Termografi

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 15. oktober 2020; checks kræver 3 redigeringer .

Infrarød termografi , et termisk billede eller termisk video , er en videnskabelig metode til at få et termogram - et billede i infrarøde stråler, der viser et billede af fordelingen af ​​temperaturfelter. Termografiske kameraer registrerer stråling i det infrarøde område af det elektromagnetiske spektrum (ca. 0,9-14 mikron) og skaber på baggrund af denne stråling billeder, der giver dig mulighed for at bestemme overophedede eller superkølede steder. Da infrarød stråling udsendes af alle objekter, der har en temperatur, ifølge Plancks formel for sort kropsstråling , giver termografi dig mulighed for at "se" omgivelserne med eller uden synligt lys. Intensiteten af ​​den termiske stråling af en krop stiger med en stigning i dens temperatur, så termografi giver dig mulighed for at se temperaturfordelingen over kroppens overflade. Når vi ser gennem et termisk kamera, ses varmere genstande bedre på baggrund af miljøet; mennesker og varmblodede dyr er mere synlige i miljøet, både om dagen og om natten. Takket være dette kan termografi finde anvendelse i militæret og sikkerhedstjenesterne.

Oprettelse af termogrammer fra termiske billeder har fundet mange anvendelser. For eksempel bruger brandmænd dem til at opdage mennesker i røgtilstande og etablere brande. Ved hjælp af termisk billeddannelse registrerer strømforsyningsudstyr overophedning ved kryds og dele i en nødsituation, der kræver eliminering af en potentiel fare. Når termisk isolering svigter , kan bygherrer se varmelækage og forhindre funktionsfejl i køle- eller varmeklimaanlæg . Termiske kameraer, der tager billeder, er også installeret i nogle luksusbiler for at hjælpe føreren, såsom nogle Cadillac -modeller siden 2000. Visse fysiologiske aktiviteter i kroppen , der kræver nærmere opmærksomhed hos mennesker og varmblodede dyr, kan også observeres ved hjælp af termisk billeddannelse. [en]

Udseendet og driften af ​​moderne termiske billedbehandlingssystemer ligner ofte et tv-systems. Evnen til at se i infrarød er så nyttig en funktion, at optagelse af sådanne billeder ofte er en sekundær funktion. Derfor er der ikke altid en optageenhed.

Moderne termiske billedmodtagere kan opdeles i to typer:

Den første type - ukølede mikrobolometre - fungerer ved stuetemperatur, er små i størrelse og relativt billige, da der ikke er noget kølesystem, de har grundlæggende begrænsninger i hastighed og følsomhed på grund af dobbelt konvertering (IR-lys opvarmer området, den elektriske modstand af området afhænger af temperaturen). Ulemper forhindrer dem dog ikke i at optage 95% af termisk billedbehandlingsmarkedet på grund af betydelige fordele og, vigtigst af alt, prisen.

Den anden type er afkølede halvlederkrystaller (InSb, InAs, HgCdTe osv.) i form af todimensionelle arrays af FIZ-kondensatorer eller pn-junctions (dioder) forbundet pixel for pixel gennem indium (In) mikrosøjler ved hjælp af flip-chip-metoden med et udlæsningsmikrokredsløb (multiplekser) fra silicium. Silicium i sig selv er gennemsigtigt i næsten hele IR-området, så det vil ikke fungere at lave et termisk billedapparat ud af det, som det aktivt bruges til at bygge IR-optik til. Halvledermodtagere på grund af enkelttrinskonvertering (IR-lys genererer en ladning direkte) har bedre følsomhed og hastighedskarakteristika i sammenligning med bolometre (bedst vs. bedst). Uden køling fungerer halvledermodtagere ikke godt – på grund af deres egen varme ser de ikke IR-lyset, der kommer udefra gennem linsen. Til køling er det sædvanligt at bruge flydende nitrogen (billig, sikker, næsten ubegrænset mekanisk ressource) eller kølemaskiner (ganske dyre, begrænset mekanisk ressource, højt energiforbrug, akustisk og elektromagnetisk støj). Moderne kølemaskiner er blottet for mange af disse mangler og koster gode penge.

Forskellen mellem infrarød og termografi

Infrarød strålingsbilleddannelse svarer til temperaturer mellem 250 °C og 500 °C, mens termografi varierer fra cirka -50 °C til over 2000 °C. Så for at infrarød fotografering skal vise noget, skal objektets temperatur være over 250 ° C, eller objektet skal reflektere infrarød stråling, der kommer fra noget varmt. Det skal bemærkes, at de mest almindelige nattesynsapparater kun forstærker det svage lys, der reflekteres fra objekter, som for eksempel skabes af stjernelys eller månen, og gennem dem er det umuligt at se varme eller arbejde i fuldstændig mørke (uden aktiv "IR lommelygte" belysning).

Passiv og aktiv termografi

Alle objekter med temperaturer over det absolutte nulpunkt udsender infrarød stråling . Derfor er en glimrende måde at måle termiske ændringer på at bruge en infrarød vision enhed, normalt kan en termisk billedmodtager detektere stråling i de mellemstore (3 til 5 μm) og lange (8 til 15 μm) infrarøde bølgelængder, kaldet MWIR og LWIR og svarende til spektrale "vinduer" med høj atmosfærisk transmittans nær jordens overflade.

I passiv termografi er af særlig interesse stigningen eller faldet i det naturlige temperaturniveau sammenlignet med den omgivende temperatur. Passiv termografi har mange anvendelsesmuligheder, såsom at observere mennesker på scenen eller i medicin. I aktiv termografi er det anderledes - der skal energikilden skabe en temperaturkontrast mellem objektet af interesse og baggrunden. En proaktiv tilgang er nødvendig i mange tilfælde, hvor de dele, der undersøges, er i termisk ligevægt med deres omgivelser. Moderne termiske kameraer gør det muligt at bruge speciel software til at bestemme temperaturen på hvert punkt af termogrammet.

Fordele ved termografi

Begrænsninger og ulemper ved termografi

Ansøgning

Termiske infrarøde kameraer konverterer infrarød bølgeenergi til synligt lys på en videoskærm . Alle objekter med en temperatur over 0 Kelvin udsender termisk infrarød energi, så infrarøde kameraer kan passivt se alle objekter uanset tilstedeværelsen af ​​omgivende lys. De fleste termiske kameraer ser dog kun objekter, der er varmere end -50 °C, da intensiteten af ​​kroppens stråling er proportional med temperaturen til fjerde potens (meget skarp afhængighed).

Spektret og niveauet af termisk stråling afhænger stærkt af objektets overfladetemperatur. Dette gør det muligt for termokameraet at se temperaturen på genstande. Andre faktorer påvirker dog også strålingen, som er begrænset af teknikkens nøjagtighed. For eksempel afhænger stråling ikke kun af objektets temperatur, men også af objektets absorberende, transmissive og reflekterende egenskaber. Således reflekteres den stråling, der oprindeligt udsendes af omgivelserne, af objektet og/eller passerer gennem det og føjes til objektets egen stråling, som registreres af enheden.

Se også

Links

Historien om producenter af termisk billedbehandling

Noter

  1. ↑ Termiske billeder på en mørk motorvej Arkiveret 27. september 2007 på Wayback Machine  
  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger