Zum Beispiel haben thermische Bildgebungskameras unter dem jüngsten Ausbruch des neuen Kronvirus eine sehr wichtige Position eingenommen. Es kann möglicherweise nicht direkt das Vorhandensein von Krankheitserregern erkennen. Aber seien wir ehrlich, kein Gerät ist besser, um Fieber, das Hauptsymptom einer Virusinfektion, aus sicherer Entfernung als einer Infrarotkamera zu erkennen. Kein Wunder, dass es jetzt ein fester Bestandteil am Eingang zu Einkaufszentren und anderen öffentlichen Orten ist.

Daher ist ein sorgfältiges Verständnis dafür, wie thermische Bildgebungskameras von entscheidender Bedeutung sind. Indem Sie mehr Wissen erlangen, können Sie das Beste aus Ihrer thermischen Bildgebungskamera herausholen, da sie unser Leben auf der Erde revolutioniert hat. Und zum größten Teil können Sie produktiver und effizienter sein.

In einem thermischen Imager: Wie es funktioniert

Zu wissen, welche Infrarotstrahlung eine Sache ist, es zu erfassen, ist eine andere. Wir müssen verstehen, dass die thermische Bildgebung, wie wir sie heute kennen, das Produkt eines langen und gewundenen Prozesses ist, der Jahrzehnte dauerte, bis sie perfektioniert wurden. Einerseits sind unsere heute thermischen Bildgebungskameras leistungsstark und benutzerfreundlich. Sie sind nicht nur schwer und teuer, im Gegensatz zu denen, die vor Jahrzehnten von Feuerwehrleuten verwendet werden.

Da thermische Bildgebungskameras so ausgelegt sind, dass sie thermische Energie in der Umgebung erfassen, sind ihre Hauptkomponenten für die Verarbeitung von Infrarotstrahlung ausgelegt. Dies gilt insbesondere für Eingabeeinheiten. Wir sprechen über Linsen und Sensoren, den Weg, durch den die Infrarotstrahlung reisen muss.

Linse

Denken Sie an die Linse einer Wärmekamera wie Ihr Augenlid. Wenn Ihre Augenlider nicht geöffnet sind, können Sie Ihre Umgebung nicht sehen. Ein thermischer Imager muss seinerseits ein Objektiv haben, das IR und seinen verschiedenen Frequenzen ermöglicht. Nur dann kann der Sensor das Signal verarbeiten.

Dies ist der größte Unterschied zwischen einer Infrarotkamera und einer Standardkamera (der Kamera auf Ihrem Telefon). Im Gegensatz zu regulären Kameras dürfen die Objektive von Infrarotkameras nicht aus Glas bestehen. Beachten Sie, dass Glasblöcke lange - Welleninfrarotstrahlung (LWIR), die Frequenz für die thermische Bildgebung am nützlichsten.

Daher bestehen die Objektive normalerweise aus Germanium, Zinkselenid, Kalziumfluorid oder Saphir. Auf diese Weise kann das Objektiv den elektromagnetischen Spektrumbereich von 7 bis 14 μm aufnehmen. Da die meisten dieser Materialien einen hohen Brechungsindex aufweisen, ist es wichtig, eine Anti -Reflexionsbeschichtung auf die Linse anzuwenden, um die Ablenkung zu korrigieren.

Sensor

Das Herz einer thermischen Bildkamera ist der Sensor. Hier fließt die Infrarotstrahlung durch den Wärmedetektor. Dieser Detektor reagiert direkt auf die Erhöhung der Wärme, die aufgrund der Absorption des einfallenden Infrarotlichts auftritt.

Im Laufe der Zeit gibt es jedoch zwei herausragendste Möglichkeiten, die Arbeit zu erledigen. Eine neuere und gemeinsame Technik, die heute verwendet wird, sind Mikrobolometer, während ein weiterer Ansatz die Verwendung von pyroelektrischen Materialien besteht. Details sind wie folgt.

Mikrobolometer

Grundsätzlich ist ein Mikrobolometer eine strahlungsempfindliche Vorrichtung. Das erste Bolometer wurde vom amerikanischen Physiker/Astronomen -Erfinder Samuel Pierpont Langley (1834 - 1906) erfunden.

Jede Strahlung, die das absorbierende Element des Mikrobolometers direkt trifft, führt zu einer entsprechenden Temperaturerhöhung. Je mehr Energie absorbiert ist, desto höher die Temperatur.

Diese Temperaturänderung kann direkt mit einem Widerstandsthermometer gemessen werden. und lesen Sie als elektronisches Signal vor, um ein elektronisches Bild zu erzeugen. Im Wesentlichen besteht ein Mikrobolometer aus einer dünnen Metallschicht, die dann direkt mit einem (thermostatischen) thermischen Reservoir über eine thermische Verbindung verbunden ist.

Das Sensor -Array beherbergt Tausende von Detektorpixeln, die in einem Netz angeordnet sind. Weiß, dass jedes Pixel im Array auf Infrarotstrahlung reagiert, die es direkt trifft und einen Widerstand erzeugt, der dann in ein elektrisches Signal umgewandelt werden kann. Das Signal aus jedem Pixel wird verarbeitet, indem eine mathematische Formel angewendet wird, die die Grundlage für einen Colormap der erfassten Objekttemperatur bildet. Das nachfolgende Farbbild wird dann zur Anzeige an die Verarbeitungseinheit der Kamera gesendet.

Wisse, dass jedes Pixel ein Mikrobolometer für eine größere Genauigkeit hat. Daher ist die Auflösung von thermischen Kameras im Vergleich zu Smart -TVs oder normalen Kameras recht niedrig. Tatsächlich wurde 640x480 bereits als hohe Auflösung für Wärmekameras angesehen.

Mikrobolometer - basierende thermische Bildgebungskameras werden auch als nicht gekühlte thermische Bildgebungskameras bezeichnet, da ein separater Kühlmechanismus nicht erforderlich ist, um den Mikrobolometersensor zu betreiben. Der unmittelbare Vorteil ist, dass diese IR -Kameras im Vergleich zu herkömmlichen abgekühlten Modellen leichter sind.

Pyroelektrikum

Dies sind Wärmekameras, die gekühlte Sensormelder verwenden. Ein leuchtendes Beispiel ist Lithium -Tantalat. Das Material erzeugt winzige Spannungen in der direkten Reaktion auf Temperaturänderungen. In diesem Sinne erkennt es direkt Infrarot -Photonen. Es ist eher Photovoltaik als ungekühltes Mikrobolometer - Basis Wärmekameras, die die Photokondivität verwenden.

Obwohl sie viele Vorteile bieten, wie z. B. Long - Range Infrarot -Erkennung und genauere Temperaturdifferentialergebnisse, werden abgekühlte Wärmeleitkameras allmählich durch unkühlte Geräte ersetzt. Dies ist hauptsächlich auf ihre teureren Preisschilder und sperrigen Körper zurückzuführen.

Diese Infrarotdetektoren sind nach heutigen Maßstäben schwer, weil ihre Bildgebungssensoren in Kryokooler integriert werden müssen. Um die Sache noch schlimmer zu machen, sind die beweglichen Teile in Kryokoolern im Laufe der Zeit anfällig für Verschleiß und reißen.

Bildprozessor

Nach dem Erwerb der Infrarotstrahlung müssen die Daten verarbeitet werden, um die Ausgabe auf dem Bildschirm "Infrarotkamera zu erstellen" erstellen. Die Datenverarbeitung umfasst Vorverarbeitung, Merkmalextraktion und Klassifizierung. Beachten Sie, dass die Filterung zum Entfernen von Rauschen oder unerwünschten Daten verwendet wird. Hier werden Algorithmen oder mathematische Gleichungen verwendet, um visuelle Bilder zu generieren.

Ausstellen

Hier werden die Daten aus dem Prozessor der Kamera in elektronische Signale umgewandelt. Denken Sie daran, dass diese Daten von jedem Pixel (nicht - abgekühlt) entnommen werden. Durch die Anwendung mathematischer Algorithmen kann ein Colormap erzeugt werden. Dies stellt eine deutliche thermische Signatur des untersuchten Objekts dar. Zuvor waren achromatische oder schwarze und - weiße Darstellungen in thermischen Bildgebungsanzeigen üblich.

Über Thermtec

Thermtec ist ein weltweit führender Hersteller von Produkten in Bezug auf Infrarot -Wärme -Bildgebungstechnologien und bietet die neuesten und besten thermischen Technologien und Lösungen, die die Art und Weise verbessert, wie Menschen die Welt wahrnehmen.