في السنوات الأخيرة، احتلت كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء مكانة مهمة بشكل متزايد في صناعات الصلب والبتروكيماويات والطاقة الكهربائية والحماية من الحرائق والسيارات وغيرها من الصناعات. تتطور تكنولوجيا كاميرات التصوير الحراري بسرعة في جميع أنحاء العالم. تتصدر الولايات المتحدة العالم في تكنولوجيا كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء. في الوقت الحاضر، العلامات التجارية الثلاث الأولى لكاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء في العالم RNO وFLIR وFLUKE كلها شركات أمريكية.
1. مبدأ التصوير الحراري
الضوء هو الضوء المرئي المألوف، وهو عبارة عن موجة كهرومغناطيسية يمكن أن تشعر بها العين البشرية. الطول الموجي للضوء المرئي هو: 0.38-0.78 ميكرون. الموجات الكهرومغناطيسية الأقصر من 0.38 ميكرون والموجات الكهرومغناطيسية الأطول من 0.78 ميكرون لا يمكن أن تشعر بها العين البشرية. توجد الموجات الكهرومغناطيسية الأقصر من 0.38 ميكرون خارج الجزء الأرجواني من طيف الضوء المرئي وتسمى الأشعة فوق البنفسجية. توجد الموجات الكهرومغناطيسية الأطول من 0.78 ميكرون خارج الجزء الأحمر من طيف الضوء المرئي وتسمى الأشعة تحت الحمراء. تشير الأشعة تحت الحمراء، والمعروفة أيضًا باسم الأشعة تحت الحمراء، إلى الموجات الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي 0.78 ~ 1000 ميكرون. الجزء ذو الطول الموجي من 0.78 إلى 2.0 ميكرون يسمى الأشعة تحت الحمراء القريبة، والجزء ذو الطول الموجي من 2.0 إلى 1000 ميكرون يسمى الأشعة تحت الحمراء الحرارية. تنتج الكاميرا صورة من خلال التصوير، وكاميرا التلفزيون تنتج صورة تلفزيونية من خلال التصوير، وكلاهما تصوير بالضوء المرئي. في الطبيعة، يمكن لجميع الكائنات أن تشع أشعة تحت الحمراء، لذلك يتم استخدام كاشف لقياس فرق الأشعة تحت الحمراء بين الهدف نفسه والخلفية والحصول على صور مختلفة للأشعة تحت الحمراء. تسمى الصورة المتكونة بواسطة الأشعة تحت الحمراء الحرارية بالخريطة الحرارية. تختلف الصورة الحرارية للهدف عن الصورة الضوئية المرئية للهدف. وهي ليست صورة ضوئية مرئية للهدف يمكن رؤيتها بالعين البشرية، ولكنها صورة لتوزيع درجة حرارة سطح الهدف. بمعنى آخر، يمنع التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء العين البشرية من رؤية درجة حرارة سطح الهدف بشكل مباشر. ويصبح التوزيع صورة حرارية يمكن رؤيتها بالعين البشرية تمثل توزيع درجة حرارة السطح المستهدف.
كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء لها مبدأين مختلفين: كشف الفوتون والكشف الحراري. يستخدم الأول بشكل أساسي التأثير الكهربائي الناتج عن الفوتونات على المواد شبه الموصلة للتصوير، وله حساسية عالية. ومع ذلك، فإن درجة حرارة الكاشف نفسها سوف تؤثر عليه، لذلك يحتاج إلى تبريده. وهذا الأخير يحول الحرارة الناتجة عن الضوء إلى إشارات كهربائية، وهو أقل حساسية من الأول ولا يحتاج إلى تبريد. بالإضافة إلى ذلك، يتم تصنيف جهاز التصوير الحراري أيضًا وفقًا لنطاق عمله والمواد الحساسة للضوء المستخدمة. تعمل أجهزة التصوير الحراري الشائعة عند 3 إلى 5 ميكرون أو 8 إلى 12 ميكرون. تشمل المواد الحساسة للضوء شائعة الاستخدام كبريتيد الرصاص وسيلينيد الرصاص وتيلوريد الإنديوم وتيلوريد قصدير الرصاص وتيلوريد الكادميوم الزئبق والجرمانيوم المخدر والسيليكون المخدر. اعتمادا على عدد العناصر الحساسة للضوء وطريقة الحركة، هناك المسح الميكانيكي، وأنواع تصوير النظرة، وما إلى ذلك.
2. تطبيق التصوير الحراري
تلعب طرق الكشف عن المعدات المتقدمة مثل أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء دورًا مهمًا. أولا، التشخيص الناجح للأخطاء، وخاصة التشخيص الذي يقوم بالإبلاغ عن الأخطاء بشكل مناسب مقدما، سوف يؤدي إلى فوائد كبيرة. هذه الفائدة كبيرة للغاية في ظروف خاصة؛ ثانيا، يمكن لتكنولوجيا تشخيص الأخطاء أن تلعب دورا مساعدا كبيرا في صيانة المعدات. لا يمكنها توفير الموارد البشرية بشكل كبير فحسب، بل يمكنها أيضًا تغيير طريقة الصيانة - استبدال طريقة الصيانة المخططة تدريجيًا بطريقة صيانة الحالة المتقدمة، بل ويكون لها تأثير إيجابي على طريقة إدارة قطع غيار المخزون.
3. معلمات كاميرا التصوير الحراري
كيفية اختيار كاميرا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء
(1) دقة كاشف كاميرا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء
تبلغ دقة الكاشف السائد الحالي لكاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء 160 × 120 (192000 بكسل)، والنماذج السائدة تحتوي بشكل أساسي على هذا البكسل. هناك أيضًا دقة أقل مثل 60 × 60 (36000 بكسل)، و80 × 60 (48000 بكسل)، و100 × 100 (100000 بكسل). هناك أيضًا 384 × 288 (1.1 مليون بكسل) و640 × 480 (3 ملايين بكسل).
بالنسبة لكاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء المحمولة، فإن الدقة 160x120 هي الدقة الأكثر ذهبية ولها نسبة سعر/أداء جيدة جدًا. على سبيل المثال، دقة أحدث RNO IR-160P الأكثر مبيعًا على مستوى العالم هي 160x120. لا يمكن استخدام كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء ذات الدقة الأقل من ذلك في العديد من المواقف لأن الدقة منخفضة جدًا. لقد ارتفع سعر كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء بأكثر من مليون بكسل بشكل ملحوظ، إلا إذا كانت لديك متطلبات دقة عالية جدًا. تتوفر كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء بأكثر من مليون بكسل.
(2) البعد البؤري لعدسة كاميرا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء
يمكن استبدال عدسات كاميرات التصوير الحراري العامة بالأشعة تحت الحمراء. ومع ذلك، فإن المعدات القياسية التي توفرها الشركة المصنعة هي بشكل عام عدسة واحدة. توفر جميع الشركات المصنعة بشكل أساسي عدسة يبلغ حجمها حوالي 20 مم بشكل قياسي. تأخذ العدسة بهذا البعد البؤري في الاعتبار جانبين: حجم مجال الرؤية ونسبة التكبير. بشكل عام، يمكن للعملاء استخدام العدسات القياسية.
تشمل الخيارات الاختيارية عدسة مقربة مقاس 115 مم أو عدسة واسعة الزاوية مقاس 10-15 مم. ستعمل العدسة المقربة على تحسين التعرف على المسافة الطويلة، ولكنها ستقلل بشكل كبير من مجال الرؤية. على العكس من ذلك، تعمل العدسات ذات التركيز القصير على زيادة مجال الرؤية بشكل كبير، ولكنها ستقلل من معدل التعرف.
يتم تحديد تباعد الصورة، والدقة المكانية، ومجال الرؤية، ومسافة التعريف من خلال دقة الكاشف والبعد البؤري للعدسة. تقوم العديد من العلامات التجارية بالترويج لهذه المؤشرات الأربعة. في الواقع، إذا تم إصلاح دقة الكاشف والبعد البؤري للعدسة لكاميرا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء، فسيتم إصلاح هذه المؤشرات الأربعة، ويتم حساب هذه المؤشرات الأربعة. لذلك لا تحتاج إلى إيلاء الكثير من الاهتمام عند الشراء.
(3) معدل الإطار لكاميرا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء
يعد معدل الإطارات ثاني أهم مؤشر عند شراء كاميرا تصوير حراري تعمل بالأشعة تحت الحمراء. يشير معدل الإطارات إلى عدد الصور التي يمكن لكاميرا التصوير الحراري التقاطها ومعالجتها وعرضها خلال ثانية واحدة. كلما زادت سرعة استجابة المستشعر وارتفاع معدل معالجة الدائرة الداخلية، زاد معدل الإطارات الذي يمكن تحقيقه. تعد كاميرات التصوير الحراري ذات معدلات الإطارات العالية مناسبة لالتقاط حركة درجة حرارة الأجسام عالية السرعة والأشياء ذات التغيرات في درجات الحرارة عالية السرعة.
(4) نطاق قياس درجة الحرارة
هذا هو المؤشر الثالث الأكثر أهمية لكاميرا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء. كل طراز من كاميرات التصوير الحراري له نطاق قياس درجة الحرارة الخاص به. ولذلك، يجب أن يؤخذ نطاق درجة الحرارة التي تم قياسها بواسطة المستخدم في الاعتبار بدقة وشمولية، بحيث لا يكون ضيقًا جدًا أو واسعًا جدًا. وفقًا لقانون إشعاع الجسم الأسود، فإن التغير في الطاقة الإشعاعية الناجم عن درجة الحرارة في نطاق الطول الموجي القصير من الطيف سوف يتجاوز التغير في الطاقة المشعة الناجم عن خطأ الانبعاث. لذلك، يحتاج المستخدمون فقط إلى شراء كاميرا تصوير حراري بالأشعة تحت الحمراء ضمن نطاق درجة الحرارة الذي يقيسونه.
(5) دقة قياس درجة الحرارة
بشكل عام، دقة قياس درجة الحرارة لكاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء هي: الدقة ±2 درجة مئوية و±2% من القراءات المحتملة. لذلك في الأساس لا يوجد شيء للاختيار من بينها.
اذهب إلى الأعلى
Gen 2+/3 الرؤية الليلية
التصوير الحراري غير المبرد
التصوير الحراري المبرد
جهاز تحديد المدى بالليزر