negre eren habituals a les pantalles d'imatge tèrmica.

 

Sobre ThermTec

 

ThermTec és un fabricant líder mundial de productes relacionats amb les tecnologies d'imatge tèrmica d'infrarojos, que ofereix les últimes i millors tecnologies i solucions tèrmiques que milloren la manera com les persones perceben el món, per tal que construeix una condició de vida i treball més segura i eficient per a la humanitat.

© ThermTec Technology Co., Ltd. 2023   Mapa del lloc Política de cookies Política de privacitat