Как работят камерите за термични изображения?

Технологичната технология е инструмент, който може да "види температура". Помага ни да наблюдаваме заобикалящата среда в тъмнината, дима или когато няма достатъчно видима светлина чрез откриване на инфрачервено лъчение, излъчвано от обекти. Днес термичните изображения се използват широко при военно разузнаване, медицински скрининг, промишлени тестове, спасяване на пожар, анализ на потреблението на енергия на сградата и много други области. С развитието на науката и технологиите тази технология, която някога е принадлежала на професионалната военна област, постепенно навлиза в повече индустрии и ежедневие.

1. Научният принцип на термичните изображения
Инфрачервена радиация
Всеки обект с температура над абсолютна нула (-273. 15 градуса) ще излъчва инфрачервено лъчение. Колкото по -висока е температурата, толкова по -силна е инфрачервената енергия, и дължината на вълната също ще се промени. Това физическо свойство осигурява основата на технологията за термично изображение.

Човешко зрение срещу термични изображения
Човешкото око може да възприема само видима светлина, докатоКамери за термични изображенияможе да открие невидими инфрачервени ленти (обикновено 8–14 микрона) и да ги преобразува във видими изображения. Това означава, че устройствата за термични изображения могат да „виждат“ цели в напълно тъмна среда.

2. Основни компоненти на термичната камера за изображения
Производителността на термична камера за изображения е тясно свързана с неговите вътрешни ключови компоненти. По -долу са основните основни части на термичната камера за изображения и техните функции:

1. Инфрачервен детектор
Инфрачервеният детектор е "окото" на термичния образ, а качеството му директно определя чувствителността и яснотата на изображението.

Микроболометър: Това е неохладен инфрачервен сензор, широко използван в индустрията, откриването на енергия, сигурността и други полета. Той генерира изображения, като абсорбира инфрачервеното излъчване, за да причини температурни промени и измерване на промените в съпротивлението, причинени от тази промяна. Този тип сензор има умерена скорост на реакция, ниска цена и дълъг живот.

Фотонен детектор: Използва се в охладени термични камери за изображения, той трябва да се комбинира с нискотемпературна охлаждаща система (като охладител на Stirling или термоелектрически охладител), за да се намали топлинният шум. Този детектор е по -чувствителен към слабите инфрачервени сигнали и има по -бърза скорост на реакция. Той е подходящ за задачи, които изискват висока разделителна способност и разделителна способност с висока температура, като научни изследвания, военна, прецизна медицина и др.

2. Специален материал за материали
Материалът на лещата за термично изображение трябва да има добра инфрачервена пропускливост. Общите материали включват:

Germanium: Има добра инфрачервена пропускливост и механична якост и е един от най -често срещаните материали в лещите за термични изображения, но е скъпо.

Chalcogenide Glass: има по-ниска цена, подходяща е за устройства от среден и нисък клас и има малко по-ниска предаване от германий.

Силиконов и калциев флуорид (Caf₂): Използва се за инфрачервени изображения в специфични ленти.

Тези материали могат ефективно да фокусират инфрачервеното радиация, за да гарантират точността на изображения и ефективността на събирането на енергия.

3. Система за обработка на сигнали
Процесорът на инфрачервения сигнал е мозъкът на термичния образ. Той усилва, намалява шума и цифровизира електрическия сигнал, получен от детектора, и го превръща в интуитивно термично изображение чрез сложни алгоритми.

Съвременните процесори обикновено имат:

Корекция на неравномерност (NUC): компенсира дефектите на изображението, причинени от непоследователен пикселен отговор на детектора.

Динамична оптимизация на обхвата: Автоматично регулира контраста, за да подчертае детайлите на разликата в температурата.

Алгоритми за подобряване на изображението: като заточване на ръба и намаляване на шума, за да се подобри четимостта на изображението.

4. Система за показване
Термичните изображения се извеждат чрез вградени или външни дисплейни екрани, а разпределението на температурата обикновено е представено в псевдо-цвят:

Ниска температура: показано в хладни цветове като синьо, зелено и лилаво;

Висока температура: показано в топли цветове като червено, оранжево и бяло;

Той също може да превключва между черно -бял режим, дисплей на изотерма и други функции, подходящи за различни сценарии.

Термичните изображения от висок клас също поддържат съхранение на изображения, видеозапис, Wi-Fi предаване и други функции, които улесняват задържането на данни и дистанционното наблюдение.

3. Работният процес на термични камери за изображения
Въпреки че работният процес на термичните камери за изображения изглежда прост на външен вид, той включва сложни фотоелектрични процеси на преобразуване и обработка на изображения.

1: Инфрачервена радиационна колекция
Всеки обект непрекъснато освобождава инфрачервено лъчение. Лещата за термично изображение се събира и насочва това радиация към детектора, подобно на начина, по който обикновеният обектив на камерата фокусира видима светлина.

2: Преобразуване на инфрачервено радиация в електрически сигнали
Детекторният масив пробива инфрачервеното излъчване на всеки пиксел и превръща топлинната енергия в електрически сигнали, свързани с интензивността на температурата. Този процес е връзката за преобразуване на енергия в основата на термичния образ.

3: Дигитализация на сигнала и обработка на изображения
Електрическият сигнал се предава на преработвателния блок и се преобразува в цифрови данни чрез аналогово-цифров преобразувател и след това се обработват различни алгоритми, като: например:

Повишаване на разликата в температурата: Подобрете контраста между зоните с висока и ниска температура в изображението;

Изравняване на изображението: Плавни температурни се променя и отстранете шума;

Алгоритъм за измерване на температурата: точно изчислете температурата на всеки пиксел във връзка с таблицата за калибриране.

4: Генериране и показване на термични изображения
Крайната система картографира информацията за температурата в различни цветове или нива на сиви скали, за да генерира цветна термична карта. Изображението се показва на екрана в реално време, което улеснява оператора интуитивно да анализира състоянието на термичното разпределение.

Някои устройства също са оборудвани с етикети на температура, максимален\/минимален дисплей на стойността, автоматична аларма и други функции за подобряване на ефективността на диагностиката на място.

4. Сценарии на приложение на технологията за термични изображения

1. Военни и правоприлагащи органи
Нонас за нощно виждане, заключване на целта, мониторинг на бойното поле и т.н.

2. Медицинско поле
Като скрининг на температурата по време на пандемията на Covid -19, може да се използва и за диагностична помощ като възпаление и кръвообращения.

3. Промишленост и електричество
Открийте потенциални неизправности като прегряване на електрическо оборудване, механично износване или блокиране на тръбите.

4. Спасяване на пожар
Може да проникне в дим, за да открие източници на пожар и бързо да намери хора, хванати в капан.

5. Строителна проверка
Използва се за откриване на опасности от потреблението на енергия, като например изграждане на изолационни проблеми, термични мостове и изтичане на въздух във врати и прозорци.

5. Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd. - Представител в областта на термичните изображения
С бързото развитие на технологията за термични изображения, Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd. се превърна в високотехнологично предприятие в тази област със своите усъвършенствани инфрачервени технологии и възможности за професионална персонализиране. Основана през 2013 г., компанията се намира в Hangzhou, известен научен и технологичен град в Китай и се фокусира върху предоставянето на надеждни решения за термични изображения на глобалните клиенти.

Предимства на Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd.:
Професионален екип: Повече от 29, 000 експерти по целия свят, с богат опит за управление на проекти, за да осигурят ефективен напредък на целия процес на проекта;

Глобална мрежа за обслужване: 27 града по света, с 50 центъра за доставка, поддържащи повече от 200 езика, предоставящи на клиентите 7x24 часа онлайн поддръжка;

Персонализирани решения: От ръчни устройства до индустриални системи за мониторинг, Huirui технологията може да приспособи системите за термични изображения според нуждите на клиентите, покриване на сигурността, мощността, медицинското, интелигентното производство и други области.

Компанията дълбоко интегрира AI технологията с инфрачервени термични изображения, за да насърчи интелигентното разпознаване на термични изображения, автоматичен анализ на аларми и данни, като помага на клиентите да подобрят ефективността и безопасността.

6. Предимства и ограничения на термичните изображения
Предимства:
Може да работи в пълен мрак;
Може да открие източници на топлина на разстояние без контакт;
Може да открие проблеми, които са невидими за просто око, като прегряти проводници или потенциални течове.

Ограничения:
Не може да проникне в стъкло, защото стъклото отразява инфрачервено;
Разделителната способност на изображението е малко по -ниска от тази на оптичните камери;
Високопроизводителното оборудване е по-скъпо, особено хладилното оборудване.

7. Бъдещи тенденции на технологията за термични изображения
Миниатуризация: термичните чипове за изображения ще бъдат все по -интегрирани в смартфони, носими устройства и дронове;
Анализ на AI: Автоматично идентифициране на ненормални температурни точки и генериране на отчети чрез технология за изкуствен интелект;
Висока чувствителност + ниска цена: С напредъка на сензорните материали и производствената технология, термичните изображения ще станат по -чувствителни, по -достъпни и по -популярни.

8. Заключение

Термичните изображения откриват инфрачервено лъчение, излъчвано от обекти и визуализират информацията за температурата, като ни помагат да открием скрити опасности и проблеми. Независимо дали става въпрос за индустриална проверка, медицински скрининг или предотвратяване на безопасността и контрол, технологията за термични изображения играе незаменима роля във всички сфери на живота с уникалните си предимства.

Като компании катоHangzhou Huirui Technology Co., Ltd.Продължете да насърчавате разработването и популяризирането на технологията за термични изображения, термичните изображения ще демонстрират своята стойност в повече сценарии в бъдеще, което прави „виждането на температура“ интелигентен ежедневен начин.