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열화상 카메라 작동 원리 방정식 nsx 디바이스 유형. 열화상 장비의 올바른 사용

열화상 카메라 작동 원리 방정식 nsx 디바이스 유형. 열화상 장비의 올바른 사용

오늘날 아마도 모든 사람들이 열화상 장비와 같은 장치에 대해 들어본 적이 있을 것입니다. 아마도 예외는 어린 아이들일 것이다. 또 다른 점은이 장치를 "실시간"으로 본 사람이 많지 않고 손에 들고있는 사람이 훨씬 더 많다는 것입니다. 그러나 열화상 장비의 "가정용" 버전을 보관하고 자체적으로 만든 사람들도 있습니다. 그러나 귀하가 어떤 카테고리에 속해 있든 우리 기사는 어떤 경우에도 흥미로울 것입니다. 초심자도 열화상 장비의 작동 원리를 이해할 수 있고, 경험이 풍부한 사람과 에이스라면 스스로 새로운 가능성을 발견할 수 있을 것입니다. 하지만 모든 것을 순서대로 이야기합시다.

비접촉 방식으로 표면 온도를 측정하는 장치인 열화상 장비는 많은 직업에 종사하는 사람들의 삶을 훨씬 더 쉽게 만들어줍니다. 처음에는 군사 목적으로 발명된 이 다소 복잡하고 값비싼 장치는 오늘날 대부분의 인간 활동 분야에서 성공적으로 사용되고 있습니다. 예를 들어, 산업 분야에서는 기술 프로세스 중 열 변화를 모니터링합니다. 의학에서 - 질병 진단을 위해; 새와 동물을 사냥할 때; 건설 중 - 열 누출 영역을 결정하거나 반대로 파이프를 놓을 장소를 결정합니다. 그리고 이것은 이 장치의 완전한 기록이 아닙니다.

장치 유형

열화상 장비는 널리 사용되는 다기능 장치로 두 가지 기술적 설계 옵션이 있습니다.

변화 없는. 이 카테고리의 장치는 산업 기업에서 기술 프로세스를 모니터링하는 데 사용됩니다. 질소 냉각 시스템은 이러한 열화상 장비가 장착된 상당히 일반적인 장치입니다. 작동 온도 특성은 −40 ~ +2000 °C로 매우 인상적입니다. 이러한 시스템은 일반적으로 반도체 광검출기 매트릭스에 조립된 장치를 기반으로 합니다.

휴대용(휴대용). 혁신적인 개발을 통해 부피가 큰 냉각 장비의 사용에서 벗어나 비냉각식 실리콘 마이크로볼로미터를 기반으로 한 열화상 장비 생산으로 전환하는 것이 가능해졌습니다. 이러한 장치는 예를 들어 측정 중 작은 온도 단계(0.1°C)를 포함하는 이전 장치의 모든 장점을 가지고 있습니다. 장치의 사용 편의성과 휴대성이 모두 요구되는 복잡한 평가 작업에 이 등급의 열화상 장비를 사용할 수도 있습니다. 많은 휴대용 열화상 장비에는 PC에 연결하여 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 기능이 있습니다.

특정 영역에서 열화상 장비를 사용하면 이 장치에 필요한 작동 특성에 특정 흔적이 남습니다. 따라서 이 장치를 구입하기 전에 장치가 사용될 조건을 평가해야 합니다. 지침이 도움이 될 것입니다. 사용 설명서에 대한 적절한 지식 없이 구입한 열화상 장비는 사용자의 요구 사항에 전혀 적합하지 않을 수 있습니다.예를 들어 사냥용 열화상 장비는 보호 수준이 IP54 이상인 충격 방지 경합금 본체를 갖춰야 합니다.

뷰파인더와 LCD 화면에 표시가 있는 모노블록 디자인인 것이 바람직합니다. 그리고 사냥용 열화상 장비의 가시 범위는 1500m에 도달해야 하지만 건설 업계에서는 열화상 장비에 이러한 요구 사항을 적용하지 않습니다.

열화상 카메라의 작동 원리

열화상 카메라의 작동은 모든 물체가 열복사(IR 복사)를 생성하는 능력을 기반으로 하며, 그 강도는 물체의 온도에 직접적으로 좌우됩니다. 열화상 카메라는 장거리의 적외선을 감지하여 사람이 인식하기 편리한 형태로 변환합니다. 다양한 물체의 열 복사 차이를 통해 어둠 속에서도 구호를 볼 수 있을 뿐만 아니라 차갑거나 뜨거운 흐름도 볼 수 있습니다. 이 경우 온도가 가장 높은 부분은 빨간색으로 표시되고, 온도가 낮은 부분은 검은색이나 파란색으로 표시됩니다.

열화상 카메라와 야간 투시 장치 등의 장치 간의 근본적인 차이점을 이해해야 합니다. 차이점은 어둠 속에서도 볼 수 있는 능력입니다. 열화상 장비는 물체 자체의 적외선을 전송하는 반면, 야간 투시 장치는 다른 물체에서 반사되고 증폭된 복사 조명을 전송합니다. 즉, 열화상 장비로 야간 투시 장치의 기능을 수행하는 것은 가능하지만, 야간 투시 장치를 이용하여 히트맵을 구축하는 것은 불가능하다.

열화상 카메라의 작동 알고리즘은 세 단계로 구성됩니다.

IR 방사선의 고정.
이를 온도 값으로 변환합니다.
열분석도의 형성 - 물체 표면의 온도 분포를 표시하는 물체의 열 이미지입니다.

또한 이러한 작업은 즉시 발생합니다.

열화상 장비의 다소 복잡한 작동 원리에도 불구하고 휴대용 장치의 설계는 그리 복잡하지 않습니다.

그러나 화면 이미지의 충분한 선명도를 위해서는 게르마늄 혼합물을 포함하는 특수 광학 장치가 필요하다는 점을 고려해야 합니다. 이것이 바로 전문 장치의 높은 비용을 결정하는 것입니다. 그 비용은 수천 달러, 때로는 수만 달러에 달합니다. 동의합니다. 금액이 적지 않습니다.

열화상 카메라의 엄청난 기능은 오랫동안 많은 젊은이들에게 이 장치를 직접 조립하려는 아이디어를 불러일으켰습니다. 다행히도 열화상 카메라를 직접 만들어서 상당한 비용을 피할 수 있는 방법이 있습니다. 물론, 해당 장치가 전문적인 목적으로 사용되지 않는 경우입니다.

아래에서는 집에서 열화상 장비를 구현하기 위한 세 가지 옵션을 제시합니다. 가장 마음에 드는 옵션을 선택하세요. 열화상 카메라 및 기타 장치 요소용 센서는 기성품으로 구입할 수 있습니다.

옵션 번호 1. 카메라의 DIY 열화상 카메라

이 방법은 초기에 모든 카메라의 매트릭스가 실제로 열화상 카메라 작동에 필요한 적외선 복사를 완벽하게 포착한다는 사실에 기초합니다. 또 다른 점은 사진 장비 제조업체가 장치가 사람의 눈과 동일한 것을 보는지 확인한다는 것입니다. 이를 위해 매트릭스 앞에 특수 필터가 배치되어 거의 모든 IR 복사를 흡수하거나 반사합니다("열 거울" 또는 핫 미러). 이 필터 덕분에 매트릭스 감도 곡선은 인간 눈의 감도 곡선과 유사해집니다. 따라서 카메라에서 손으로 열화상 카메라를 만드는 것은 쉽습니다. 카메라에서 열 필터를 제거하고 대신 가시 스펙트럼 필터를 설치하는 두 단계만 수행하면 됩니다. 그러나 실습에서 알 수 있듯이 후자가 항상 필요한 것은 아닙니다.

수제 열화상 카메라의 적용 범위

이런 방식으로 제작된 열화상 장비를 가정용으로 사용할 수 있나요? 상당히. 그러한 열화상 장비가 건설이나 사냥 등에 적합합니까? 아마도 그럴 것이다. 어쨌든 야외 레크리에이션을 좋아하는 사람들은 확실히 이 장치를 좋아할 것입니다. 도움을 받으면 밤에 캠프에 동물이 접근하는 것을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 안개나 먼지 구름 속에서 잃어버린 그룹 구성원을 검색할 수 있습니다.

불필요한 DSLR이 있고 IR 필터가 약 40달러이며 카메라를 분해하려는 욕구와 능력이 있다면 이 옵션은 확실히 시도해 볼 가치가 있습니다.

옵션 번호 2. 적외선 온도계와 Arduino 보드를 사용한 DIY 열화상 카메라

이 방법의 아이디어는 매우 간단합니다. 자신의 손으로 열화상 카메라를 만들려면 저렴한 적외선 온도계가 필요합니다. 이는 짧은 거리에서 우주의 특정 지점의 온도를 측정할 수 있는 장치와 이를 통해 연결할 Arduino 보드입니다. 일부 손전등의 RGB LED.

Arduino 보드는 비전문 사용자가 자동화 및 로봇 공학 분야에서 간단한 시스템을 구축할 수 있도록 설계된 소프트웨어 및 하드웨어 도구입니다.

온도계 판독값에 따라 램프 표시등이 다른 색상으로 변하도록 시스템을 프로그래밍해 보겠습니다. 높은 온도는 빨간색에, 낮은 온도는 파란색에 해당하도록 전통적으로 해봅시다. 따라서 온도계가 내장된 손전등을 물체에 비추면 온도에 따라 해당 물체에 적절한 색상이 자동으로 비춰집니다. 이 세트에 카메라를 추가하면 주변 물체 표면의 온도를 컬러로 볼 수 있을 뿐만 아니라 가장 값비싼 열화상 카메라보다 나쁘지 않은 이미지를 얻을 수 있습니다. 보다.

이러한 열화상 장비는 어디에 사용될 수 있나요?

물론 이러한 장치는 사냥용 열화상 카메라와 동일하지 않습니다. 자신의 손으로 강력한 장치를 만드는 것은 어렵습니다. 그러나 제시된 옵션은 특히 이 수제 디자인의 비용이 $50를 초과하지 않기 때문에 가정 요구에 유용할 수 있습니다.

옵션 번호 3. 정적 물체 촬영을 위해 개선된 수제 열화상 장비

이 개발은 두 명의 독일 학생 Max Ritter와 Mark Cole에 의해 탄생되었습니다. 민델하임의 이 젊은 주민들은 제조가 매우 쉬운 장치를 발명했으며 2010년 과학 기술 포럼에서 상을 받았습니다.

이 장치는 두 개의 서보(수평 및 수직 이동용), Arduino 컨트롤러(신호 처리 및 PC로의 데이터 전송 담당), 비접촉 온도 센서 모듈(예: MLX90614-BCI), 레이저 모듈 또는 레이저 포인터(스캔 영역을 나타냄), 하우징 및 웹캠. 또한 4.7kOhm 저항기 2개와 삼각대도 필요합니다.

카메라는 스캔 영역의 일종의 뷰파인더 역할과 원본 이미지의 소스 역할을 하며, 저렴한 웹캠이라면 이 역할에 대처할 수 있습니다(작을수록 좋습니다).

센서에서 생성된 데이터는 SMBus 및 PWM 버스를 사용하여 읽을 수 있습니다. 우리의 경우에는 BCI 지수가 있는 센서를 사용할 수도 있습니다. 전원 공급 장치 3V. BCI 지수는 5°의 좁은 시야각을 제공하는 부착물이 있는 폼 팩터 유형을 나타냅니다.

집회

Arduino 보드를 배터리 칸이 있는 케이스에 넣습니다.
보드 전면 빈 공간에 순간접착제나 에폭시를 이용해 서보모터를 고정합니다.
두 번째 서보 모터를 회전 장치에 배치하고 전체 구조를 고정합니다.
Ground를 GND에, SDA를 PIN4에, VIN을 3.3V에, SCL을 PIN5에 연결하여 적외선 온도계를 Arduino에 연결합니다. 또한 4.7kOhm 저항을 설치하여 SDA를 3.3V에 연결하고 SCL을 3.3V에 연결합니다.
레이저 카드나 레이저 포인터를 연결합니다. 이는 현재 어느 위치에서 스캔되고 있는지 추적하기 위한 것입니다.
방향이 IR 센서 및 레이저의 방향과 정확히 일치하도록 웹캠을 설치합니다.

그게 다야. 열화상 카메라를 직접 만들었습니다!

무엇이 좋은가요?

물체를 스캔하고 히트맵을 발행하는 과정은 센서가 미래의 이미지를 한 점씩 스캔하기 때문에 약 1분 정도 소요됩니다. 물론 이것은 사냥 과정에서 전혀 쓸모가 없습니다. 하지만 이 수제 열화상 장비는 건설 및 기타 수리 작업에 탁월한 보조자가 될 것입니다. 예를 들어, 전기 연결이나 전원 어셈블리의 열을 테스트하는 방법으로 사용할 수 있습니다. 이 장치를 사용하면 열화상뿐만 아니라 정량적인 온도 값도 볼 수 있습니다.

느린 작동 외에도 열화상 카메라에는 또 다른 단점이 있습니다. PC에 단단히 연결되어 있어 이동성이 좋지 않습니다. 그러나 어떤 경우에는 장치의 기능과 비용이 상당히 정당합니다. 모든 구성 요소에 대해 200 USD 이하를 지불해야 합니다. 이자형.

결론

집에서 만든 열화상 장비를 조립하기 위해 설명한 옵션에서 다음과 같은 두 가지 결론을 얻을 수 있습니다.

열화상 카메라를 직접 만드는 것이 가능합니다.
집에서 만든 열화상 카메라는 적용 범위가 매우 좁습니다.

따라서 글로벌 목적으로 열화상 장비가 필요한 경우 실험을 연기하고 고품질 장비에 비용을 지출해야 합니다. 단순히 디자인을 좋아하고 수제 제품의 가능성에 매우 만족하는 모든 사람에게 조언을 드릴 수 있습니다. 수집하고 실험하면 우리가 설명한 수제 옵션의 성과를 능가할 수 있을 것입니다. 자신의 손으로 사냥할 수 있는 훨씬 더 발전된 열화상 장비를 만들어 보세요. 그것을 위해 가십시오!

납땜 인두와 드라이버를 사용하는 것이 특히 익숙하지 않지만 자연 속에서 시간을 보내는 것을 좋아하는 사람뿐만 아니라 전문적인 목적으로 0~100°C 범위에서 물체의 온도 특성을 시각화해야 하는 사람도 있습니다. 기성 준전문 장비에 주의를 기울이는 것이 좋습니다. 예를 들어 Flir One 열화상 카메라가 장착된 스마트폰의 경우입니다.

이러한 장치는 편리하고 이동성이 뛰어나며 0~45°C의 온도와 높은 대기 습도에서 작동할 수 있기 때문에 사냥꾼과 극한 여행자에게 적합합니다. 동시에 그러한 장치의 비용은 모든 종류의 수제 제품 비용과 크게 다르지 않습니다.

열화상 장비는 측정된 표면의 온도 분포를 모니터링하는 데 사용할 수 있는 장치입니다. 이 표면은 색상 필드 형태로 장치 화면에 표시됩니다. 이 필드에서는 특정 색상이 특정 온도에 해당합니다. 화면에 겉보기 온도 범위가 표시됩니다. 최신 열화상 카메라의 표준 해상도는 0.1도입니다.

저렴한 장치에서는 정보가 장치의 메모리에 저장되며 필요한 경우 컴퓨터를 통해 읽습니다. 대부분의 경우 이러한 장치는 랩탑 및 열화상 카메라로부터 정보를 수신하는 특수 프로그램과 함께 사용됩니다.

열화상 장비는 지난 세기 30년대에 처음 등장했습니다. 최신 열화상 시스템은 60년대에야 개발되기 시작했습니다. 열 복사 수신기에는 하나의 요소가 있습니다. 수신기의 이미지는 광학 장치의 점 변위를 사용하여 수행되었습니다. 이러한 장치는 성능이 낮았으며 낮은 속도로 온도 변화를 관찰할 수 있었습니다.

기술이 발전하면서 빛 신호를 저장할 수 있는 세포가 등장했다. 센서 매트릭스를 기반으로 새로운 열화상 장비를 설계하는 것이 가능해졌습니다. 이러한 매트릭스에서 신호는 디코더로 이동한 다음 처리를 위해 장치의 메인 프로세서로 이동합니다.

특정 순서에 따라 신호는 서로 다른 지정된 색상의 온도 분포를 갖는 매트릭스에 투사됩니다. 이 원리를 통해 실시간으로 온도 변화를 모니터링할 수 있는 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 휴대용 자율 장치를 얻을 수 있게 되었습니다.

새로운 열화상 장비의 유망한 발전은 비냉각식 볼로미터를 사용하는 것입니다. 이 원리는 전체 스펙트럼에 걸쳐 열 복사의 영향을 받는 얇은 판의 저항 변화를 계산할 때 정확도가 높아지는 데 기반을 두고 있습니다. 이 기술은 높은 안전성과 이동성을 요구하는 새로운 열화상 장비 생산을 위해 많은 국가에서 널리 사용되고 있습니다. 우리나라에서는 2007년부터 비냉각식 볼로미터를 갖춘 자율 열화상 장비 생산이 시작되었습니다.

작동 및 설계 특징

적외선 복사는 열화상 장비의 광학 시스템에 의해 수신기에 집중되어 저항이나 전압 변화의 형태로 신호를 제공합니다.
전자 장치는 열화상 시스템에서 수신된 신호를 등록합니다. 결과적으로 신호는 전자 서모그램으로 변환됩니다. 디스플레이에 표시됩니다.

서모그램은 전자 시스템에 의해 처리되어 물체 영역의 적외선 분포에 따라 다양한 색조로 화면에 표시되는 물체의 이미지입니다. 결과적으로, 작업자는 연구 중인 물체에서 나오는 열 복사에 해당하는 열분석도를 볼 수 있습니다.

열 복사에 대한 감지기의 감도는 자체 온도와 냉각 품질에 따라 달라집니다. 따라서 감지기는 특수 냉각 장치에 배치됩니다. 가장 널리 사용되는 냉각 유형은 액체 질소입니다. 그러나 이 방법은 불편하고 다소 원시적이다.

강철 냉각의 또 다른 유형입니다. 전류가 통과할 때 온도차를 제공할 수 있고 히트펌프 원리로 작동하는 반도체입니다. 열화상 카메라 센서의 감도는 수은-카드뮴-텔루르, 안티몬화인듐 및 기타 재료로 만들어진 민감한 반도체를 사용하여 생성됩니다.

열화상 장비 부품 및 요소

열화상 카메라의 가격은 상당히 높습니다. 주요 요소는 렌즈와 매트릭스(방사선 수신기)로 전체 장치 비용의 90%를 차지합니다. 그러한 매트릭스는 제조하기가 어렵다. 유리는 적외선을 투과하지 않기 때문에 렌즈를 유리로 만들 수 없습니다. 따라서 렌즈에는 고가의 희귀재료(게르마늄)가 사용됩니다. 현재 다른 저렴한 재료를 찾는 작업이 진행 중입니다.

장치의 다른 구성 요소는 다음과 같습니다.

1 - 렌즈 캡
2 - 디스플레이
3 - 제어
4 — 스트랩이 달린 핸들
5 - 열화상 카메라
6 - 시작
7 - 렌즈
8* — 전자 시스템
9* - 정보 저장용 메모리
10* - 소프트웨어

렌즈

열화상 장비에는 적외선 복사를 복사 수신기에 집중시킬 수 있는 렌즈가 하나 이상 있어야 합니다. 그런 다음 수신기는 전기 신호를 보내고 열분석도라고 하는 열(전자) 이미지를 생성합니다.

대부분의 경우 렌즈는 게르마늄으로 만들어집니다. 렌즈의 빛 투과를 최적화하기 위해 반사 방지 박막 코팅이 사용됩니다. 열화상 장비 키트에는 일반적으로 장치를 보관하고 운반하기 위한 케이스와 현장 조건에서 장치를 사용하기 위한 기타 추가 장비가 포함되어 있습니다.

디스플레이

방열 패턴은 액정 화면(디스플레이)에 표시됩니다. 밝기가 좋아야 하며 현장의 다양한 조명 조건에서 이미지를 쉽게 볼 수 있을 만큼 충분한 크기여야 합니다. 일반적으로 화면에는 지원 정보가 표시됩니다. 여기에는 온도 색상 눈금, 시간, 날짜, 배터리 충전량, 물체 온도 및 기타 유용한 정보가 포함됩니다.

신호 처리 회로 및 방사선 수신기 적외선 방출을 필요한 유용한 정보로 수정하는 데 사용됩니다. 물체의 열 복사는 특수 수신기에 집중됩니다. 반도체로 만들어졌습니다. 열 복사는 수신기에서 전기 신호를 생성합니다. 다음으로, 신호는 장치 내부에 있는 전자 회로로 들어가며, 전자 장치에서 신호를 처리한 후 열화상 이미지가 화면에 나타납니다.

통제 수단

이러한 요소를 사용하여 전자 시스템을 다양하게 조정하여 디스플레이의 열 복사 이미지를 최적화합니다. 이러한 조정을 통해 색역과 이미지 융합, 열 수준 간격이 전자적으로 변경될 수 있습니다. 반사된 배경 온도와 방사율도 조정됩니다.

데이터 저장소

열화상과 보조 데이터가 포함된 디지털 전자 데이터는 다양한 유형의 전자 메모리 카드나 데이터 전송 및 저장 장치에 저장할 수 있습니다.

대부분의 적외선 열화상 시스템은 지원되는 텍스트 및 음성 데이터뿐만 아니라 인간의 가시 스펙트럼에서 작동하는 내장 내장 카메라를 사용하여 얻은 이미지의 스냅샷도 저장할 수 있습니다.

보고서 생성 및 소프트웨어

많은 최신 열화상 시스템과 함께 사용되는 소프트웨어는 사용자에게 친숙하고 운영자에게 기능적입니다. 열화상 디지털 이미지와 가시 이미지가 컴퓨터나 노트북에 복사됩니다. 여기에서 이 정보는 다양한 색상 팔레트를 사용하여 분석될 수 있으며 방사성 데이터에 대한 기타 조정이 이루어질 수 있습니다.

내장된 분석 옵션을 사용하는 것도 가능합니다. 처리된 이미지는 샘플 보고서에 포함되거나 프린터로 인쇄될 수 있습니다. 이미지는 인터넷을 통해 고객에게 전송되거나 컴퓨터에 전자적으로 저장될 수도 있습니다.

열화상 장비는 다양한 특성에 따라 여러 유형으로 구분됩니다.

관찰 특별한 색상 척도에 따라 적외선을 눈에 보이는 빛으로 변환합니다.

자질 열화상 카메라는 디지털 픽셀 신호의 값을 특정 해당 온도에 할당하여 검사 대상의 온도를 확인할 수 있습니다. 결과는 온도 분포의 이미지입니다.

변화 없는 열화상 카메라는 -40 +2000도 범위에서 기술 프로세스 준수 여부를 모니터링하는 산업 기업에서 사용됩니다. 이러한 장치에는 수신 장비의 정상적인 작동 조건을 생성하기 위해 질소 냉각 기능이 장착되어 있습니다. 이러한 시스템은 반도체 광검출기 매트릭스로 제작된 3세대 열화상 장비로 구성됩니다.

가지고 다닐 수 있는열화상 장치는 비냉각식 실리콘 마이크로볼로미터를 기반으로 개발되었습니다. 그 결과, 부피가 크고 값비싼 냉각 장비의 사용을 포기하는 것이 가능해졌습니다. 이러한 장치는 고정식 모델의 모든 장점을 갖추고 있습니다. 게다가 접근하기 어려운 곳에서도 사용할 수 있습니다. 많은 휴대용 열화상 장비를 컴퓨터에 연결하여 정보를 처리할 수 있습니다.

야간 투시 장치는 종종 열화상 장비와 혼동됩니다. 그러나 그들 사이에는 큰 차이가 있습니다. 야간 투시 장치는 빛을 증폭시키기 때문에 낮은 조명 조건에서도 작동할 수 있습니다. 종종 렌즈에 들어오는 빛은 사람의 눈을 멀게 합니다. 열화상 장비는 작동 원리가 열적외선을 기반으로 하기 때문에 빛이 필요하지 않습니다.

열화상 장비의 적용 범위

열화상카메라는 우리 생활의 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 예를 들어, 이러한 장치는 시설 보안 및 군사 정보에 사용됩니다. 밤에는 이 장치를 통해 완전한 어둠 속에서도 최대 300m 거리에서 사람을 볼 수 있으며, 군사 장비는 최대 3km까지 볼 수 있습니다.

현재 이미지를 컴퓨터로 출력하는 전자레인지 비디오 카메라가 있습니다. 이러한 카메라의 감도는 수백분의 1도에 달합니다. 따라서 밤에 문 손잡이를 잡으면 약 30분 동안 열 각인이 보입니다.

열화상 장비는 다양한 설치에서 결함을 식별하는 데 큰 도움이 됩니다. 이는 메커니즘이나 장치의 특정 장소의 온도가 증가하거나 감소할 때 발생합니다. 때때로 특정 결함은 열화상 카메라로만 감지할 수 있습니다. 무거운 구조물(교량)을 지지할 때, 금속의 피로 노화와 그에 따른 변형 동안 일부 장소에서는 예상보다 더 많은 열이 발생합니다. 따라서 물체를 분해하지 않고도 결함 진단이 가능하다.

결과적으로 열화상 장비는 시설 안전의 운영 컨트롤러로 사용된다고 할 수 있습니다.

열화상 카메라는 다양한 질병의 병리를 진단하기 위해 의학 분야에서 널리 사용됩니다. 건강한 환자의 체온은 몸 전체의 정중선을 기준으로 대칭적으로 분포되어 있습니다. 이 대칭성이 깨지면 이는 열화상 장비로 질병을 진단하는 기준이 됩니다.

열화상 촬영은 의학의 현대적인 진단 방법입니다. 이 방법은 인체 온도에 따라 인체에서 나오는 적외선을 감지하는 데 기반을 두고 있습니다. 열 복사의 강도와 분포는 일반적으로 신체의 깊고 표면적인 기관에서 발생하는 독특한 생리학적 과정에 의해 결정됩니다.

다양한 병리학적 상태는 체온 분포의 비대칭성을 특징으로 합니다. 이는 열화상 사진에 반영됩니다. 이 사실은 예후 및 진단에 중요한 의미를 갖습니다. 이는 많은 임상 연구에 의해 입증됩니다.

열화상 측정에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

텔레서모그래피.
콜레스테릭 열화상 검사에 문의하세요.

텔레서모그래피(Telethermography)는 인체의 적외선을 전류 신호로 변환하여 열화상 장비의 디스플레이에 표시하는 방식으로 작동합니다.

접촉 콜레스테릭 열화상 측정법은 발광 표면에 적용할 때 무지개 색상으로 색상이 변화하여 나타나는 액정의 광학 특성 원리에 따라 작동합니다. 추운 곳은 파란색, 더운 곳은 빨간색입니다.

산업용 애플리케이션

차량 배기 시스템, 엔진 및 라디에이터의 열 교환 과정을 모니터링합니다.
자동차 브레이크 시스템을 점검하고 설계합니다.
초음파 용접 제어.
자동차 공조 시스템 개발.
전자제품 회로 기판의 품질 관리.
용접 모드 제어.
샤프트, 베어링, 기어의 정렬 불량 감지.
금속 응력 분석.
액체 용기의 단열 및 기밀성을 모니터링합니다.
단열 특성 결정.
구내의 열 손실 감지.
펜싱 구조 진단.
화재 예방.
가스 파이프라인에서 가스 누출을 감지합니다.
기술 프로세스 제어.
전기 장비를 점검합니다.
열 경로의 성능을 확인합니다.
찬 공기가 새는 곳을 식별합니다.
파이프라인의 단열 제어.
오일이 채워진 장비를 점검합니다.
발전기 고정자를 점검합니다.
가스 및 굴뚝 제어.

모든 물체는 소위 "열복사"라고 불리는 적외선 스펙트럼의 파동을 포함하여 매우 넓은 주파수 범위의 전자기파를 방출합니다. 이 경우 열 복사의 강도는 물체의 온도에 직접적으로 의존하며 가시 범위의 조명 조건에 따라 아주 작은 정도만 의존합니다. 따라서 열화상 장치를 사용하면 사람의 눈과 장비로는 접근할 수 없는 추가 정보를 수집하고 관찰된 물체에 대해 시각화할 수 있습니다.열화상 장치는 물체의 열 복사 패턴을 시각화할 수 있는 장치입니다. 관찰된 물체. 이는 정밀 측정, 기술 프로세스 제어, 그리고 안전 보장 등 다양한 활동 영역에 대한 고유한 기회를 열어줍니다.

최신 열화상 장비의 작동 원리는 적외선 범위의 방사선을 감지하는 특정 재료의 능력에 기초합니다. 적외선에 투명한 희귀 물질(예: 게르마늄)을 사용하여 만든 렌즈가 포함된 광학 장치를 사용하여 물체의 열 복사가 적외선에 민감한 센서 배열에 투사됩니다. 다음으로, 복잡한 미세 회로는 이러한 센서로부터 정보를 읽고 비디오 신호를 생성합니다. 여기서 이미지의 다양한 색상은 관찰된 물체의 다양한 온도에 해당합니다. 이미지 내 점의 색상과 관찰된 물체의 절대 온도 간의 대응 정도가 프레임 상단에 표시될 수 있습니다. 이미지에서 가장 뜨거운 지점과 가장 추운 지점의 온도를 표시하는 것도 가능합니다. 모델에 따라 열화상 카메라는 측정된 온도의 단계 크기가 다릅니다. 현대 기술을 사용하면 0.05-0.1K의 정확도로 물체의 온도를 구별할 수 있습니다.

많은 열화상 장치에는 열 복사 패턴의 결과 비디오 이미지를 기록하기 위한 메모리 장치와 스캐닝 결과 얻은 적외선 복사 이미지의 실시간 분석을 최소화하는 고성능 마이크로프로세서도 장착되어 있습니다. 열화상 카메라와 비디오 카메라를 함께 사용하는 구성이 사용되는 경우가 많습니다. 이를 통해 일반적으로 적외선 및 가시광선 스펙트럼이 결합된 "확장된" 범위와 불리한 조건에서 물체의 이미지를 얻을 수 있습니다. (예: 물체의 조명 부족) 범위 중 하나 이상에서 물체를 관찰합니다. IR 또는 가시 범위는 서로 중첩되거나 별도로 방송될 수 있습니다. 특수 소프트웨어를 사용하면 열화상 시스템의 작동을 구성하여 포함된 모든 장치의 작동을 최대한 효율적으로 조정할 수 있습니다.

열화상 카메라의 이미지 정확도와 기타 특성은 일반적으로 사용 범위에 따라 결정됩니다. 과학 실험실에서는 좁은 전문화로 인해 측정된 온도에서 가장 작은 단계를 갖는 더 복잡한 설계가 사용됩니다. 다양한 현장에서 안전을 보장하기 위해 약간 낮은 정확도로 열 복사를 기록하지만 더 넓은 주파수 범위에서 작동하고 해당 기능을 효과적으로 수행하기에 충분한 정확도로 작동하는 모델이 사용됩니다. 어쨌든 열화상 장비의 작동 원리인 열 복사를 측정하고 시각화하는 것은 현대 사회의 모든 삶의 영역에서 요구됩니다.

열화상 카메라의 기술적 특성

전문가들이 주목하는 열화상 장비의 주요 기술적 특성은 매트릭스 유형, 초점 거리, 매트릭스 감도, 시야각, 작동 온도 범위와 같은 매개변수입니다. 물론 이는 주요 매개변수일 뿐이며 다른 매개변수도 있습니다.

각 모델은 목적에 따라 특성이 개별적이므로 카탈로그에서 자세한 내용을 확인할 수 있습니다.

장치 유형

열화상 장비는 널리 사용되는 다기능 장치로 두 가지 기술적 설계 옵션이 있습니다.

변화 없는. 이 카테고리의 장치는 산업 기업에서 기술 프로세스를 모니터링하는 데 사용됩니다. 질소 냉각 시스템은 이러한 열화상 장비가 장착된 상당히 일반적인 장치입니다. 작동 온도 특성은 −40 ~ +2000 °C로 매우 인상적입니다. 이러한 시스템은 일반적으로 반도체 광검출기 매트릭스에 조립된 장치를 기반으로 합니다.

휴대용(휴대용). 혁신적인 개발을 통해 부피가 큰 냉각 장비의 사용에서 벗어나 비냉각식 실리콘 마이크로볼로미터를 기반으로 한 열화상 장비 생산으로 전환하는 것이 가능해졌습니다. 이러한 장치는 예를 들어 측정 중 작은 온도 단계(0.1°C)를 포함하는 이전 장치의 모든 장점을 가지고 있습니다. 장치의 사용 편의성과 휴대성이 모두 요구되는 복잡한 평가 작업에 이 등급의 열화상 장비를 사용할 수도 있습니다. 많은 휴대용 열화상 장비에는 PC에 연결하여 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 기능이 있습니다.

열화상 카메라의 작동 원리

열화상 카메라의 작동 알고리즘은 세 단계로 구성됩니다.

IR 방사선의 고정.
이를 온도 값으로 변환합니다.
열분석도의 형성 - 물체 표면의 온도 분포를 표시하는 물체의 열 이미지입니다.

또한 이러한 작업은 즉시 발생합니다.

열화상 장비의 다소 복잡한 작동 원리에도 불구하고 휴대용 장치의 설계는 그리 복잡하지 않습니다.

옵션 번호 1. 카메라의 DIY 열화상 카메라

수제 열화상 카메라의 적용 범위

불필요한 DSLR이 있고 IR 필터가 약 40달러이며 카메라를 분해하려는 욕구와 능력이 있다면 이 옵션은 확실히 시도해 볼 가치가 있습니다.

옵션 번호 2. 적외선 온도계와 Arduino 보드를 사용한 DIY 열화상 카메라

Arduino 보드는 비전문 사용자가 자동화 및 로봇 공학 분야에서 간단한 시스템을 구축할 수 있도록 설계된 소프트웨어 및 하드웨어 도구입니다.

이러한 열화상 장비는 어디에 사용될 수 있나요?

옵션 번호 3. 정적 물체 촬영을 위해 개선된 수제 열화상 장비

집회

Arduino 보드를 배터리 칸이 있는 케이스에 넣습니다.
보드 전면 빈 공간에 순간접착제나 에폭시를 이용해 서보모터를 고정합니다.
두 번째 서보 모터를 회전 장치에 배치하고 전체 구조를 고정합니다.
Ground를 GND에, SDA를 PIN4에, VIN을 3.3V에, SCL을 PIN5에 연결하여 적외선 온도계를 Arduino에 연결합니다. 또한 4.7kOhm 저항을 설치하여 SDA를 3.3V에 연결하고 SCL을 3.3V에 연결합니다.
레이저 카드나 레이저 포인터를 연결합니다. 이는 현재 어느 위치에서 스캔되고 있는지 추적하기 위한 것입니다.
방향이 IR 센서 및 레이저의 방향과 정확히 일치하도록 웹캠을 설치합니다.

그게 다야. 열화상 카메라를 직접 만들었습니다!

무엇이 좋은가요?

결론

집에서 만든 열화상 장비를 조립하기 위해 설명한 옵션에서 다음과 같은 두 가지 결론을 얻을 수 있습니다.

열화상 카메라를 직접 만드는 것이 가능합니다.
집에서 만든 열화상 카메라는 적용 범위가 매우 좁습니다.

주택 난방 비용이 지속적으로 상승함에 따라 주택의 열 손실을 줄이는 아이디어가 떠오릅니다. 이 경우 열화상 장비는 필수 도구가 될 수 있습니다. 그러나 그것을 사용하는 방법과 가장 중요한 것은 결과를 올바르게 해석하는 것입니다. 열화상 적외선 카메라를 생산하는 Trotec 프랑스 지사 대표 Didir Vaygerbert가 이에 대해 자세히 설명했습니다.

열화상 장비는 어떤 공간에서 사용할 수 있나요?

열적외선 카메라는 단열이 잘 되지 않은 가정에서 열 누출을 진단하는 데 사용할 수 있습니다. 이를 통해 고품질의 단열 작업을 통해 에너지를 절약할 수 있습니다. 이 유형의 카메라는 설치에 결함이 의심되는 경우 창틀이 올바르게 설치되었는지 확인하는 데에도 사용할 수 있습니다. 일반적으로 이 장치는 집이나 아파트 벽 표면의 모든 온도 변화를 보여줍니다. 또한, 거래를 하기 전에 열화상 장비를 사용하여 판매되는 부동산을 확인할 수도 있습니다.

우수한 열화상 측정은 실내 및 실외 모두에서 이루어지며 대략 30%의 외부 사진과 70%의 내부 사진을 사용합니다. 가장 중요한 것은 열화상 요소에 가장 가까운 내부 이미지입니다.

진단은 어떻게 이루어지나요?

카메라는 재료 표면의 모든 온도 변화를 보여줍니다. 예를 들어 문과 문틀의 단열 상태나 창틀의 강화 및 밀봉 상태를 모니터링할 수 있습니다. 스캔하면 지붕 아래 위층의 단열 상태를 확인할 수 있습니다(방의 일부가 비스듬히 스캔됩니다). 카메라가 실내에 있는 것이 좋습니다. 영구적으로 설치할 수 있습니다. 이 경우 보호 역할을 합니다. 카메라를 이곳저곳으로 이동할 수 있지만 지붕과 창문이 잘 단열되어 있는 경우에만 가능합니다.
그러나 건물에서 사용하는 카메라의 적외선은 유리창(적외선은 거울처럼 유리에서 반사됨)을 통과하지 못하기 때문에 유리 열화상 측정을 수행할 수 없습니다.

물체를 관찰하려면 카메라를 어떻게 배치해야 합니까?

최상의 열 스캔을 위해서는 가능하면 카메라를 물체에 수직으로 배치해야 합니다. 바닥의 지붕 온도 측정은 말도 안됩니다. 보다 정확하고 자세한 정보 판독을 위해서는 카메라를 물체에 최대한 가깝게 배치해야 합니다.

열교. 너무 습한 부분이나 기타 실내 문제가 표시됩니까?

열화상 카메라는 실제로 건물의 습한 부분을 드러낼 수 있습니다. 젖은 재료는 전도성이 더 높으며 유사한 건조한 재료보다 온도가 다릅니다.
예방 조치로 적외선 카메라를 사용하여 전기 패널을 점검하여 전기 설비가 제대로 작동하는지 확인할 수 있습니다. 기준을 벗어난 비정상적인 과열 및 고온 영역이 있는지 카메라가 표시합니다. 가정용 전기 네트워크를 스캔하면 화재와 정전을 방지하는 데 도움이 됩니다.
열화상 카메라는 바닥 아래에 위치한 전기 및 통신 네트워크의 누출을 감지하는 데에도 널리 사용됩니다. 이 경우 진단에는 바닥 분해가 필요하지 않습니다.

결과를 해독하는 방법과 업데이트를 고려하는 방법은 무엇입니까?

건물 내부에서는 벽과 지붕 사이의 온도 차이가 특히 고려됩니다. 모서리와 같은 방의 일부 영역은 항상 중앙보다 차갑습니다. 열화상 장비를 사용하여 이 차이가 허용 가능한지(2~3도 이내) 또는 너무 큰지 확인합니다. 예를 들어 외부 공기 온도가 0도, 벽의 내부 온도가 20도, 모서리의 온도가 8도 또는 12도이면 카메라에는 단열 부족으로 표시됩니다. 허용되는 모든 온도 편차는 카메라 설명서에 명시되어 있습니다.

적외선 카메라를 사용하기에 가장 좋은 시간은 언제입니까?

열화상 측정을 수행하기에 가장 좋은 시간은 일출 전 이른 아침입니다. 상황에 따라 저녁에도 작업이 가능합니다. 그러나 지붕과 벽의 표면이 매우 뜨거워지는 너무 맑은 날은 피해야 합니다.

어떤 조건에서 주거용 온도 측정 판독값이 왜곡될 수 있습니까?

짙은 안개나 비 속에서는 실외 열화상 측정을 수행하지 마십시오. 이 경우 적외선 복사의 일부가 물 입자에 흡수되어 판독값이 왜곡될 수 있습니다. 또한 화창한 날에는 건물 전체, 특히 햇볕이 잘 드는 쪽이 매우 뜨거워지고 값도 크게 왜곡되므로 열화상 측정을 수행하는 것은 권장하지 않습니다.

자가 진단을 위해 적외선 카메라를 구입하거나 대여하는 것이 더 낫습니까?

적외선 카메라 가격은 60,000 루블부터 시작됩니다. 저렴한 열화상 장비를 3일 동안 대여하는 데 드는 비용은 약 5,500루블입니다. 전문가가 수행하는 전체 진단 비용은 약 20,000 루블입니다.

열화상 카메라 작동 원리 방정식 nsx 디바이스 유형. 열화상 장비의 올바른 사용

장치 유형

열화상 카메라의 작동 원리

옵션 번호 1. 카메라의 DIY 열화상 카메라

수제 열화상 카메라의 적용 범위

옵션 번호 2. 적외선 온도계와 Arduino 보드를 사용한 DIY 열화상 카메라

이러한 열화상 장비는 어디에 사용될 수 있나요?

옵션 번호 3. 정적 물체 촬영을 위해 개선된 수제 열화상 장비

집회

무엇이 좋은가요?

결론

작동 및 설계 특징

열화상 장비 부품 및 요소

장치의 다른 구성 요소는 다음과 같습니다.

렌즈

디스플레이

통제 수단

데이터 저장소

보고서 생성 및 소프트웨어

분류

열화상 장비는 다양한 특성에 따라 여러 유형으로 구분됩니다.

열화상 장비의 적용 범위

열화상 측정에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

산업용 애플리케이션

열화상 카메라의 기술적 특성

장치 유형

열화상 카메라의 작동 원리

옵션 번호 1. 카메라의 DIY 열화상 카메라

수제 열화상 카메라의 적용 범위

옵션 번호 2. 적외선 온도계와 Arduino 보드를 사용한 DIY 열화상 카메라

이러한 열화상 장비는 어디에 사용될 수 있나요?

옵션 번호 3. 정적 물체 촬영을 위해 개선된 수제 열화상 장비

집회

무엇이 좋은가요?

결론