Mjerenje temperature termometrom nije posljednja opcija koju danas imamo. Postoji nekoliko novih tehnologija proizašlih iz znanosti koje obećavaju bolje rezultate od tradicionalnih termometara. Infracrveno i toplinsko snimanje potpuno su nove tehnologije koje postaju sve popularnije, posebice u industrijskoj upotrebi. Zapravo, ove dvije tehnologije imaju jednu zajedničku stvar - mogućnost prikazivanja vrijednosti temperature objekta u obliku vizualnih informacija.

Postoje posebne infracrvene i termovizijske kamere koje prikazuju varijacije u temperaturnim vrijednostima objekta pomoću palete boja. I infracrvene i termovizijske kamere koriste se u raznim područjima: vojnim, sigurnosnim i nadzornim, a razlikuju se po načinu na koji određuju vrijednosti temperature objekta koji se procjenjuje.

Kako termovizijske kamere rade

Termalne kamere mjere apsolutnu temperaturu objekta. Termogram (slika koja se dobije) predstavlja vrijednost prosječnog infracrvenog zračenja koje emitira neko tijelo ili predmet. Iako većina infracrvenih uređaja zahtijeva svjetlo, to nije kritično za termalne kamere. Jedna od glavnih prednosti ovih uređaja je mogućnost rada u potpunom mraku, što znači da njihov rad ne ovisi o prisutnosti svjetla. Ova značajka čini termalne kamere najprikladnijima za mjerenje temperature u sustavima video nadzora.

Kako rade infracrvene kamere

Infracrvene kamere primaju, obrađuju i mjere snop infracrvenog svjetla. Infracrvena fotografija prikazuje energiju zračenja koju objekti emitiraju u infracrvenom spektru. Energija zračenja svakog elementa varira ovisno o varijacijama temperaturnih vrijednosti svakog elementa posebno. Infracrvene termalne kamere generiraju sliku infracrvenog zračenja objekta. Ljudi najčešće koriste infracrvenu kameru za mjerenje okolišnih uvjeta oko pojedinačnih zgrada. Glavna svrha je otkriti potencijalne probleme s izolacijom i vlagom.

Infracrvena kamera ili termovizijska kamera

Glavna razlika između infracrvene i termalne kamere je vrsta detekcije. Zbog činjenice da kamere mogu mjeriti infracrveno zračenje objekta u srednjem infracrvenom području spektra, poznate su i kao IR detektori. Kada je riječ o identifikaciji infracrvenog potpisa objekta, infracrveni i termalni uređaji se razlikuju. IR kamera ima mogućnost detektiranja aktivnih infracrvenih potpisa, dok termovizijska kamera može detektirati trenutni potpis objekta prema trenutnom toplinskom obrascu objekta koji se mjeri.

Ne znam za vas, ali ja sam se uvijek pitao: kako bi svijet izgledao da su RGB kanali boja u ljudskom oku bili osjetljivi na drugačiji raspon valnih duljina? Nakon što sam preturao okolo, pronašao sam infracrvene svjetiljke (850 i 940 nm), set IR filtera (680-1050 nm), crno-bijelu digitalnu kameru (bez filtera), 3 leće (4 mm, 6 mm i 50 mm) dizajnirane za fotografiranje u IC svjetlu. Pa, pokušajmo vidjeti.

Na temu IC fotografije sa skidanjem IC filtera na hubu - ovaj put ćemo imati više prilika. Također fotografije s drugim valnim duljinama u RGB kanalima (najčešće hvataju IC područje) mogu se vidjeti u postovima s Marsa i općenito.

Ovo su svjetiljke s IR diodama: 2 lijeve na 850nm, desna na 940nm. Oko vidi slabašni sjaj na 840 nm, onaj desni samo u potpunom mraku. Za IR kameru su blistavi. Čini se da oko zadržava mikroskopsku osjetljivost na blisku IR + LED zračenje ima niži intenzitet i kraće (=vidljivije) valne duljine. Naravno, treba biti oprezan sa snažnim IR LED diodama - ako imate sreće, možete neopaženo dobiti opekotine na mrežnici (kao kod IR lasera) - jedino što vas spašava je da oko ne može fokusirati zračenje u točku. .

Crno-bijela noname USB kamera od 5 megapiksela - na senzoru Aptina Mt9p031. Dugo sam tresao Kineze o crno-bijelim kamerama - i jedan je prodavač konačno pronašao ono što sam trebao. U kameri uopće nema filtera - možete vidjeti od 350nm do ~1050nm.

Objektivi: ovaj je 4 mm, postoje i 6 i 50 mm. Na 4 i 6 mm - dizajniran za rad u IR rasponu - bez toga, za IR raspon bez refokusiranja, slike bi bile izvan fokusa (primjer će biti ispod, s konvencionalnim fotoaparatom i IR zračenjem od 940 nm). Ispostavilo se da je C mount (i CS s duljinom prirubnice različitom za 5 mm) naslijeđen od 16 mm filmskih kamera s početka stoljeća. Objektivi se još uvijek aktivno proizvode - ali za sustave videonadzora, uključujući i poznate tvrtke poput Tamrona (njihov objektiv od 4 mm: 13FM04IR).

Filteri: Opet sam pronašao set IR filtera od Kineza od 680 do 1050 nm. Međutim, test IC propusnosti dao je neočekivane rezultate - čini se da to nisu propusni pojasni filtri (kao što sam zamišljao), već različite "gustoće" boje - što mijenja minimalnu valnu duljinu propuštene svjetlosti. Pokazalo se da su filtri nakon 850 nm vrlo gusti i zahtijevaju duge brzine zatvarača. IR-Cut filter - naprotiv, propušta samo vidljivu svjetlost, trebat će nam prilikom snimanja novca.

Filtri vidljive svjetlosti:

IR filteri: crveni i zeleni kanali - u svjetlu svjetiljke od 940 nm, plavi - 850 nm. IR-Cut filter - reflektira IC zračenje, zato ima tako veselu boju.

Počnimo pucati

Panorama tijekom dana u IC: crveni kanal - s filterom na 1050 nm, zeleni - 850 nm, plavi - 760 nm. Vidimo da drveće posebno dobro reflektira vrlo blizu IR. Obojeni oblaci i obojene mrlje na tlu uzrokovani su kretanjem oblaka između okvira. Pojedinačni kadrovi su kombinirani (ako je moglo doći do slučajnog pomaka kamere) i spojeni u 1 sliku u boji u CCDStack2 - programu za obradu astronomskih fotografija, gdje se slike u boji često prave od nekoliko kadrova s ​​različitim filterima.

Panorama noću: možete vidjeti razliku u boji između različitih izvora svjetla: “energetski učinkovito” - plavo, vidljivo samo u vrlo bliskoj IR. Žarulje sa žarnom niti su bijele i svijetle u cijelom rasponu.

Polica za knjige: Gotovo svi normalni objekti gotovo su bezbojni u IR-u. Ili crno ili bijelo. Samo neke boje imaju izraženu "plavu" (kratkovalnu IR - 760 nm) nijansu. LCD zaslon igre "Pa, čekaj malo!" - ne pokazuje ništa u IC rasponu (iako radi za refleksiju).

Mobitel s AMOLED ekranom: na njemu se u IC-u ne vidi apsolutno ništa, kao ni plavi indikator LED na postolju. U pozadini se ništa ne vidi ni na LCD ekranu. Plava boja na metro karti je IC prozirna - i antena za RFID čip unutar karte je vidljiva.

Na 400 stupnjeva, lemilo i sušilo za kosu svijetle prilično jarko:

Zvijezde

Poznato je da je nebo plavo zbog Rayleighovog raspršenja - prema tome, u IR rasponu ima puno nižu svjetlinu. Je li moguće vidjeti zvijezde navečer ili čak danju naspram neba?

Fotografija prve večernje zvijezde običnim fotoaparatom:

IR kamera bez filtera:

Još jedan primjer prve zvijezde na pozadini grada:

Novac

Prvo što vam pada na pamet za provjeru autentičnosti novca je UV zračenje. Međutim, novčanice imaju puno posebnih elemenata koji se pojavljuju u IR rasponu, uključujući i one vidljive oku. Već smo razgovarali o ovome na hubu - sada da vidimo sami:

1000 rubalja s filtrima 760, 850 i 1050 nm: samo pojedinačni elementi tiskaju se tintom koja apsorbira IC zračenje:

5000 rubalja:

5000 rubalja bez filtera, ali s osvjetljenjem različitih valnih duljina:
crvena = 940nm, zelena - 850nm, plava - 625nm (=crveno svjetlo):

Međutim, trikovi s infracrvenim novcem tu ne završavaju. Novčanice imaju anti-Stokes oznake - kada su osvijetljene IR svjetlom od 940 nm, svijetle u vidljivom području. Fotografiranje običnim fotoaparatom - kao što vidite, IR svjetlo malo prolazi kroz ugrađeni IR-Cut filter - ali zato... Objektiv nije optimiziran za IR - slika ne dolazi u fokus. Infracrveno svjetlo izgleda svijetloljubičasto jer su Bayerovi RGB filteri .

Sada, ako dodamo IR-Cut filter, vidjet ćemo samo svjetleće anti-Stokesove oznake. Element iznad "5000" najsvjetlije svijetli, vidljiv je čak i pri slabom sobnom osvjetljenju i pozadinskom osvjetljenju s 4W 940nm diodom/svjetiljkom. Ovaj element također sadrži crveni fosfor - svijetli nekoliko sekundi nakon ozračivanja bijelom svjetlošću (ili IR->zelenom od anti-Stokesovog fosfora iste oznake).

Element desno od "5000" je fosfor koji neko vrijeme svijetli zeleno nakon ozračivanja bijelom svjetlošću (nije potrebno IC zračenje).

Sažetak

Novac u IR rasponu pokazao se izuzetno nezgodnim, a možete ga provjeriti na terenu ne samo UV, već i IR 940nm svjetiljkom. Rezultati snimanja neba u IC-u daju nadu za amatersku astrofotografiju bez putovanja daleko izvan granica grada.

Zračenje se može podijeliti u sedam segmenata - zrake vidljive svjetlosti, radio valovi, mikrovalovi i vidljiva svjetlost. Ljudsko oko može percipirati samo "vidljivo zračenje". To obično nazivamo svjetlom. Neobično upečatljiv primjer za to je duga, gdje je sasvim obična bijela boja podijeljena na određene segmente. Možda je infracrvena kamera.

Otvoren je na samom početku 19. stoljeća. To predstavlja

To je elektromagnetsko zračenje, koje zauzima spektralni raspon koji se nalazi na granici između crvenog svjetla, koje možemo vidjeti, i kratkovalnog zračenja. Danas je sve češće napraviti infracrvenu kameru vlastitim rukama. Infracrveno zračenje može se podijeliti u tri raspona:

• Dugi val.
• Srednji val.
• Kratkotalasni.

Umjetni izvori takvih valova mogu biti žarulje sa žarnom niti, keramičke ili metalne ploče, plinski plamenici, spirale itd. Trenutno se infracrvene kamere naširoko koriste u raznim našim područjima

Svakidašnjica. To uključuje kozmetologiju, elektroniku, medicinu i prehrambenu industriju. Mnogi uređaji trećih strana temelje se na infracrvenom zračenju - detektori valuta, daljinski upravljači, grijači i reflektori.

Obećavajući i aktualan smjer korištenja toplinske energije ovih valova je sušenje i sterilizacija svih vrsta proizvoda i materijala. Komora pomaže u sušenju i dezinfekciji boja i lakova te prehrambenih proizvoda. U industriji se uglavnom koriste tri metode sušenja:

• Metoda termoradijacije (koristi se infracrveno zračenje).
• Konvektivna metoda (koristeći vrući zrak).
• Kombinirano.

Infracrvena kamera pomaže kod svih vrsta emajla i boja, uključujući vodotopive i akrilne. Tijekom ovog procesa sušenja materijali boja i lakova prelaze iz tekućeg u kruto stanje; kemičari to nazivaju stvrdnjavanjem. Tijekom sušenja u konvekcijskoj komori, gornji sloj premaza se najprije suši i zagrijava, što kasnije sprječava ispuštanje otapala.

Kako biste odabrali pravi uređaj za infracrveno sušenje, morate obratiti pozornost na mnoge čimbenike koji mogu utjecati na proces. Prije svega, ovo je maksimalno moguće zagrijavanje koje infracrvena kamera može tolerirati. Osim toga, maksimalno zagrijavanje podloge od određenog materijala, snaga izvora energije, kao i masa i veličina proizvoda koji se suši.

Između ostalog, ne zaboravite da vrijeme sušenja izravno ovisi o boji boje i njezinom sastavu. To je zbog činjenice da različiti materijali mogu imati različitu refleksiju. Svijetle boje boje ne upijaju zrake i reflektiraju samo dio njih, zbog čega će im trebati malo više vremena da se suše. U isto vrijeme, metalik boje mogu pojačati ovaj učinak. Sadrže čestice aluminija koje reflektiraju zrake poput zrcala. Tamne boje suše se mnogo brže.

Kao nastavak moje nedavne bilješke, želim govoriti o najjednostavnijem načinu pretvaranja obične web kamere u takozvanu kameru za noćno gledanje - sposobnu osjetiti infracrveni raspon spektra.

Što je infracrvena kamera za noćno gledanje

Zapravo, svaki digitalni fotoaparat može djelovati kao pojačivač slike (elektronsko-optički pretvarač) za uređaj za noćno gledanje (NVD) nulte generacije (takvi NVG koriste aktivno IR osvjetljenje područja), budući da same matrice fotoaparata percipiraju ne samo vidljivog, ali i IR spektra. “Višak” svjetla se odsijeca pomoću svjetlosnih filtara (u ovom slučaju IC filtera) i to tako da slika koju proizvodi kamera odgovara onome što percipira ljudsko oko. Usput, u jeftinim kamerama IR filtar je slab ili može biti potpuno odsutan - da provjerite, možete zasjati daljinski upravljač, na primjer, u kameru mobilnog telefona. Stoga, uklanjanjem IC filtera možete pretvorite običnu web kameru u kameru za noćno gledanje, u isto vrijeme povećavajući ukupnu osjetljivost web kamere i uklanjajući šum slike u uvjetima slabog osvjetljenja

Uklanjanje IR filtra s web kamere

Razmotrit ću postupak rastavljanja IC filtra koristeći web kameru kao primjer. Logitech web kamera C120. Na internetu postoji dobar s opisima (na engleskom) načina uklanjanja IR filtara s web kamera glavnih veličina. Čak i ako određeni model fotoaparata ne postoji (kao što je moj, na primjer), korisno je pronaći najbliži sličan i upoznati se s njegovom strukturom; to će vam biti korisno u budućnosti pri rastavljanju fotoaparata. Pažnja— ne može se svaki fotoaparat bezbolno lišiti filtra — .

• Prvi korak je rastavljanje kućišta - skidanjem kućišta s prednje polulopte, uklanjanjem gumenog čepa koji pokriva sjedište montažnog vijka i odvrtanjem samog vijka. Za izvođenje ovih radnji trebat će vam barem tanki Phillips odvijač (najbolji je odvijač sa satom); prikladno je izvaditi utikač tako da ga pokupite nekim oštrim predmetom, iako je sasvim moguće proći i noktima.
  
• Nakon odvrtanja, komora se rastavlja na dvije polovice, hemisfere, za koje ih morate povući u različitim smjerovima od središnjeg šava. U tom slučaju možete ukloniti standardno postolje ako vam u budućnosti ne bude potrebno, kao i ukloniti svjetlosni vodič s LED indikatora i ukloniti gumb koji se nalazi na stražnjoj strani kamere.
  
  
• Sada morate ukloniti ploču s lećom pričvršćenom na nju iz utora. Nakon toga se prsten za fokusiranje uklanja s leće, a sam se odvrće od kućišta matrice. Ostavimo sve što smo snimili po strani i bacimo se na ono glavno - samu matricu.
  
  
• Da biste skinuli kućište s matrice, potrebno je odvrnuti dva vijka koji se nalaze na stražnjoj strani ploče. Kućište oko perimetra je zalijepljeno za ploču, pa ga morate pažljivo ukloniti, ali uz određenu snagu. Nakon uklanjanja kože, bolje je i ploču s matricom staviti na stranu kako se matrica ne bi slučajno oštetila.
  
  
• Prijeđimo na glavni korak. IR filtar je zalijepljen na kućište iznutra, osobno ga nisam mogao rastaviti - samo sam ga morao izbiti šivaćom iglom i očistiti ostatke (bolje je to učiniti s naočalama - IR filtar je staklo i mali komadići stakla mogu doletjeti u oko).
  
  
• To je to, kamera za noćno gledanje je spremna! Sve što ostaje je postaviti kućište na mjesto (prilikom postavljanja obratite pozornost na tipke koje se nalaze na kućištu i ploči - izbočine i rupe, čije poravnanje osigurava ispravan položaj kućišta). Uvrnemo objektiv u kućište, spojimo kameru i .

Sada kameru samo trebate zatvoriti u prikladno kućište (možete koristiti i standardna ako vam veličina i oblik odgovaraju) i postaviti je na pravo mjesto - npr. iznad ulaznih vrata, spojite žicu kamere na računalo. . I uživajte u svom sustavu videonadzora koji ste sami sastavili!

Zašto bi inače infracrvena kamera mogla biti korisna?

Osim što je sama infracrvena kamera manje osjetljiva na slabo osvjetljenje te je stoga prikladnija za korištenje kao sigurnosna kamera nego obična, ima još nekoliko zanimljivih značajki:

• Prva i glavna stvar, koja proizlazi iz same biti IR kamere, je da ona percipira IC zračenje, što znači da će IC osvjetljenje nevidljivo golim okom (isti princip NVG-a nulte generacije) raditi savršeno s takvim fotoaparat. ujak Liao predlaže

Vrijedno je početi s činjenicom da svaka kamera može obavljati video nadzor u infracrvenom rasponu. To je određeno činjenicom da spektralna osjetljivost matrice video kamere, u jednom ili drugom stupnju, pokriva dio IR raspona.

Moramo odmah rezervirati - govorit ćemo o formiranju slike zbog reflektiranih infracrvenih zraka.

Snimanje vlastitog toplinskog zračenja objekta moguće je posebnim uređajima - uređajima za noćno gledanje, termovizijskim kamerama, koje po principu rada nemaju mnogo zajedničkog s CCTV kamerama.

Ako je zadatak organizirati nadzor uglavnom ili isključivo noću, tada pri odabiru kamere treba uzeti u obzir sljedeće točke:

Monokromatski (crno-bijeli) analogni fotoaparati mnogo su prikladniji za te svrhe od onih u boji. To je određeno njihovim dizajnom i principom rada.

• Prvo, matrice izrađene pomoću CCD (CCD) tehnologije koje se koriste u ovim uređajima nemaju dodatne mikroelektroničke elemente na svojoj površini, stoga se njihova cijela površina koristi isključivo za formiranje slike.
• Drugo, budući da je osjetljivost matrice uvelike određena količinom svjetla po jedinici površine, a tri elementarna područja koriste se za formiranje slike u boji (jednobojno jedno), prednost crno-bijelih video kamera postaje očito.

IR RASVJETA ZA CCTV KAMERE

Bez obzira na to koliko je fotoosjetljivost video kamere, nemoguće je bez dodatnog infracrvenog osvjetljenja za organiziranje video nadzora u uvjetima slabog osvjetljenja. Razlozi zbog kojih se koristi IR mogu biti različiti. Videonadzor u infracrvenom području spektra može se koristiti:

• u slučajevima kada nije ekonomski isplativo koristiti umjetnu rasvjetu;
• po potrebi osigurati tajnost videonadzora;
• na objektima gdje je neprihvatljiva uporaba izvora vidljive svjetlosti.

Posljednja točka je donekle specifična, ali kada se organizira promatranje, na primjer, u kinima tijekom predstave, mora se uzeti u obzir.

Treba napomenuti da učinkovitost IC osvjetljenja ovisi između ostalog i o osjetljivosti kamere za videonadzor u infracrvenom području. Činjenica je da u većini slučajeva jednom video kamerom želimo pratiti i dan i noć. Štoviše, tijekom dnevnog svjetla potrebno je dobiti sliku u boji visoke kvalitete.

Ova dva zadatka su kontradiktorne prirode. Prisutnost načina rada "dan-noć" za videonadzorne kamere u boji ne uklanja u potpunosti ovu kontradikciju. Najbolji rezultati postižu se korištenjem mehaničkog IR filtera.

Strukturno, infracrveno osvjetljenje se provodi na dva načina:

• ugrađen u CCTV kameru;
• izrađen kao zasebna cjelina (IR iluminator).

Potonja opcija je objašnjena u nastavku, ali ako ste odabrali kameru s ugrađenim pozadinskim osvjetljenjem, imajte na umu da veliki raspon pozadinskog osvjetljenja zahtijeva odgovarajuću LED snagu. A velika snaga zahtijeva dobru disipaciju topline, inače će se video kamera jednostavno pregrijati (ovo se posebno odnosi na IP uređaje).

Jeste li vidjeli široko korištene video kamere s vanjskim radijatorima? Stoga, kada vidim kameru s navedenim dometom IR osvjetljenja većim od 20 metara, muče me nejasne sumnje u njezinu učinkovitost.

IR REFLEKTORI

Infracrveni reflektori za sustave video nadzora omogućuju vam učinkovito provođenje nadzora noću. Strukturno, oni predstavljaju funkcionalno cjelovit uređaj u zasebnom kućištu. Prema vrsti emitera mogu biti:

• svjetiljka;
• LED.

Prvi imaju relativno kratak radni vijek, nesigurni su u radu i stoga se sada praktički ne koriste. LED reflektori su kompaktni, otporni na različite vrste vibracija i udaraca te imaju visoku učinkovitost. Njihove glavne tehničke karakteristike su:

• snaga zračenja;
• kut pozadinskog osvjetljenja;
• opseg;
• valna duljina IR zračenja.

Što je veća snaga infracrvenog iluminatora i što je manji kut osvjetljenja, to je veća udaljenost na kojoj djeluje.

Snaga je određena brojem i vrstom LED dioda. Kut osvjetljenja također je određen dvama faktorima: dizajnom LED dioda i prirodom njihovog postavljanja u tijelo uređaja. Budući da same LED diode tvore prilično uzak snop zračenja, za osvjetljavanje velikih područja njihove optičke osi moraju biti postavljene pod kutom jedna prema drugoj.

Kut osvjetljenja reflektora mora odgovarati kutu gledanja CCTV kamere. Izuzetak mogu biti slučajevi kada su mjesta postavljanja video kamere i reflektora odvojena. Osim toga, moguće je da se jedan reflektor koristi za osvjetljavanje područja gledanja nekoliko kamera.

Na primjer, za kameru sa žarišnom duljinom od 3,6 mm, maksimalna radna udaljenost bit će oko 15 metara. Grubo procjenjujemo da je kut njezina “vida” 60 0 . Sukladno tome, IR iluminator mora imati iste parametre za rad s njim.

Imajte na umu da je postizanje velikog raspona osvjetljenja s velikim kutom otvaranja IC iluminatora tehnički težak zadatak. Takve uređaje nećete naći u širokoj prodaji ili će im cijena biti izrazito visoka.

Dakle, pri odabiru uređaja za infracrveno osvjetljenje morate mu pristupiti promišljeno i kritički se odnositi prema raznim vrstama reklamnih izjava.

* * *

© 2014-2020 Sva prava pridržana.
Materijali na stranici služe samo u informativne svrhe i ne mogu se koristiti kao smjernice ili normativni dokumenti.