Innenfor maskinsyn og intelligent inspeksjon,Infrarøde kameraer blir gradvis uunnværlige visuelle persepsjonsenheter. I motsetning til tradisjonelle industrikameraer som er avhengige av avbildning av synlig lys, konverterer infrarøde kameraer mottatte strålingssignaler til elektriske signaler og genererer visuelle termiske bilder gjennom bildebehandlingsalgoritmer, og avslører dermed temperaturfordeling og materialforskjeller som ikke direkte kan oppfattes av det menneskelige øyet. Denne teknologien gjør det mulig for infrarøde kameraer å oppnå nøyaktig bildebehandling i komplekse industrielle miljøer. Det er mye brukt på mange felt som utstyrsdeteksjon, sikkerhetsovervåking, energiinspeksjon og vitenskapelig forskningsanalyse, noe som gir bredere persepsjonsevner og bruksverdi til det visuelle inspeksjonssystemet.
Funksjoner for infrarødt kamera
Et infrarødt kamera er en enhet som fanger opp det termiske strålingssignalet til et objekt og konverterer det til et synlig bilde. I naturen sender alle objekter med temperatur høyere enn absolutt null (-273°C) ut infrarøde stråler (dvs. termisk stråling) i varierende grad. I motsetning til synlig lys, er infrarødt lys ikke avhengig av eksterne lyskilder for belysning, så avbildning kan fortsatt utføres i fullstendig mørke.
I det elektromagnetiske spekteret har atmosfæren sterk absorpsjon av synlig lys og nær-infrarøde stråler, mens i de to båndene på 3–5 μm og 8–14 μm er atmosfæren ekstremt permeabel for infrarøde stråler. Disse to båndene kalles det 'atmosfæriske vinduet' av infrarøde stråler. Ved å bruke disse to vinduene kan det infrarøde kameraet tydelig observere varmefordelingen til målobjektet i mørke omgivelser eller tøffe forhold fylt med røyk og støv.
Med denne unike fordelen er infrarød termisk bildeteknologi mye brukt i nattsikkerhetsovervåking, industriell inspeksjon, utstyrstemperaturovervåking og andre felt, og gir pålitelig støtte for visuell overvåking i komplekse miljøer.
Infrarødt kamerabilde
Bølgelengdeområdet til synlig lys for det menneskelige øyet er omtrent 0,38–0,78 mikron, og elektromagnetiske bølger med bølgelengder lengre enn 0,78 mikron kalles infrarøde stråler. Infrarød termisk bildeteknologi er basert på dette prinsippet: alle objekter i naturen med temperaturer over absolutt null (-273°C) vil utstråle infrarøde stråler med ulik intensitet.
Infrarøde kameraer mottar forskjellen i infrarød stråling mellom målobjektet og bakgrunnen gjennom en høysensitiv detektor, og konverterer disse usynlige termiske strålingssignalene til synlige bilder for å danne et termisk bilde.
Denne typen termiske bilder kan intuitivt reflektere temperaturfordelingen på overflaten av et objekt, slik at det menneskelige øyet tydelig kan se det ellers usynlige området for temperaturendringer.
Med denne bildemekanismen kan infrarøde kameraer ikke bare utføre observasjoner om natten eller i miljøer uten lys, men kan også oppnå berøringsfri, høypresisjons temperaturovervåking og analyse i komplekse industrielle inspeksjoner, vedlikehold av utstyr og scenarier for temperaturmåling av vitenskapelig forskning.
Infrarødt kamera bildeteknologi
Infrarøde kameraer bruker tekniske midler som fotoelektrisk konvertering og signalbehandling for å konvertere temperaturfordelingsinformasjonen på overflaten av målobjektet til et visualisert termisk bilde eller videobilde, for derved å oppnå intuitiv overvåking og analyse av temperaturendringer.
I henhold til forskjellige bildeprinsipper og deteksjonsmetoder kan infrarøde termiske bildekameraer deles inn i to kategorier: kjølte og ukjølte:
Det avkjølte infrarøde termokameraet bruker et lavtemperaturkjølesystem, som kan redusere detektorstøy betraktelig, har høyere termisk følsomhet og oppløsning, og er egnet for høypresisjonsfelt som militær rekognosering og romutforskning.
Det ukjølte infrarøde termiske bildekameraet krever ikke en kjøleenhet, har en mer kompakt struktur, lavere strømforbruk og rask responshastighet. Selv om følsomheten er litt lavere enn for kjøletypen, kan ytelsen dekke behovene til de fleste sivile applikasjoner som industriell deteksjon, sikkerhetsovervåking, medisinsk diagnose og vitenskapelige forskningseksperimenter.
Med fordelene med stabil og pålitelig bildeytelse og lav avhengighet av omgivelseslys, blir infrarøde kameraer gradvis en viktig del av intelligent sikkerhet, utstyrsprediktivt vedlikehold, energideteksjon og automatisert produksjonsovervåking, og gir teknisk støtte for intelligente oppgraderinger i mange bransjer.
Viktige forskjeller mellom termisk bildebehandling og infrarøde kameraer
På felt som maskinsyn, sikkerhetsovervåking og industriell inspeksjon er termisk bildebehandling og infrarøde kameraer to avbildningsmetoder som ofte nevnes. Selv om begge er basert på infrarød teknologi, er det betydelige forskjeller i arbeidsprinsipper, bildepresentasjon, applikasjonsfelt osv. Å forstå disse forskjellene vil hjelpe deg å velge det mest passende utstyret i forskjellige scenarier.
1. Ulike deteksjonsprinsipper
Infrarødt kamera: fanger hovedsakelig infrarød stråling som sendes ut eller reflekteres av objekter, basert på eksterne infrarøde lyskilder eller infrarøde miljøsignaler. Under visse lysforhold kan refleksjonsinformasjonen til objektoverflaten oppnås for å danne et klart bilde.
Termisk kamera: er avhengig av den termiske strålingen som genereres av selve objektet og krever ikke en ekstern lyskilde. Den genererer bilder ved å oppdage temperaturforskjeller på et objekts overflate, slik at den nøyaktig kan identifisere mål selv i fullstendig mørke eller tøffe omgivelser.
2. Forskjeller i bildeinformasjon
Infrarødt kamera: Ved å fange lysrefleksjon eller stråling i det infrarøde båndet, kan det uttrykke form, materialegenskaper og konturdetaljer til objekter, og er egnet for målgjenkjenning og sceneovervåking.
Termisk bildekamera: fokuserer på visualisering av temperaturinformasjon, og det utgående termiske bildet reflekterer temperaturfordelingen til objektet. Ulike temperatursoner presenteres med fargeforskjeller for å hjelpe med å identifisere overopphetingskomponenter, energitappunkter eller skjulte mål.
3. Forskjeller i applikasjonsscenarier
Infrarøde kameraer: brukes ofte i nattsynsovervåking, trafikkstyring, medisinsk testing, vitenskapelige forskningseksperimenter og andre felt, og kan hjelpe til med målgjenkjenning og miljøovervåking.
Termisk bildekamera: mer egnet for scenarier som krever temperaturmåling eller varmefordelingsanalyse, for eksempel deteksjon av energiforbruk i bygninger, inspeksjon av elektrisk utstyr, brannredning, industriell temperaturmåling og dyrelivsobservasjon, etc.
4. Kostnad og systemkompleksitet
Infrarødt kamera: Teknologien er moden og kostnadene er relativt lave. Det finnes modeller på markedet som spenner fra forbrukerkvalitet til industrikvalitet, egnet for brukskrav på flere nivåer.
Termisk bildekamera: Fordi det er utstyrt med en svært følsom termisk sensor og et presist temperaturkalibreringssystem, er produksjonskostnadene høyere. Den brukes hovedsakelig i profesjonelle felt som krever høy temperaturnøyaktighet.
Generelt sett fokuserer infrarøde kameraer på bildegjenkjenning og sceneavbildning, mens termiske kameraer fokuserer på temperaturanalyse og skjult gjenkjenning. Førstnevnte legger mer vekt på å «se klart», mens sistnevnte legger mer vekt på å «se nøyaktig». I intelligent overvåking, industriell inspeksjon og vitenskapelige forskningsapplikasjoner kan de to ofte utfylle hverandre og i fellesskap bygge et mer komplett visuell inspeksjon og overvåkingssystem.
Infrarøde kameraer er delt inn i kortbølget og langbølget. Hva er forskjellen?
1. Ulike arbeidsbånd
Kortbølge infrarød (SWIR): bølgelengdeområdet er omtrent 0,9–1,7 μm (noen kan strekke seg til 2,5 μm).
Langbølge infrarød (LWIR): Bølgelengdeområdet er omtrent 8–14 μm.
Kort bølgelengde er nær synlig lys, så det kan avbildes ved hjelp av delvis reflektert lys; mens lang bølgelengde tilhører det termiske strålingsbåndet og er avhengig av objektets eget termiske strålingssignal.
2. Ulike bildeprinsipper
SWIR (kortbølge infrarød): er avhengig av prinsippet om refleksjonsavbildning, lik et kamera med synlig lys, men med et annet bølgelengdebånd, slik at det kan fange opp detaljer som tradisjonelle kameraer ikke kan identifisere, for eksempel forskjeller i materialgjennomtrengelighet, fuktighetsendringer, etc.
LWIR (langbølge infrarød): er avhengig av prinsippet om termisk strålingsavbildning, det vil si å detektere den infrarøde termiske strålingsenergien til selve objektet, som direkte kan reflektere temperaturfordelingen og ofte brukes til deteksjon av termisk avbildning.
3. Ulike bruksfelt
Kortbølgede infrarøde kameraer brukes hovedsakelig til materialidentifikasjon, perspektivdeteksjon og fuktighets- eller forurensningsanalyse. De kan fange overflatedetaljer og teksturforskjeller som ikke kan vises med synlig lys. Derfor presterer de godt i industrielle scenarier som halvlederinspeksjon, glassflaskeinspeksjon, fuktighetsovervåking og laserjustering.
Langbølgede infrarøde kameraer er bedre til temperaturdeteksjon og termisk energiovervåking, og kan intuitivt reflektere varmefordelingen og energiendringene på overflaten av objekter. De brukes ofte i inspeksjon av elektrisk utstyr, termisk feildiagnose, bygningsenergiforbruksanalyse, brannovervåking og andre felt.
Generelt sett fokuserer kortbølget infrarød på å «se strukturer og materialer klart», mens langbølget infrarød fokuserer mer på «innsikt i temperatur og energi». Begge spiller en uerstattelig rolle i maskinsynssystemer.
