Evoluţiile recente în mercur răcită cadmiu telluride (MCT sau HgCdTe) detector infraroşu tehnologii au făcut posibilă dezvoltarea de camere cu infraroşii de înaltă performanţă pentru utilizare într-o varietate largă de termică imagistica aplicaţii solicitante. Aceste camere cu infraroşii sunt acum disponibile cu sensibilitate spectrală în benzile de spectrale unde scurte, mid-wave şi lung-val sau alternativ în două benzi. În plus, o varietate de aparat de fotografiat rezoluţiile sunt disponibile ca urmare a diverse dimensiuni pixel şi matrice detector mid-size şi de dimensiuni mari. De asemenea, aparat de fotografiat features a cuprinde acum cadru mare rata imagistica, timpul de expunere reglabile şi evenimentului care declanșează obligația care să permită capturarea evenimentelor termică temporală. Sofisticate de algoritmi de prelucrare sunt disponibile, care conduce la un interval dinamic extins pentru a evita saturaţie şi optimiza sensibilitate. Aceste camere cu infraroşii poate fie calibrate astfel încât să corespundă valorilor ieşire digitală la temperaturi de obiect. Algoritmi de corecție non-uniformitatea sunt incluse care sunt independente de timp de expunere. Aceste capabilităţi de performanţă şi aparat de fotografiat features permite o gamă largă de aplicaţii imagistica termice care au fost anterior nu este posibil.
At the heart of the high cuvîntare infraroşu aparat de fotografiat este un detector de MCT răcită care oferă sensibilitate extraordinare şi versatilitate pentru vizualizare evenimente termică de mare viteză.
1. Infraroşu benzile de sensibilitate spectrală
Datorită disponibilitatea de o varietate de detectoare MCT, camere cu infraroşii mare viteză au fost proiectate să funcționeze în mai multe benzi spectrale distincte. Trupa spectral poate fi manipulat prin varierea compoziția aliaj HgCdTe și temperatura detectorului punct. Rezultatul este un detector infraroşu trupa singur cu eficiența cuantică extraordinare (de obicei peste 70%) şi raportul semnal-zgomot mare capabil la spre detect niveluri extrem de mică de semnal infraroşu. Single-band MCT detectoare de obicei se încadrează într-una dintre cele cinci trupe spectrale nominale prezentate:
• Camere de unde scurte infraroşu (SWIR) - vizibil pentru 2.5 microni
• Camere de bandă largă infraroşu (BBIR) - 1.5-5 microni
• Mid-wave infraroşu (MWIR) camere - 3-5 microni
• Camere de lung-val infraroşu (LWIR) - 7-10 microni răspuns
• Camere foarte lung val (VLWIR) - 7-12 microni răspuns
În plus faţă de aparat de fotografiat that a utiliza detectoare infraroşu "monospectral", care au un răspuns spectral într-o trupă, noi sisteme sunt dezvoltate care utiliza detectoare infraroşu care au un răspuns în două benzi (cunoscut ca "două culoare" sau dual band). Exemplele includ camere având un răspuns MWIR/LWIR ce acoperă atât 3-5 microni și 7-11 microni sau alternativ anumite benzi SWIR şi MWIR, sau chiar doi MW sub-bands.
Există o varietate de motive motivarea selecţia formaţiei spectral pentru un aparat foto în infraroşu. Pentru anumite aplicaţii, spectral radiance sau obiectelor sub observație cu grad de reflexie este ceea ce determină cele mai bune trupa spectral. Aceste aplicaţii includ spectroscopie, laser beam vizualizarea, Fenomenologie detectare şi alinierea, ţintă semnătura analiza, imagistica rece-obiect şi supravegherea mediului marin.
În plus, o trupa spectral poate fi ales din cauza preocupările interval dinamic. O astfel de gamă dinamică extinsă nu ar fi posibil cu un imaging infraroşu aparat de fotografiat în gama spectrală MWIR. Performanţa wide dynamic range sistem LWIR este explicat cu uşurinţă prin compararea fluxul în banda de LWIR cu faptul că în banda de MWIR. Calculat din curba lui Planck, distribuția fluxului datorită obiecte la variază larg temperaturi este mai mică în banda LWIR banda de MWIR atunci când observarea o scena având acelaşi obiect intervalul de temperatură de. Cu alte cuvinte, LWIR infraroşu aparat de fotografiat poate imagine și măsoară temperatura ambiantă obiecte cu sensibilitate ridicată și Rezoluția și în același timp extrem fierbinte obiecte (adică > 2000K). Imaging domenii de temperatură mare cu un sistem de MWIR ar trebui provocări semnificative, deoarece semnalului de la temperatură înaltă obiecte ar trebui să fie drastic atenuate ducând la sensibilitatea săraci pentru imagini la temperaturi de fundal.
2. Imagine rezoluţie şi câmpul de vedere
2.1 Detector matrice şi Pixel dimensiuni
Camere cu infraroşii mare viteză sunt disponibile având diverse rezoluţia capabilităţi datorită folosirii detectoare infraroşu care au diferite matrice şi pixel dimensiuni. Aplicații care nu necesită high resolution, high cuvîntare camere cu infraroşii bazate pe QVGA detectoare oferă performanţe excelente. O matrice de 320 x 256 pixeli 30 microni sunt cunoscute pentru lor extrem wide dynamic range datorită utilizării de pixeli relativ mare, cu profundă wells, low zgomotos şi sensibilitate ridicată extraordinar.
Detector infraroşu matricele sunt disponibile în diverse dimensiuni, sunt cele mai comune QVGA, VGA şi SXGA ca indicat. VGA şi SXGA matrice au o gamă mai densă de pixeli şi, prin urmare, furniza rezoluţie mai mare. QVGA este economic şi interval dinamic excelent de exponate din cauza de mare pixeli sensibile.
Mai recent, tehnologia de mici pixel pitch a dus în camere cu infraroşii având detector de matrice de distanțare 15 micron, furnizarea de unele dintre cele mai impresionante imaginile termică disponibile astăzi. Pentru cererile de rezoluţie mai mare, camerele cu matrice mari cu mici pixel pitch dă imaginile cu contrast înalt şi sensibilitate. În plus, cu mici pixel pitch, pot deveni în, de asemenea, mai mici continuare reduce costul optica.
2.2 Infraroşu lentilă caracteristici
Lentile concepute pentru mare viteză camere cu infraroşii au propriile proprietăţi speciale. În primul rând, specificațiile cele mai relevante sunt focală (câmp de vedere), F-number (deschidere) şi rezoluţia.
Focală: Lentile sunt identificate în mod normal prin lor focal length (de exemplu 50 mm). Câmp de vedere de o combinaţie de aparat de fotografiat şi lentilă depinde de distanţa focală a obiectivului, precum şi diametrul globală din suprafaţa imaginii cu detector. Ca lungimea focală creşte (sau descreşte dimensiunea detector) domeniul de vedere pentru faptul că obiectivul va scădea (îngust).
Un calculator online de câmp de vedere convenabil pentru o gamă de camere cu infraroşii mare viteză este disponibil online.
În plus faţă de lungimi focale comune, infraroşu close-up lentilele sunt, de asemenea, disponibile care produc mărire înalte (1 X, 2 X, 4 X) imaging obiectelor mici.
Infraroşu lentile close-up furnizează o vizualizare mărită de emisie termică de obiecte mici, cum ar fi componente electronice.
F-Number: Spre deosebire de mare viteză vizibile camere luminoase, lentile de obiectiv pentru camere cu infraroşii care utiliza răcită infraroşu detectoare trebuie proiectate să fie compatibile cu concepția internă optice a dewar (carcasa rece în care este situată detector infraroşu FPA) deoarece dewar este proiectat cu un stop rece (sau apertură) în interiorul care împiedică radiaţiile parazitare afecta detector. Din cauza stop rece, radiația la aparatul de fotografiat şi lentilă locuinţe sunt blocate, infraroşu radiații care ar putea depăşesc care a primit de la obiectele sub observație. Ca rezultat, energie în infraroşu capturat de detector este în primul rând din cauza la radiații a obiectului. Amplasarea şi dimensiunea de elev de ieşire de geamuri infraroşu (şi f-number) trebuie proiectate pentru a se potrivi amplasarea și diametrul stop dewar rece. (De fapt, f-number lentilă poate întotdeauna mai mic decât f-number stop rece eficiente, atâta timp cât acesta este proiectat pentru a opri rece într-o poziție corespunzătoare).
Lentile pentru camerele având răcit detectoare infraroşu trebuie să fie concepute nu numai pentru rezoluţia specifice şi poziţia FPA, dar, de asemenea, pentru a găzdui pentru amplasarea și diametrul o oprire rece care împiedică radiaţiile parazitare lovind detector.
Rezoluţie: Funcția de transfer modulare (MTF) dintr-o lentilă este caracteristică care ajută la determinarea capacitatea lentilă de a rezolva obiect detalii. Imagine produsă de un sistem optic va fi oarecum degradat datorită lentilă aberații și difracția. MTF descrie modul în care contrastul imaginii variază cu frecvența spaţiale conţinutul imaginii. Cum era de aşteptat, obiectele mai mari au contrast relativ ridicat în comparaţie cu obiecte mici. În mod normal, low frecvențele spațiale au un MTF aproape de 1 (sau 100%), după cum creşte frecvenţa spaţiale, MTF în cele din urmă scade la zero, în limita final de rezoluţie pentru un anumit sistem optic.
3. Mare viteză infraroşu aparat de fotografiat Features: variabilă expunere timp, rata de cadru, declanşând, radiometry
Camere cu infraroşii mare viteză sunt ideale pentru imagini de mişcare rapidă de obiecte termică, precum şi evenimente termice care apar într-un timp foarte scurt perioada, prea scurt pentru standard 30 Hz camere cu infraroşii să captureze datele precise. Aplicaţii populare includ imagistica de implementare airbag, turbina lame analiză, analiza dinamic al frânării, analiza termică de proiectile și studiul de încălzire efectele explozibililor. În fiecare din aceste situaţii, camere cu infraroşii mare viteză sunt instrumente eficiente în efectuarea analizei necesare de evenimente care sunt altfel nedetectabile. Din cauza de sensibilitate ridicată a lui aparat de fotografiat infraroşu răcită MCT detector este că există posibilitatea de a captura evenimentele termică mare viteză.
Detector infraroşu MCT este pusă în aplicare într-un mod "instantaneu" în cazul în care toţi pixelii simultan integra radiație termică din obiecte sub observație. Un cadru de pixeli pot fi expuse într-un interval foarte scurt cât mai scurt < 1 microsecundă pentru atâta timp cât 10 milisecunde. Spre deosebire de mare viteză vizibile aparat de fotografiat, camere cu infraroşii high cuvîntare nu necesită utilizarea de strobes pentru a vizualiza evenimente, astfel încât nu este nevoie să sincronizaţi iluminarea cu integrarea pixel. Emisie termică de obiecte sub observație este în mod normal suficientă pentru a captura imagini pe deplin-featured obiect în mișcare.
Din cauza de beneficiile de înaltă performanţă MCT detector, precum şi gradul de sofisticare a procesare de imagini digitale, este posibil pentru camere cu infraroşii de astăzi pentru a efectua multe dintre funcţiile necesare pentru a permite observarea detaliate şi testare a evenimentelor de mare viteză. Ca atare, este util să revizuiască utilizarea aparatului de fotografiat inclusiv efectele expunerii variabilă ori, plin şi sub-fereastrã frame rate, gama dinamică expansiune şi eveniment declanşare.
3.1 Timpul de expunere scurt
Selectarea cel mai bun timp de integrare este de obicei un compromis între eliminarea orice neclaritate de mişcare şi capturarea suficientă energie pentru a produce imagine termică dorit. De obicei, majoritatea obiectelor radia energie suficientă în intervale scurte de timp pentru a produce încă o foarte înaltă calitate imagine termică. Timpul de expunere poate fi mărită pentru a integra mai mult din energia radiată până se atinge un nivel de saturaţie, de obicei câteva milisecunde. Pe de altă parte, pentru a muta obiecte sau evenimente dinamice, timpul de expunere trebuie păstrate cât mai scurtă posibil pentru a elimina blur de mişcare.
Anvelope care rulează pe un dinamometru poate fi fotografiat de o mare viteză infraroşu aparat de fotografiat pentru a determina efecte datorate simulate de frânare şi viraje de încălzire termică.
O cerere este studiul caracteristicilor termice ale anvelope în mişcare. În această aplicaţie, prin observarea anvelope care rulează la viteze mai mari de 150 mph cu o camera de mare viteză infraroşu, cercetătorii poate captura datelor detaliate de temperatură în timpul testării dinamice de anvelope pentru a simula sarcinile asociate cu cotitură şi frânarea vehiculului. Temperatura distribuţii pe anvelope poate indica zonele cu probleme potenţiale şi preocupările care necesită reproiectare. This cerere, timpul de expunere pentru infraroşu aparat de fotografiat trebuie să fie suficient de scurt pentru a elimina Neclaritate de mişcare, care ar reduce rezoluția spațială care rezultă din secvenţa de imagini. Pentru o rezoluţie de anvelope dorit de 5 mm, timpul dorit expunerea maximă poate fi calculată din geometria anvelope, dimensiunea şi amplasarea cu aparatul de fotografiat şi cu câmpul de vedere al cristalinului infraroşu. Timpul de expunere necesare este hotărâtă să fie mai scurt decât microsecunde 28. Folosind lui Planck's un calculator, una poate calcula semnalul care ar fi obținută prin infraroşu aparat de fotografiat, reglează withspecific F-number optica. Rezultatul indică faptul că, pentru o temperatură de obiect estimată la 80 ° C, un LWIR infraroşu aparat de fotografiat va emite un semnal cu 34% din bine-umplere, în timp ce un aparat de fotografiat MWIR va emite un semnal având doar 6% bine umple. Aparat de fotografiat LWIR ar fi ideal pentru acest cauciucuri testarea cerere. Aparat de fotografiat MWIR nu s-ar efectua, precum şi, deoarece de ieşire semnal în banda MW este mult mai mici care necesită un timp mai lung de expunere sau alte modificări în geometrie și Rezoluția de set-up.
Răspuns de infraroşu aparat de fotografiat la imaging un obiect termică poate fi prezise bazate pe corp negru caracteristicile obiectului sub observație, Legea lui Planck pentru blackbodies, precum şi detector de responsivity, timpul de expunere, atmosferice şi lentilă transmissivity.
3.2 Ratele de cadru variabilă pentru imagine full frame şi sub-windowing
În timp ce camere cu infraroşii standard de viteza livra în mod normal imagini la 30 cadre/secundă (cu un timp de integrare de 10 ms sau mai mult), camere cu infraroşii mare viteză sunt capabili pentru a furniza mai multe mai multe cadre pe secundă. Rata maximă cadru imaging matrice întreaga cameră este limitată de timp de expunere folosit şi aparatul de fotografiat pixel frecvența ceasului. De obicei, un aparat de fotografiat 320 x 256 va livra până la 275 cadre/secundă (pentru expunerea ori mai mică decât 500 microsecunde); un aparat de fotografiat 640 x 512 va livra până la 120 cadre/secundă (pentru expunerea ori mai scurtă decât 3ms).
Capacitatea de rata de cadru mare este foarte de dorit, în multe aplicaţii, atunci când se produce evenimentul într-un interval scurt de timp. Un exemplu este implementarea airbag testarea în cazul în care eficiența și securitatea sunt evaluate pentru a face modificări de proiectare care poate îmbunătăţi performanţa. Un mare viteză infraroşu aparat de fotografiat dezvăluie repartiţia termică în perioada 20-30 ms de implementare airbag. Ca rezultat al testării, airbag producătorii au făcut modificări la desenele lor, inclusiv timpul de inflaţie, ori modele, tear modele şi volumul inflaţiei. A fost utilizat un aparat de fotografiat IR standard, a avea numai emis cadrele 1 sau 2 în timpul desfășurării iniţială, şi imaginile ar fi neclare pentru că punga ar fi în mişcare în timpul expunerii lung.
Testarea eficacității airbag a dus la nevoia de a face modificări de proiectare pentru a îmbunătăţi performanţa. Un mare viteză infraroşu aparat de fotografiat dezvăluie repartiţia termică în perioada 20-30ms de implementare airbag. Ca rezultat al testării, airbag producătorii au făcut modificări la desenele lor, inclusiv timpul de inflaţie, ori modele, tear modele şi volumul inflaţiei.
Chiar mai mari rate de cadru poate fi atins prin afişarea numai porţiuni ale aparatului foto detector de matrice. Acest lucru este ideală atunci când există mai mici zone de interes în domeniul de vedere. Prin observarea doar "sub-windows" având pixeli mai puţine decât full frame, ratele de cadru poate fi mărită. Unele camere cu infraroşii au dimensiuni minime sub-fereastrã. De obicei, un aparat de fotografiat 320 x 256 are o dimensiune minimă sub-fereastrã de 64 x 2 şi va afişa aceste sub-frames la aproape 35 Khz, un aparat de fotografiat 640 x 512 are o dimensiune minimă sub-fereastrã de 128 x 1 şi va afişa aceste sub-cadru la mai repede decât 3 Khz.
Din cauza complexității sincronizarea aparat de fotografiat digital, un calculator de rata de cadru este un instrument convenabil pentru determinare a ratei cadru maximă care poate fi obţinut pentru diverse dimensiuni de cadru.
3.3 Extensie de dynamic range
Unul dintre complicaţiile de a avea un detector infraroşu de foarte înaltă sensibilitate este că gama dinamică scena globală va fi limitată. De exemplu, dacă un număr de prime corespunde 5 mK digital count, o gamă de semnal 14-bit va livra mai mică de 80 de grade c în interval dinamic. Acest interval de continuare este redusă din cauza unor pixel non-uniformitate. În consecință, intervalul de temperaturi de obiecte care pot fi vizualizate într-un cadru poate fi prea îngustă de aplicare.
Pentru a mări gama dinamică aparent, o soluţie unică poate fi implementat care permite utilizatorului să artificial extindeţi gama dinamică fără a sacrifica performanţa sensibilitate ridicată aparat de fotografiat. (Acest mod este uneori numit Dynamic Range ExtendIR, DR-X, superframing, multi-IT). Atunci când este angajată modul de expansiune de gamă dinamică, aparat de fotografiat secvenţial captează mai multe cadre, fiecare cadru cu un timp de expunere diferite. Secvenţa scurt include cadrele care sunt extrem de sensibile (din cauza timp de expunere ori) şi, de asemenea, mai puţin sensibile rame pentru imaging obiectele la temperaturi mai mari (din cauza ori mai scurt de expunere). Pentru metoda de a fi eficiente, timpul total pentru secvenţa de cadru trebuie să fie suficient de scurt pentru a evita Neclaritate de mişcare. Apoi dacă acesta este cazul, aparat de fotografiat software-ul combină cadrele într-un cadru de imagine cu întreaga gamă dinamică pentru secvenţă.
Ca un exemplu, ia în considerare următoarea secvenţă de imagini care arată procesul de amestecare fluid rece într-un balon de fierbere lichid. În cazul în care un timp de expunere a fost selectată bazate pe intervalul de temperatură completă, rezoluţia termice de cooler obiectele va fi săraci. Invers, dacă timpul de expunere este selectat pentru a îmbunătăţi rezoluţia termica rece fluid, obiectele mai fierbinte poate provoca saturaţie. Ca rezultat, cu interval dinamic extindere, mai multe ori de integrare pot fi selectate care span întreaga scenă gama dinamică.
Timpul de expunere microsecunde 110 / rame 1,4,7 / obiect temperatura variază 65-150 de grade c
Timpul de expunere microsecunde 600 / rame 2,5,8 / obiect temperatura variază de 35-70 grade c
Expunere timp 1375 microsecunde / rame 3,6,9 / obiect temperatura variază de 5-40 grade c
În acest exemplu, expunerea de trei ori au fost selectate (1375 microsecunde, microsecunde 600 şi microsecunde 110) pentru a acoperi o temperatură scena largă. Aparat de fotografiat parcurge apoi fiecare timp de expunere la rata full frame. În cazul în care aparatul de fotografiat este exploatată la 240 cadre/secundă primul cadru va fi în primul timp de expunere, cadrul al doilea va fi la a doua oară de expunere, al treilea la a treia oară de expunere. Cadrul patra va începe secvenţa din nou la prima oară de expunere. Sistemul eficient va genera trei secvenţe, trei cadre în afară, fiecare cu o rată de 80 cadre/secundă cu expuneri de trei ori. Prin procesare de imagini, cadrele secvenţială poate fi recombined într-o secvență completă a semnalului aparentă, creșterii gama dinamică pentru a determina pixel cu pixel. Imaginea rezultată este arătat mai jos (cu o scară de temperatură obiect de 5-150 de grade C):
Timpul de expunere corespund sensibilităţile aparat de fotografiat diferite. În funcționare, aparatul de fotografiat este programat pentru a selecta intervalul de timp corespunzătoare de expunere de cadru. Datele rezultate fie va fi mai multe secvenţe creat de mai multe ori de integrare, sau o secvenţă combinate care are cele mai adecvate date bazată pe scena. În plus, utilizatorul poate alege pentru a varia numărul de cadre pe timpul de integrare, precum şi au opţiunea de a utiliza un mecanism de filtru interne de atenuare sau datelor spectrale.
Anumite aplicații necesită foarte largă termică zone dinamice, care nu este posibil cu un timp de integrare singur. Viteză mare de infraroşu aparat de fotografiat gamă dinamică expansiune modul va permite utilizatorului de a ciclului prin expunerea ori la rata cea mai rapidă posibil pentru aparatul de fotografiat.
3.4 Eveniment declanşare
Pentru a capta evenimente de mare viteză, camere cu infraroşii trebuie să fie sincronizate în corect. În exemplul de cauciucuri-testare punctul 3.1 de mai sus, este posibil să aibă un encoder optice pe de anvelope rotative, care permite amplasarea poziția exactă. Semnalul TTL generate de encoder optice pot fi hrănite în infraroşu aparat de fotografiat pentru a declanşa începutul secvenţa de înregistrare pentru aparatul de fotografiat. Rezultatul este că de fiecare dată când encoder trimite pulsul, aparat de fotografiat expune detector infraroşu pentru un anumit timp de expunere crearea unei imagini. Acest lucru permite o secvenţă de imagini de oprire în timp real pentru a fi create prin intermediul software-ul.
În plus faţă de capacitatea de a accepta un trigger TTL externe, camere cu infraroşii au alte capabilităţi care îmbunătăţesc capacitatea lor de a captura evenimentele de mare viteză. De exemplu, anumite caracteristici de declanşare permite infraroşu aparat de fotografiat pentru a sincroniza de declanşare cu capture imaginea dorită. Deoarece cadre de imagini digitale sunt capturate în timp real, o pre-trigger permite software-ului pentru a identifica începutul dintr-o secvenţă dorit, care de fapt are loc înainte de a declanşa semnalul! Întârzierile post-trigger sunt de asemenea disponibile pentru alinierea capturarea cadru cu un eveniment care urmează declanşare după o întârziere programabile.
În plus, cele mai mari camere termică speed astăzi au capacitatea de a furniza un trigger de ieşire pentru a permite dispozitive externe pentru a fi sincronizat cu aparatul de fotografiat termică. Prin urmare, camera poate slave sau fie slaved. Având atât un trigger intrare şi ieşire este util într-o aplicaţie care implică utilizarea mai multe camere pentru a vizualiza aceeaşi ţintă din unghiuri diferite. În acest caz, datele pot fi asamblate - via produse de plastic - într-un 3-dimensionale de oferire de profil termică.
3.5 Calibrare: non-uniformitatea corectarea şi radiometry
Una dintre provocări în obţinerea cele mai bune date dintr-un sistem de înaltă performanţă de infraroşu aparat de fotografiat a fost în menţinerea o calibrare corespunzătoare. Calibrare frecvent se referă la două operaţii diferite. Unul, non-uniformitatea corecţie, este necesar pentru a calibra senzor pentru o calitate optimă a imaginii. Alte calibrării are de a face cu determinarea temperaturii de obiecte bazat pe lor luminozitatea imaginii.
Corecție non-uniformitatea este necesară pentru a se asigura că matricea detector infraroşu oferă cea mai bună calitate posibilă imagine. Fiecare pixel din matricea detector inevitabil are un uşor diferite câştiga şi compensa valoarea. În plus, unele pixeli poate avea alte proprietăți anormale care deviază de la norma. Câştigul şi compensa pentru toţi pixelii din matricea trebuie să fie reglat astfel încât fiecare pixel efectuează identic cu celelalte. Variații pot să apară pentru o varietate de motive, inclusiv detector non-uniformitatea şi afectează optice cum ar fi lentilă iluminarea non-uniformitatea care atenuează strălucirea aparent aproape de marginea imaginii. Pixel anormale semnalele trebuie înlocuite cu cel mai apropiat vecin medii după cum este necesar pentru aplicarea.
Pentru a corecta pentru câştig şi offset, trebuie creată o calibrare numit Non uniformitatea corecţie (NUC). Procesul de obicei prevede că utilizatorul expune detectorului la o sursă de corp negru "rece" şi "fierbinte". Un algoritm apoi corectează detector de semnal non-uniformitatea. Un proces similar numit Bad Pixel înlocuire (BPR) este necesar pentru orice pixeli care sunt considerate "rău", ceea ce înseamnă acestea abate de la anumite praguri stabilite pentru evaluarea uniformitatea sau datorită comportamentului zgomotos.
Corecție non-uniformitatea este complicat, deoarece există variații ale pixelilor performanțelor pentru fiecare dată de integrare. Prin urmare, acest proces ar trebui să fie efectuate pentru fiecare moment de integrare pe care utilizatorul selectează. Ca de înaltă performanţă aparat de fotografiat poate funcționa la 1us la > 10ms, acest lucru înseamnă că, în teorie, 10.000 calibrări trebuie să fie făcute. Cu toate acestea, din cauza răspunsului detectorului liniară, progresele recente au fost posibil să se facă acest proces transparent pentru utilizator. Un proces numit TrueThermal permite utilizatorului să selectaţi orice moment integrarea și aparatul de fotografiat va automat de referință o privire sus tabel cu proprietăţi atât NUC şi BPR, care au fost stabilite sau la fabrica de la site-ul utilizatorului. În această situaţie, odată ce un utilizator selectează timp integrarea corespunzătoare, sistemul de aparat de fotografiat se aplică un tabel predefinite de NUC şi BPR pentru a permite exploatarea instantanee şi fără sudură.
Odată ce senzorul este calibrat pentru calitatea imaginii uniformă, aparat de fotografiat poate fi calibrat pentru radiometry sau măsurarea temperaturii. În cazul în care un aparat foto în infraroşu este corect calibrat, temperatura obiect poate fi determinată bazate pe semnalul radiance în imagini termice, temperatura ambientală de fundal, posibilele efecte atmosferice şi proprietăţile emissive obiecte. Deseori este util mai ales pentru a fi capabil la spre folos infraroşu aparat de fotografiat pentru a măsura temperatura de obiecte (cum ar fi proiectile) călătoresc la viteze mari. Aceasta constată aplicabilitatea în mai multe situații importante, inclusiv: urmărire rachete, nave spaţiale şi alte obiecte, în determinarea traiectoria de gloanţele şi proiectile și identifica automat originea lor bazat pe traiectoria informaţii, precum şi în crearea de semnături termică pentru obiectivele militare.
Unii utilizatori necesită că datele termică calibrat pentru radiometry. Din nou, aceste date radiometrică va fi dependent de un timp specific de integrare și trebuie să includă rectificările NUC şi BPR. În trecut, de fiecare dată de integrare, o calibrare radiometrică unic ar fi necesare. Astăzi, funcția de calibrare TrueThermal facilitează procesul, nu numai corectarea NUC şi BPR, dar, de asemenea, aplicarea de tabel de calibrare radiometrică corespunzătoare datelor. Acum, acest lucru permite utilizatorului, în timp real, schimba ori de integrare şi aţi corectat pe deplin date de NUC, BPR și etalonare radiometrică.
4. Infraroşu aparat de fotografiat aplicaţii
Control IR în proiectare, testare şi fabricaţie:
Imagine termică a devenit o tehnologie extrem de valoroase în multe industrii ca un instrument de a inspecta şi desene sau modele diferite şi procesele de testare. Semnăturile termică poate fi un rezultat al electrice, electro-mecanice, chimice sau cu alte cauze. Imagini termice dezvăluie căldură dissipation, calorice termice, non-uniformities, precum şi alţi factori de diagnosticare importante.
Hyperspectral şi gaz Imaging, Remote Sensing:
Camere cu infraroşii bandă largă sunt foarte utile pentru imaging hyperspectral (care implică acumularea unui set spectrală de ori), imagistica de gaz (care are loc la o porțiune uneori foarte înguste de spectrul infraroșu) şi teledetecţie, (imaging backscatter, diferențele de reflecţie şi de emisie din diferite materiale). Software-ul de prelucrare a imaginii puternic este disponibil pentru a facilita analiza imaginilor rezultate infraroşu.
Măsurarea semnătura ţintă şi de urmărire:
Caracteristicile spectrale ale vehiculelor, arme și contramăsuri au fost găsite să fie important pentru multe aplicații. Gama spectrală largă, de înaltă rezoluţie şi sensibilitate ridicată sunt cheie features de camere cu infraroşii pentru aceste aplicaţii. Va oferim multi-spectral imagistica sisteme cu o gamă largă de optica. În plus, oferim sistemele de achiziţie de date puternic featuring Captare imagine în timp real şi analiza radiometrică.
Cercetare și dezvoltare:
Imagine termică este utilizat extensiv în inginerie şi ştiinţifice de cercetare centre din lume. Imagine termică oferă o perspectivă informaţii critice despre caracteristicile termice și spectrale obiectului. În anumite circumstanţe, informaţii pot fi obţinute pe evenimente de mare viteză (disponibil cu înaltă a cadrelor camere), precum şi de circumstanțe care ar justifica mare gama dinamică (disponibil cu variabila de integrare camere). Cheie de utilizare a acestor imagers este adesea specifice aplicaţiei software care permite analiza detaliată a atât imagini bidimensionale, precum şi matrice de secvenţe de imagini.
Imagistica medicală, detectarea temperatura corpului:
Multe condițiilor fiziologice producă variații ale temperaturii corpului şi distribuţia de temperatură peste corpul uman. Ca un exemplu, instalarea de aparat de fotografiat termografice la aeroporturile a devenit porcine gripă şi SARS screening instrument-cheie de mai multe domenii din întreaga lume. Termografie, de asemenea, a fost folosit ca un instrument de screening pentru aplicaţii cum ar fi breast cancer şi dureri de management.
Testul nedistructiv (NDT):
Imagine termică este o tehnica non-invaziva care atunci când este aplicat cu stimul specifice furnizează o vizualizare în subteran defecte ale probelor dificil. Control de repere de aeronavă compozit câştigă acceptare largă în fabricarea de structură şi servicii. Materiale avansate sunt găsirea lor modul în automobile şi produse de consum şi NDT termografice este o zonă rapid şi largă screening tehnica, care este foarte rentabilă.
Rezumat
Din cauza impresionant de performanţă de MCT detector de tehnologie, au devenit disponibile camere cu infraroşii de înaltă performanţă care permite o varietate largă de termică imagistica aplicaţii solicitante. O selecţie de camere cu infraroşii sunt disponibile având mid-format la detectoare de format mare şi cu sensibilitate spectrală variind în scurt, benzile spectrale mijlocul şi lung-val. Camerele de luat vederi datorez lor versatilitate pentru anumite caracteristici care includ: cadru înaltă rată imagistica, timpul de expunere reglabile, evenimentului care declanșează obligația care să permită capturarea temporală evenimente termice, expansiunea interval dinamic, non-uniformitatea corecţie și calibrare radiometrică. Aceste capabilităţi de performanţă şi aparat de fotografiat features permite o gamă largă de aplicaţii imagistica termice care au fost anterior nu este posibil, inclusiv: control IR în design, testare şi fabricaţie, hyperspectral imaging, detectare a gazelor, teledetecție, ţintă semnătura măsurare şi urmărire, R & D, imagistica medicală şi NDT.
0 comments: