كيفية اختيار ｜ كاميرا التصوير الحراري المبردة أو غير المبردة

على مر السنين ، حرص العلماء والباحثون وخبراء البحث والتطوير على تطبيق كاميرات التصوير الحراري في مجموعة واسعة من المجالات ، بما في ذلك البحث والتطوير الصناعي ، والبحث الأكاديمي ، والاختبار غير المدمر (NDT) واختبار المواد ، وكذلك الدفاع والفضاء. .

ومع ذلك ، لا تتمتع جميع كاميرات التصوير الحراري بنفس ميزات الجودة أو يمكن تطبيقها في بعض المجالات المتخصصة. على سبيل المثال ، يتطلب القياس الدقيق كاميرات تصوير حراري متقدمة ذات إمكانيات رسوم متحركة عالية السرعة لإيقاف الحركة. ستقدم هذه الورقة طرق الاختيار بين كاميرات التصوير الحراري المبردة وغير المبردة.

كاميرا تصوير حراري مبردة

تتميز كاميرات التصوير الحراري المبردة الحديثة بأجهزة كشف التصوير مع ثلاجات مبردة مدمجة. إنها أجهزة تقلل من درجة حرارة الكاشف إلى درجة حرارة التبريد. لتقليل الضوضاء الحرارية دون مستوى إشارة تصوير المشهد ، من الضروري تقليل درجة حرارة الكاشف.

تعد كاميرات التصوير الحراري المبردة من أكثر كاميرات التصوير الحراري حساسية ، حيث تكتشف أصغر الاختلافات في درجات الحرارة بين الأشياء. تعمل في نطاق الموجات المتوسطة للأشعة تحت الحمراء (MWIR) والأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة (LWIR) من الطيف ، حيث تكون الحساسية الحرارية أعلى من وجهة النظر المادية. تشير الحساسية الحرارية إلى تغير الإشارة بالنسبة لتغير درجة الحرارة المستهدفة. كلما زادت الحساسية الحرارية ، كان من الأسهل اكتشاف تلك المشاهد التي لا تختلف فيها درجة الحرارة المستهدفة كثيرًا عن الخلفية.

GMZ45055UA تأتي العدسة مع معدات تبريد وحركة Dewar ، والتي يمكن أن تحل بشكل أفضل تأثير تغيرات درجة الحرارة المحيطة عند تشغيل الجهاز.

كاميرات التصوير الحراري غير المبردة

كاميرا التصوير الحراري غير المبردة هي كاميرا تصوير حراري بالأشعة تحت الحمراء لا يحتاج فيها كاشف التصوير إلى تبريد مبرد. تعتمد تصميمات الكاشف الشائعة على أجهزة الكشف الكهروحرارية ، وهي مقاومات صغيرة لأكسيد الفاناديوم مع معامل قياس درجة حرارة كبير ، ومساحة سطح كبيرة ، وسعة حرارية منخفضة ، وعزل حراري جيد. ستؤدي التغييرات في درجة حرارة المشهد إلى تغيير درجة حرارة كاشف الأشعة تحت الحمراء ، والتي سيتم تحويلها إلى إشارات كهربائية ومعالجتها لإنتاج الصور.

تُستخدم أجهزة الكشف غير المبردة في نطاق الموجات الطويلة للأشعة تحت الحمراء (LWIR) ، حيث تصدر الأهداف ذات درجات حرارة الأرض المماثلة معظم حرارة الأشعة تحت الحمراء. بالمقارنة مع الكاشفات المبردة ، تتطلب الكاشفات غير المبردة خطوات تصنيع أقل ، وإنتاجية أعلى ، وتكلفة أقل للتعبئة الفراغية وكاميرات التصوير الحراري غير المبردة لا تتطلب معدات ثلاجة مبردة باهظة الثمن. تحتوي كاميرات التصوير الحراري غير المبردة على عدد أقل من الأجزاء المتحركة وتميل إلى أن يكون لها عمر أطول من كاميرات التصوير الحراري المبردة في ظل ظروف تشغيل مماثلة.

ITH1212IP ： ITH1212IP نواة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء صغيرة الحجم ومنخفضة في استهلاك الطاقة وقوية في الأداء

تمثل المزايا التي تظهرها كاميرات التصوير الحراري غير المبردة معضلة: متى يجب استخدام كاميرات التصوير الحراري المبردة للبحث والتطوير / التطبيقات العلمية؟ الجواب: أن ذلك يعتمد على متطلبات التقديم.

مقارنة المثال:

إذا كنت ترغب في تحديد الاختلافات الصغيرة في درجات الحرارة وتحتاج إلى جودة الصورة ، فقم بتصوير أجسام سريعة الحركة أو ساخنة ؛ إذا كنت بحاجة إلى رؤية التغيرات الحرارية بوضوح ، أو قياس درجة حرارة أجسام صغيرة جدًا ؛ إذا كنت تريد أن ترى كيف الأجسام في أجزاء محددة جيدًا من الطيف الكهرومغناطيسي ؛ أو إذا كنت ترغب في مزامنة كاميرا التصوير الحراري مع معدات قياس درجة الحرارة الأخرى ، فإن كاميرا التصوير الحراري المبردة هي الأداة المناسبة لك.

1. السرعة

يمكن لكاميرات التصوير الحراري المبردة التصوير بشكل أسرع من كاميرات التصوير الحراري غير المبردة. يتميز التصوير الحراري عالي السرعة بأوقات تعريض تصل إلى ميكروثانية ، ويوقف الحركة الظاهرة للمشاهد الديناميكية ، ويلتقط معدلات إطار تزيد عن 62000 إطار في الثانية. تشمل التطبيقات التحليل الحراري والديناميكي لشفرات توربينات المحرك النفاث ، فحص إطارات السيارات أو الوسادة الهوائية ، المقذوفات الأسرع من الصوت ، والانفجارات.

تعد كاميرات التصوير الحراري المبردة شديدة الاستجابة وتستفيد بشكل كامل من الغالق العالمي. هذا يعني أنه يمكنهم قراءة جميع وحدات البكسل في وقت واحد ، بدلاً من سطراً بسطر مثل الكاميرات غير المبردة ، مما يسمح للكاميرات المبردة بالتقاط صور حادة وقياس درجة حرارة الأجسام المتحركة.

2. الدقة المكانية

الصور الحرارية أدناه تقارن التكبير عن قرب الذي يمكن تحقيقه مع أنظمة التصوير الحراري المبردة وغير المبردة. تم التقاط صورة الأشعة تحت الحمراء على اليسار مع إعداد مشترك مع عدسة بؤرية قريبة من 4x وكاميرا تصوير حراري مبردة بمسافة بكسل 13 ميكرومتر ، بحجم موضعي 3.5 ميكرومتر. تم التقاط صورة الأشعة تحت الحمراء على اليمين مع إعداد مشترك مع عدسة قريبة التركيز 1x ومصور حراري غير مبرد بمسافة بكسل 25 ميكرومتر ، مع حجم موضعي 25 ميكرومتر.

نظرًا لأطوال موجات الأشعة تحت الحمراء ذات الاستشعار الأقصر ، تتمتع كاميرات التصوير الحراري المبردة عادةً بقدرات تكبير أقوى من كاميرات التصوير الحراري غير المبردة. نظرًا لأن كاميرات التصوير الحراري المبردة أكثر حساسية ، يمكن استخدام العدسات التي تحتوي على المزيد من البصريات أو العناصر الأكثر سمكًا دون التقليل من نسبة الإشارة إلى الضوضاء ، مما يحسن أداء التكبير.

3. الحساسية

غالبًا ما لا تظهر فائدة الحساسية المحسنة في كاميرات التصوير الحراري المبردة على الفور. لمقارنة مزايا الحساسية ، أجرينا تجربة حساسية سريعة. أنشأنا صورة حرارية لبصمة اليد بالضغط بأيدينا على الحائط لبضع ثوانٍ للمقارنة.

تُظهر الصورتان الأوليان بصمة اليد لحظة إزالة اليد. تُظهر المجموعة الثانية من الصور التوقيع الحراري لبصمة اليد بعد دقيقتين. لا يزال بإمكان كاميرا التصوير الحراري المبردة التقاط معظم الميزات الحرارية لبصمة الإصبع ، في حين أن كاميرا التصوير الحراري غير المبردة يمكنها فقط التقاط بعض ميزاتها الحرارية. من الواضح أن كاميرات التصوير الحراري المبردة يمكنها اكتشاف اختلافات أدق في درجات الحرارة من كاميرات التصوير الحراري غير المبردة ، ومدة الكشف أطول. لذلك ، تُظهر كاميرات التصوير الحراري المبردة تفاصيل الجسم الذي يتم قياسه بشكل أكثر وضوحًا ويمكن أن تساعدك على اكتشاف أصغر الانحرافات الحرارية.

4. التصفية الطيفية

تتمثل إحدى مزايا كاميرات التصوير الحراري المبردة في سهولة التصفية الطيفية لاكتشاف التفاصيل وقياس درجة الحرارة بشكل أفضل ، وكلاهما يصعب تحقيقه باستخدام كاميرات التصوير الحراري غير المبردة.

مثال: استخدمنا مرشحًا تم وضعه في حامل المرشح خلف العدسة أو مدمجًا في مجموعة كاشف ديوار للسماح بالتصوير الكامل للهب. في الماضي ، كان المستخدمون النهائيون يرغبون في قياس وتوصيف احتراق جزيئات الفحم داخل اللهب. باستخدام مرشح الأشعة تحت الحمراء الطيفي "انظر من خلال اللهب" ، قمنا بتصفية كاميرا التصوير الحراري المبردة في النطاق الطيفي حيث يخترق اللهب ، مما يسمح لنا بتصوير جزيئات الفحم. الشكل 1 عبارة عن صورة تم التقاطها بدون مرشح اللهب ؛ كل ما نراه هو الشعلة نفسها. الصورة الثانية هي صورة تم التقاطها بفلتر اللهب ، ويمكننا أن نرى بوضوح جزيئات الفحم تحترق.

5. مزامنة

المزامنة الدقيقة للكاميرا وتشغيلها تجعل الكاميرا مثالية للتطبيقات عالية السرعة والحساسة للحرارة. من خلال العمل في وضع اللقطة ، يمكن لكاميرات التصوير الحراري المبردة التقاط جميع وحدات البكسل في وقت واحد في النشاط الحراري. هذا مهم بشكل خاص في مراقبة الأجسام سريعة الحركة ، وستعمل كاميرات التصوير الحراري غير المبردة القياسية على تعتيم الصورة.

الصورة أعلاه هي مثال جيد. نقوم بإسقاط عملة معدنية ، ويقوم المستشعر بتشغيل كاميرا التصوير الحراري لالتقاط صورة. بإلقاء العملة نفسها مرتين ، وتشغيل كاميرا التصوير الحراري في نفس الوقت ، نرى الجسم في نفس الموضع في كل مرة. باستخدام كاميرا التصوير الحراري للكشف عن الأشعة تحت الحمراء غير المبردة ، لا يمكنك التقاط العملات المعدنية على الإطلاق لأنه لا يمكن تشغيل هذا النوع من الكاشف. من المحتمل أن تكون الصورة ضبابية.

للتلخيص ، يمكنك الاختيار بين كاميرات التصوير الحراري المبردة وغير المبردة وفقًا لتطبيقك وتقدير التكلفة. إذا كانت لديك أسئلة أو ترغب في شراء منتجات IR ذات الصلة ، فيرجى الاتصال بنا .

Quanhom هي مورد محترف لعدسات الأشعة تحت الحمراء المخصصة ومورد المكونات البصرية . حلولنا الشاملة للتحديات المعقدة في مجالات الدفاع والأمن والتطبيقات التجارية معترف بها من قبل العملاء في جميع أنحاء العالم. من خلال التصميم المبتكر والهندسة المخصصة وتقييم النظام البصري والتصنيع ، يضمن فريقنا متعدد اللغات (الإنجليزية والإسبانية والإيطالية والروسية) التواصل السلس من بداية المشروع إلى نهايته. من الاستشارات إلى الإنتاج النهائي ، يتم تنفيذ ما يقرب من 60 مشروعًا كل عام. أنشأ فريق Quanhom الموهوب العديد من قصص النجاح لتطبيقات مختلفة مثل مشاهد التصوير الحراري للاستخدام الخارجي والدفاعي ، والتصوير الحراري أحادي العين / المناظير ، والأمن الحدودي والساحلي ، والتطبيقات البحرية ، وحمولات الأشعة تحت الحمراء بدون طيار.