Witajcie dzisiaj chciałbym wam pokazać kamerę termowizyjną TG-301.

Kamerę otrzymałem od firmy RS components i jest ona z linii produktów
RS pro. Jest to budżetowa kamera termowizyjna którą można dokonać podstawowych pomiarów.
Niestety nie posiada dodatkowego oprogramowania do obróbki zdjęć jak to jest w przypadku profesjonalnych kamer termowizyjnych.

Chciałbym trochę napisać o tym jak działa kamera termowizyjna,
jeśli Cię to nie interesuje możesz spokojnie przejść do oglądania wideo 🙂

Parametry kamery:

  • Zakres mierzonej temperatury do    +650°C
  • Skala temperatury    Fahrenheita, Stopnie Celsjusza
  • Współczynnik odległości do obszaru badanego    30:1
  • Największa dokładność    ±3°C
  • Rozdzielczość    0,1°C
  • Czas reakcji    <300 ms
  • Rozdzielczość matrycy 128×128 pixeli (po softwarowej interpolacji)
  • Rodzaj zastosowanego sensora IR-EX Technology (CMOS)

link do strony producenta:
http://pl.rs-online.com/web/p/termometry-ir/9181085/

kilka zdjęć z kamery:

Jak widać powyżej niedołączona jest skala która mówi jaką mamy temperaturę zaznaczona danym kolorem  selektywność pozostawia wiele do życzenia.

Tutaj moje zdjęcie z profesjonalnej kamery flir-a skala jest możemy odczytać zakres temperatur, selektywność jest można rozróżnić obiekty. Wiem że to porównanie nie jest może trafione bo to kamery z zupełnie rożnych półek cenowych ale chciałem pokazać nieco możliwości średniej klasy kamery również.

Końcowa ocena jest zależna od zastosowywań do jakich będziemy używać kamery kamery jest na prawdę budżetową kamerą termowizyjną niestety na zdjęciach nie mamy skali wiec zdjęcia są bezużyteczne do późniejszego użytku. Selektywność jest mała i czasami nie można rozróżnić obiektów na zdjęciach. RS comoponents w swoim katalogu to urządzenie nazywa termometrem na podczerwień i to by się zgadzało bo prawdziwą a nawet namiastką kamery termowizyjnej tego nie można nazwać.

Obiecana teoria:

Kamera termowizyjna rejestruje intensywność promieniowania. W podczerwonej części widma elektromagnetycznego i zamienia je na obraz
widzialny.

Czym jest podczerwień?

 

Nasze oczy są jak detektory przeznaczone do wykrywania promieniowania elektromagnetycznego w zakresie widmowym światła widzialnego.

 

Pozostałe postaci promieniowania elektromagnetycznego są niewidzialne dla oka ludzkiego. Istnienie podczerwieni zostało odkryte w roku 1800 przez astronoma
sir Fredericka Williama Herschela. Badając różnice temperatur między światłem o różnej barwie, przepuścił on światło słoneczne przez pryzmat, by otrzymać widmo, po czym zmierzył temperaturę każdego koloru. Odkrył, że temperatura barw wzrastała od fioletowej do czerwonej części widma. Po zauważeniu tej zależności Herschel postanowił zmierzyć temperaturę tuż
za czerwoną częścią widma, w miejscu, gdzie światło słoneczne nie był o już widoczne. Ku swemu zaskoczeniu dostrzegł, że temperatura w tym rejonie jest najwyższe ze wszystkich.

 

Promieniowanie podczerwone leży między widzialną, a niewidzialną częścią widma elektromagnetycznego.

 

Źródłem promieniowania podczerwonego jest ciepło, dlatego promieniowanie to nazywa się też promieniowaniem cieplnym.  Każde ciało o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego (-273.15 stopni Celsjusza lub 0 stopni Kelvina) emituje promieniowanie w zakresie podczerwonym. Nawet ciała, które wydają się nam bardzo
zimne, takie jak kostki lodu, emitują promieniowanie podczerwone.

 

Termografia w podczerwieni jest sztuką zamiany obrazu w podczerwieni na obraz radiometryczny , umożliwiający odczytanie temperatur. Każdy piksel w obrazie radiometrycznym jest w istocie odczytem wartości temperatury.

 

Kamera termowizyjna to urządzanie elektroniczne które przy pomocy wbudowanej matrycy daje nam obraz badanego obszaru.
Można powiedzieć że analogicznie jak w aparatach cyfrowych. W tym przypadku nasza matryca to matryca termometrów, a własciwie pirometrów.
Każdy piksel odczytuje temperaturę z danego obszaru i otrzymujemy obraz całości.

Kamera w przeciwieństwie do pirometru lub klasycznego termometru nie daje pomiaru punktowego. W przypadku pirometru nadal pomiar jest uśredniony z danego obszaru w zależności od zastosowanej optyki oraz budowy samego urządzania.

Typowa kamera termowizyjna składa się z następujących bloków funkcjonalnych:

Można wyróżnić:

  • Filtry optyczne
  • Sensor
  • Moduł chłodzący
  • Części związane z oprogramowaniem i interfejsem użytkownika

Mamy zasadniczo dwa typy sensorów/matryc.

Pierwsza to kwantowe detektory (Quantum detectors) oraz detektory na podczerwień (IR detectors)

W prezentowanej kamerze mamy matryce wykonaną w technologij CMOS, w zależności od zakresu temperatur, a co jest równoważne z zakresem mierzonych energij wypromieniowanych przez dany obiekt mamy rożne rodzaje sensorów wykrywające rożne długości fal.

Jednak najważniejszym kryterium doboru kamer, a własciwie typu zastosowanego sensora w danej kamerze jest jej zakres pomiarowy.

Może przejdźmy jeszcze dalej jak zbudowany jest piksel w kamerze?

Najprościej rzecz biorąc matryca w kamerze termowizyjnej jest matrycą bolometrów, a własciwie mikro bolometrów.
Jak gdzieś wiadomo tam z fizyki bolometr służy do pomiaru promieniowania emitowanego przez dane ciało.

Typowe rozmiary jednego pikselu w zależności od technologij wykonania to około 15-40µm i zazwyczaj one są stosowane w średniej jakości kamerach termowizyjnych.

Dla dociekliwych kilka ciekawych informacji w prezentacji poniżej.

Pozdrawiam serdecznie

Zapraszam na kolejne artykuły