Par exemple, sous la récente épidémie du nouveau virus de la couronne, les caméras d'imagerie thermique ont occupé une position très importante. Il peut ne pas détecter directement la présence d'agents pathogènes. Mais soyons honnêtes, aucun appareil n'est meilleur pour détecter la fièvre, le principal symptôme d'une infection virale, à distance de sécurité qu'un appareil photo infrarouge. Pas étonnant que ce soit maintenant un élément permanent à l'entrée des centres commerciaux et d'autres lieux publics.

Par conséquent, une compréhension approfondie du fonctionnement des caméras d'imagerie thermique est cruciale. En acquérant plus de connaissances, vous pourrez tirer le meilleur parti de votre caméra d'imagerie thermique car il a révolutionné nos vies sur Terre. Et pour la plupart, lorsque vous voulez que les choses fonctionnent en douceur, vous pouvez être plus productif et efficace.

À l'intérieur d'un imageur thermique: comment ça marche

Savoir quel rayonnement infrarouge est une chose, la capturer en est une autre. Nous devons comprendre que l'imagerie thermique telle que nous la connaissons aujourd'hui est le produit d'un processus long et tortueux qui a mis des décennies à perfectionner. D'une part, nos caméras d'imagerie thermique aujourd'hui sont puissantes et conviviales. Non seulement ils sont lourds et chers, contrairement à ceux utilisés par les pompiers il y a des décennies.

Étant donné que les caméras d'imagerie thermique sont conçues pour capturer l'énergie thermique dans l'environnement environnant, leurs principaux composants sont conçus pour traiter le rayonnement infrarouge. Cela est particulièrement vrai pour les unités d'entrée. Nous parlons de lentilles et de capteurs, du chemin que le rayonnement infrarouge doit parcourir.

Lentille

Pensez à l'objectif d'une caméra thermique, comme votre paupière. Si vos paupières ne sont pas ouvertes, vous ne pourrez pas voir votre environnement. Pour sa part, un imageur thermique doit avoir une lentille qui permet à l'IR et à ses différentes fréquences de passer. Ce n'est qu'alors que le capteur peut traiter le signal.

C'est la plus grande différence entre une caméra infrarouge et une caméra standard (l'appareil photo sur votre téléphone). Contrairement aux caméras ordinaires, les lentilles des caméras infrarouges ne doivent pas être en verre. Notez que le verre bloque longtemps - Radiation infrarouge des ondes (LWIR), la fréquence la plus utile pour l'imagerie thermique.

Par conséquent, les lentilles sont généralement en germanium, séléniure de zinc, fluorure de calcium ou saphir. Ce faisant, l'objectif peut accueillir la plage de spectre électromagnétique du rayonnement thermique de 7 à 14 μm. Étant donné que la plupart de ces matériaux ont un indice de réfraction élevé, il est essentiel d'appliquer un revêtement anti-réflexion à l'objectif pour corriger la déviation.

Capteur

Le cœur d'une caméra d'imagerie thermique est le capteur. C'est là que le rayonnement infrarouge passe par le détecteur de chaleur. Ce détecteur répond directement à l'augmentation de la chaleur qui se produit en raison de l'absorption de la lumière infrarouge incidente.

Cependant, au fil du temps, il existe deux façons les plus importantes de faire le travail. Une technique plus récente et commune utilisée aujourd'hui se fait par des microbolomètres, tandis qu'une autre approche consiste à utiliser des matériaux pyroélectriques. Les détails sont les suivants.

Microbolomètre

En principe, un microbolomètre est un dispositif de rayonnement - sensible. Le premier bolomètre a été inventé par le physicien américain / inventeur astronome Samuel Pierpont Langley (1834 - 1906).

Tout rayonnement qui frappe directement l'élément absorbant du microbolomètre entraînera une augmentation correspondante de la température. Plus l'énergie est absorbée, plus la température est élevée.

Ce changement de température peut être directement mesuré à l'aide d'un thermomètre de résistance. et lire comme un signal électronique pour produire une image électronique. Essentiellement, un microbolomètre se compose d'une fine couche de métal, qui est ensuite connectée directement à un réservoir thermique (thermostatique) via une liaison thermique.

Le réseau de capteurs abrite des milliers de pixels détecteurs disposés dans une grille. Sachant que chaque pixel dans le réseau réagit au rayonnement infrarouge qui le frappe directement, créant une résistance qui peut ensuite être convertie en signal électrique. Le signal de chaque pixel est traité en appliquant une formule mathématique qui constitue la base d'un colormap de la température de l'objet capturé. L'image de couleur suivante est ensuite envoyée à l'unité de traitement de l'appareil photo pour l'affichage.

Sachez que chaque pixel a un microbolomètre pour une plus grande précision. Par conséquent, la résolution des caméras thermiques est assez faible par rapport aux téléviseurs intelligents ou aux caméras normales. En fait, 640x480 a déjà été considéré comme une haute résolution pour les caméras thermiques.

Microbolomètre - Les caméras d'imagerie thermique basées sont également connues sous le nom de caméras d'imagerie thermique non refroidies car un mécanisme de refroidissement séparé n'est pas nécessaire pour faire fonctionner le capteur de microbolomètre. L'avantage immédiat est que ces caméras IR sont plus légères par rapport aux modèles refroidis traditionnels.

Matériau pyroélectrique

Ce sont des caméras thermiques qui utilisent des détecteurs de capteurs refroidis. Un exemple brillant est le lithium adorant. Le matériau génère de minuscules tensions en réponse directe aux changements de température. En ce sens, il détecte directement les photons infrarouges. Il s'agit de caméras thermiques à base de microbolomètre photovoltaïque plutôt que non refroidies - qui utilisent la photoconductivité.

Bien qu'ils offrent de nombreux avantages, tels que la détection infrarouge à la longue portée et les résultats différentiels de température plus précis, les caméras thermiques refroidies sont progressivement remplacées par des dispositifs non refroidis. Cela est principalement dû à leurs prix les plus chers et leurs corps volumineux.

Ces détecteurs infrarouges sont lourds selon les normes d'aujourd'hui car leurs capteurs d'imagerie doivent être intégrés à des cryocoolers. Pour aggraver les choses, les pièces mobiles des cryocoolers sont sujettes à porter et à se déchirure avec le temps.

Processeur d'image

Après avoir acquis le rayonnement infrarouge, les données doivent être traitées pour créer la sortie observée sur l'écran de la caméra infrarouge. Le traitement des données comprend le prétraitement, l'extraction des fonctionnalités et la classification. Notez que le filtrage est utilisé pour supprimer le bruit ou les données indésirables. Ici, des algorithmes ou des équations mathématiques sont utilisés pour générer des images visuelles.

Exposition

C'est là que les données du processeur de la caméra sont converties en signaux électroniques. N'oubliez pas que les données sont prises de chaque pixel (non - refroidie). En appliquant des algorithmes mathématiques, un colormap peut être généré. Cela représente une signature thermique distincte de l'objet à l'étude. Auparavant, les représentations achromatiques ou noires - et - blanches étaient courantes dans les affichages d'imagerie thermique.

À propos de Thermtec

Thermtec est un principal fabricant de produits mondiaux concernant les technologies d'imagerie thermique infrarouge, fournissant les technologies et solutions thermiques les plus récentes et les meilleures qui améliorent la façon dont les gens perçoivent le monde, ces constructions une condition de vie et de travail plus sûre et plus efficace pour les humiques.