Numero di visualizzazioni: 0 Autore: Editor di questo sito Tempo di rilascio: 30-10-2025 Fonte: Questo sito
Nel campo della visione artificiale e dell’ispezione intelligente,Le telecamere a infrarossi stanno gradualmente diventando dispositivi indispensabili per la percezione visiva. A differenza delle tradizionali telecamere industriali che si basano sull'imaging a luce visibile, le termocamere a infrarossi convertono i segnali di radiazione ricevuti in segnali elettrici e generano immagini termiche visive attraverso algoritmi di elaborazione delle immagini, rivelando così la distribuzione della temperatura e le differenze materiali che non possono essere percepite direttamente dall'occhio umano. Questa tecnologia consente alle termocamere a infrarossi di ottenere immagini accurate in ambienti industriali complessi. È ampiamente utilizzato in molti campi come il rilevamento delle apparecchiature, il monitoraggio della sicurezza, l'ispezione energetica e l'analisi della ricerca scientifica, offrendo capacità di percezione più ampie e valore applicativo al sistema di ispezione visiva.
Una termocamera a infrarossi è un dispositivo che cattura il segnale della radiazione termica di un oggetto e lo converte in un'immagine visibile. In natura tutti gli oggetti con una temperatura superiore allo zero assoluto (-273°C) emettono raggi infrarossi (cioè radiazioni termiche) in misura diversa. A differenza della luce visibile, la luce infrarossa non si basa su fonti luminose esterne per l'illuminazione, quindi l'imaging può comunque essere eseguito nella completa oscurità.
Nello spettro elettromagnetico l'atmosfera ha un forte assorbimento della luce visibile e dei raggi del vicino infrarosso, mentre nelle due bande di 3–5 μm e 8–14 μm l'atmosfera è estremamente permeabile ai raggi infrarossi. Queste due bande sono chiamate la “finestra atmosferica” dei raggi infrarossi. Utilizzando queste due finestre, la termocamera a infrarossi può osservare chiaramente la distribuzione del calore dell'oggetto target in un ambiente buio o in condizioni difficili piene di fumo e polvere.
Con questo vantaggio unico, la tecnologia di imaging termico a infrarossi è ampiamente utilizzata nel monitoraggio notturno della sicurezza, nell'ispezione industriale, nel monitoraggio della temperatura delle apparecchiature e in altri campi, fornendo un supporto affidabile per il monitoraggio visivo in ambienti complessi.
La gamma di lunghezze d'onda della luce visibile all'occhio umano è di circa 0,38–0,78 micron e le onde elettromagnetiche con lunghezze d'onda superiori a 0,78 micron sono chiamate raggi infrarossi. La tecnologia della termografia a infrarossi si basa su questo principio: tutti gli oggetti in natura con temperature superiori allo zero assoluto (-273°C) irradieranno raggi infrarossi con intensità diverse.
Le termocamere a infrarossi ricevono la differenza nella radiazione infrarossa tra l'oggetto target e lo sfondo attraverso un rilevatore ad alta sensibilità e convertono questi segnali invisibili di radiazione termica in immagini visibili per formare un'immagine termica.
Questo tipo di immagine termica può riflettere in modo intuitivo la distribuzione della temperatura sulla superficie di un oggetto, consentendo all'occhio umano di vedere chiaramente l'area di cambiamento di temperatura altrimenti invisibile.
Con questo meccanismo di imaging, le termocamere a infrarossi non solo possono eseguire osservazioni di notte o in ambienti privi di luce, ma possono anche ottenere monitoraggio e analisi della temperatura senza contatto e ad alta precisione in complesse ispezioni industriali, manutenzione di apparecchiature e scenari di misurazione della temperatura di ricerca scientifica.
Le termocamere a infrarossi utilizzano mezzi tecnici come la conversione fotoelettrica e l'elaborazione del segnale per convertire le informazioni sulla distribuzione della temperatura sulla superficie dell'oggetto target in un'immagine termica o un'immagine video visualizzata, ottenendo così un monitoraggio e un'analisi intuitivi delle variazioni di temperatura.
In base ai diversi principi di imaging e metodi di rilevamento, le termocamere a infrarossi possono essere suddivise in due categorie: refrigerate e non raffreddate:
La termocamera a infrarossi raffreddata utilizza un sistema di refrigerazione a bassa temperatura, che può ridurre significativamente il rumore del rilevatore, ha una sensibilità termica e una risoluzione più elevate ed è adatta per campi di alta precisione come la ricognizione militare e l'esplorazione spaziale.
La termocamera a infrarossi non raffreddata non richiede un dispositivo di refrigerazione, ha una struttura più compatta, un consumo energetico inferiore e un'elevata velocità di risposta. Sebbene la sensibilità sia leggermente inferiore a quella del tipo di refrigerazione, le sue prestazioni possono soddisfare le esigenze della maggior parte delle applicazioni civili come rilevamento industriale, monitoraggio della sicurezza, diagnosi medica ed esperimenti di ricerca scientifica.
Grazie ai vantaggi di prestazioni di imaging stabili e affidabili e alla bassa dipendenza dalla luce ambientale, le telecamere a infrarossi stanno gradualmente diventando una parte importante della sicurezza intelligente, della manutenzione predittiva delle apparecchiature, del rilevamento energetico e del monitoraggio automatizzato della produzione, fornendo supporto tecnico per aggiornamenti intelligenti in molti settori.
In campi quali la visione artificiale, il monitoraggio della sicurezza e l'ispezione industriale, la termografia e le termocamere a infrarossi sono due metodi di imaging spesso menzionati. Sebbene entrambi siano basati sulla tecnologia a infrarossi, esistono differenze significative nei principi di funzionamento, nella presentazione delle immagini, nei campi di applicazione, ecc. Comprendere queste differenze aiuterà a scegliere l'attrezzatura più appropriata in diversi scenari.
1. Diversi principi di rilevamento
Telecamera a infrarossi: cattura principalmente la radiazione infrarossa emessa o riflessa dagli oggetti, basandosi su fonti di luce infrarossa esterne o segnali infrarossi ambientali. In determinate condizioni di illuminazione, è possibile ottenere informazioni sulla riflessione della superficie dell'oggetto per formare un'immagine chiara.
Termocamera: si basa solo sulla radiazione termica generata dall'oggetto stesso e non richiede una fonte di luce esterna. Genera immagini rilevando le differenze di temperatura sulla superficie di un oggetto, in modo da poter identificare con precisione i bersagli anche nella completa oscurità o in ambienti difficili.
2. Differenze nelle informazioni sull'immagine
Telecamera a infrarossi: catturando la riflessione della luce o la radiazione nella banda degli infrarossi, può esprimere la forma, le caratteristiche del materiale e i dettagli del contorno degli oggetti ed è adatta per il riconoscimento del target e il monitoraggio della scena.
Termocamera: si concentra sulla visualizzazione delle informazioni sulla temperatura e l'immagine termica in uscita riflette la distribuzione della temperatura dell'oggetto. Le diverse zone di temperatura vengono presentate con differenze di colore per aiutare a identificare componenti surriscaldati, punti di perdita di energia o obiettivi nascosti.
3. Differenze negli scenari applicativi
Telecamere a infrarossi: spesso utilizzate nel monitoraggio della visione notturna, nella gestione del traffico, nei test medici, negli esperimenti di ricerca scientifica e in altri campi e possono aiutare nel riconoscimento dei target e nel monitoraggio ambientale.
Termocamera: più adatta per scenari che richiedono la misurazione della temperatura o l'analisi della distribuzione del calore, come il rilevamento del consumo energetico degli edifici, l'ispezione delle apparecchiature elettriche, il soccorso antincendio, la misurazione della temperatura industriale e l'osservazione della fauna selvatica, ecc.
4. Costo e complessità del sistema
Telecamera a infrarossi: la tecnologia è matura e il costo è relativamente basso. Esistono modelli sul mercato che vanno dal livello consumer al livello industriale, adatti a requisiti applicativi multilivello.
Termocamera: poiché è dotata di un sensore termico altamente sensibile e di un preciso sistema di calibrazione della temperatura, il costo di produzione è più elevato. Viene utilizzato principalmente in campi professionali che richiedono precisione ad alta temperatura.
In generale, le termocamere a infrarossi si concentrano sul riconoscimento delle immagini e sull'imaging della scena, mentre le termocamere si concentrano sull'analisi della temperatura e sul rilevamento dell'occultamento. Il primo presta più attenzione al 'vedere chiaramente', mentre il secondo presta più attenzione al 'vedere con precisione'. Nelle applicazioni di monitoraggio intelligente, ispezione industriale e ricerca scientifica, i due possono spesso completarsi a vicenda e costruire insieme un sistema di ispezione e monitoraggio visivo più completo.
1. Diverse fasce di lavoro
Infrarossi a onde corte (SWIR): la gamma di lunghezze d'onda è di circa 0,9–1,7μm (alcuni possono estendersi fino a 2,5μm).
Infrarossi a onda lunga (LWIR): l'intervallo di lunghezze d'onda è di circa 8–14 μm.
La lunghezza d'onda corta è vicina alla luce visibile, quindi può essere ripresa utilizzando la luce parzialmente riflessa; mentre la lunghezza d'onda lunga appartiene alla banda della radiazione termica e si basa sul segnale di radiazione termica dell'oggetto.
2. Diversi principi di imaging
SWIR (infrarosso a onde corte): si basa sul principio dell'imaging a riflessione, simile a una fotocamera a luce visibile, ma con una banda di lunghezze d'onda diversa, quindi può catturare dettagli che le fotocamere tradizionali non possono identificare, come differenze di permeabilità dei materiali, cambiamenti di umidità, ecc.
LWIR (infrarosso a onda lunga): si basa sul principio dell'imaging con radiazione termica, ovvero rileva l'energia della radiazione termica infrarossa dell'oggetto stesso, che può riflettere direttamente la distribuzione della temperatura ed è spesso utilizzato per il rilevamento dell'imaging termico.
3. Diversi campi di applicazione
Le termocamere a infrarossi a onde corte vengono utilizzate principalmente per l'identificazione dei materiali, il rilevamento della prospettiva e l'analisi dell'umidità o dell'inquinamento. Possono catturare dettagli della superficie e differenze di struttura che non possono essere visualizzati dalla luce visibile. Pertanto, funzionano bene in scenari industriali come l'ispezione di semiconduttori, l'ispezione di bottiglie di vetro, il monitoraggio dell'umidità e l'allineamento laser.
Le termocamere a infrarossi a onda lunga sono migliori nel rilevamento della temperatura e nel monitoraggio dell'energia termica e possono riflettere in modo intuitivo la distribuzione del calore e i cambiamenti di energia sulla superficie degli oggetti. Sono spesso utilizzati nell'ispezione delle apparecchiature elettriche, nella diagnosi dei guasti termici, nell'analisi del consumo energetico degli edifici, nel monitoraggio degli incendi e in altri campi.
In generale, gli infrarossi a onde corte si concentrano sulla 'visione chiara di strutture e materiali', mentre gli infrarossi a onde lunghe si concentrano maggiormente sulla 'comprensione della temperatura e dell'energia'. Entrambi svolgono un ruolo insostituibile nei sistemi di visione artificiale.
