Jak specifikovat termovizní čočku: 7 parametrů, které by kupující měli potvrdit

Termokamera nevytváří obraz stejným způsobem jako běžná kamera ve viditelném světle. Detekuje infračervené záření v rámci definovaného spektrálního pásma a převádí přijatý signál na termosnímek. Čočka musí být navržena pro tento rozsah vlnových délek a musí odpovídat detektoru a zamýšlené aplikaci.

Pro kupující je výzvou, že specifikace tepelné čočky může obsahovat několik parametrů, které vypadají povědomě – ohniskovou vzdálenost, clonové číslo, zorné pole a rozsah zaostření – spolu s požadavky, které jsou specifické pro infračervené zobrazování. Výběr čočky podle samotné ohniskové vzdálenosti může vést k sestavě, která neposkytuje očekávané pokrytí, citlivost nebo mechanické přizpůsobení.

Tato příručka nastiňuje sedm parametrů, které stojí za to ověřit při získávání zdrojů atermovizní čočkapro zabezpečení, průmyslové monitorování, kontrolu nebo jiné infračervené aplikace.

1. Potvrďte formát detektoru a rozteč pixelů

Kdykoli je to možné, začněte s modelem detektoru. Minimálně identifikujte rozlišení detektoru, aktivní oblast a rozteč pixelů. Běžné konfigurace tepelných detektorů zahrnují různé počty pixelů a rozteče pixelů a čočka musí poskytovat obrazový kruh a optický výkon odpovídající detektoru.

Rozteč pixelů je vzdálenost mezi sousedními pixely detektoru. Je relevantní pro prostorové detaily, které může systém vzorkovat, ale neurčuje nezávisle konečné rozlišení obrazu. Důležitý je také optický výkon, ostření, zpracování signálu, atmosférické podmínky a cílový kontrast.

Čočka určená pro jeden formát detektoru nemusí pokrýt větší aktivní plochu. Naopak čočka může fyzicky zakrývat detektor, ale nedodává požadovanou kvalitu obrazu na okrajích.

Při žádosti o cenovou nabídku uveďte přesný model detektoru nebo jeho katalogový list. To umožňuje dodavateli optiky vyhodnotit kompatibilitu spíše než se spoléhat pouze na popis jako „640 × 512 termokamera“.

2. Specifikujte spektrální pásmo a optické materiály

Termovizní čočky musí přenášet infračervené záření relevantní pro detektor a aplikaci. Dlouhovlnné infračervené (LWIR) pásmo je běžně spojováno se systémy tepelného zobrazování, ale požadovaný spektrální rozsah by měl být potvrzen ze specifikace detektoru a systému, nikoli předpokládaný.

Optické materiály vhodné pro kamery s viditelným světlem nejsou automaticky vhodné pro každou infračervenou vlnovou délku. Pro zamýšlené spektrální pásmo je třeba vzít v úvahu propustnost materiálu, povlaky, ochranu povrchu a požadavky na prostředí.

Ujasněte si požadovaný rozsah vlnových délek a zda musí čočka obsahovat antireflexní vrstvu nebo ochranný přední člen. Pokud bude kamera fungovat venku, zeptejte se, jak je chráněn exponovaný optický povrch a jaká omezení pro čištění a manipulaci platí.

Nepředpokládejte, že „infračervená čočka“ popisuje jednu zaměnitelnou kategorii produktů. Blízké infračervené zobrazení a dlouhovlnné termovizní zobrazení mají odlišné optické požadavky. Přesné pásmo je jedním z prvních detailů, které by měl dodavatel potvrdit.

3. Vyberte ohniskovou vzdálenost podle vzdálenosti cíle a pokrytí

Ohnisková vzdálenost a rozměry detektoru společně určují úhlové zorné pole. Z praktického hlediska závisí výběr na tom, jakou část scény musí kamera pokrýt a jak daleko bude cíl.

Kratší ohnisková vzdálenost obecně poskytuje širší zorné pole na stejném detektoru, což může být užitečné pro monitorování oblasti. Delší ohnisková vzdálenost zužuje pohled a může umístit více pixelů přes vzdálený cíl za předpokladu, že optický systém a atmosférické podmínky podporují požadované detaily.

Před výběrem ohniskové vzdálenosti definujte cílovou vzdálenost, velikost cíle, požadované horizontální a vertikální pokrytí a zda musí kamera pozorovat blízké i vzdálené objekty. Jednoduché schéma scény je často užitečné.

Pokud systém musí detekovat malý objekt ve známé vzdálenosti, není otázkou pouze to, zda se cíl objeví na snímku. Jde o to, zda cíl zabírá dostatek pixelů detektoru s dostatečným kontrastem pro zamýšlenou úlohu detekce nebo měření. To může vyžadovat vyhodnocení na úrovni systému spíše než samotný výpočet ohniskové vzdálenosti.

4. Pochopte F-číslo a jeho kompromisy

F-číslo popisuje poměr mezi ohniskovou vzdáleností a efektivním průměrem clony. Při termálním zobrazování může nižší F-číslo pomoci optickému systému shromáždit více záření, což může být cenné při detekci cílů s nízkým kontrastem nebo při práci s omezenou dobou integrace.

Nižší F-číslo však není univerzální řešení. Je také třeba vzít v úvahu složitost optického designu, kontrolu aberace, velikost objektivu, cenu, toleranci zaostření a kvalitu obrazu v celém poli. Detektor, elektronika, proces kalibrace a provozní podmínky ovlivňují výsledný termosnímek.

Při porovnávání kandidátských čoček potvrďte F-číslo vedle požadovaného spektrálního pásma, detektoru, ohniskové vzdálenosti a zorného pole. Vyhněte se porovnávání hodnot clony, aniž byste si ověřili, zda jsou produkty určeny pro stejné systémové požadavky.

Vhodná clona je ta, která splňuje cíle citlivosti a kvality obrazu v rámci velikosti projektu, nákladů a výrobních omezení.

5. Definujte rozsah zaostření a minimální pracovní vzdálenost

Termokameru lze použít pro monitorování na velké vzdálenosti, blízkou kontrolu nebo kombinaci obou. Požadovaný rozsah zaostření by proto měl být výslovně uveden.

Některé aplikace zaostřují na nekonečno nebo blízko něj, zatímco jiné potřebují kontrolovat zařízení nebo komponenty na kratší vzdálenosti. Objektiv optimalizovaný pro jeden rozsah nemusí poskytovat přijatelný výkon v jiném rozsahu. Před výběrem sestavy by měla být potvrzena minimální zaostřovací vzdálenost, zaostřovací mechanismus a možnost nastavení zaostření.

Pokud bude kamera instalována za ochranným oknem, zahrňte okno do diskuze o systému. Jeho materiál, tloušťka a umístění mohou ovlivnit přenos nebo optický výkon v závislosti na spektrálním pásmu a konstrukci.

Uveďte nejbližší a nejvzdálenější cílové vzdálenosti a zjistěte, zda musí být zaostření nastavitelné v terénu nebo pevné během montáže. Tyto detaily jsou zvláště důležité pro OEM zařízení, kde bude čočka integrována do utěsněného nebo kompaktního pouzdra.

6. Potvrďte zorné pole, zkreslení a pokrytí obrazu

Tepelná čočka by měla být vyhodnocena z hlediska požadovaného zorného pole a části detektoru, která musí zůstat použitelná. Jmenovitý úhel je pouze částí obrázku.

Relativní osvětlení, zkreslení a optický výkon v celém poli mohou ovlivnit, jak konzistentně vypadají cíle od středu k okrajům. Pro aplikace zahrnující měření, sledování nebo automatizovanou analýzu může být chování zkreslení a kalibrace obzvláště důležité.

Pokud kamera potřebuje pokrýt určitou chodbu, stroj, elektrickou skříň nebo venkovní prostor, uveďte rozměry scény a vzdálenost kamery od cíle. Požadujte horizontální a vertikální zorné pole, nejen hodnotu úhlopříčky, když má aplikace definovaný poměr stran.

Ujasněte si také, zda bude kamera sloužit pro kvalitativní pozorování, automatizovanou detekci nebo měření teploty. Tyto úkoly mohou klást různé požadavky na kompletní zobrazovací systém. Specifikace objektivu by měla být vázána na zamýšlený výsledek, nikoli pouze na seznam optických čísel.

7. Zkontrolujte environmentální, mechanické a výrobní požadavky

Termovizní čočky se často používají v náročných prostředích, včetně venkovního monitorování, průmyslové kontroly a zařízení pracujících v širokém teplotním rozsahu. Specifikujte očekávané provozní teploty, vlhkost, vibrace, ochranu proti prachu a jakékoli příslušné požadavky na těsnění.

Mechanická integrace si zaslouží stejnou pozornost. Potvrďte montážní rozhraní, průměr čočky, celkovou délku stopy, polohu detektoru, dostupný prostor a metodu nastavení zaostření. Pokud návrh obsahuje ochranný čelní prvek nebo okno, ujasněte si jeho roli a požadované vlastnosti.

U projektů OEM uveďte očekávané množství prototypu, odhadovaný roční objem, cílové jednotkové náklady a harmonogram projektu. Tyto komerční vstupy pomáhají dodavateli určit, zda je vhodná standardní čočka, nebo je třeba vyhodnotit přizpůsobený design.

Nakonec definujte, jak budou vzorky hodnoceny. Detektor, čočka, kalibrace a testovací prostředí by měly odpovídat zamýšlenému použití. Před schválením sériové výroby se dohodněte na zkušební vzdálenosti, postupu ostření, cílových podmínkách a kritériích přijetí.

Závěr: specifikujte celý termovizní systém

Výběr termovizní čočky vyžaduje více než jen odpovídající ohniskovou vzdálenost nebo clonové číslo. Formát detektoru, rozteč pixelů, spektrální pásmo, zorné pole, rozsah ostření, optický výkon, mechanická omezení a provozní prostředí ovlivňují to, zda je čočka vhodná.

Kompletní datový list detektoru, informace o cílové vzdálenosti, požadavky na scénu a mechanické nákresy poskytují mnohem silnější základ pro hodnocení než krátký požadavek na „tepelnou čočku“.

Boshi Optics, součástShanghai Silk Optical Technology Co., Ltd., nabízí optické produkty pro zobrazovací aplikace, včetně možností termovizních čoček a přizpůsobeného optického vývoje. Pokud získáváte čočku pro novou termokameru, sdílejte model detektoru, spektrální pásmo, požadované zorné pole, rozsah zaostření a dostupné mechanické rozměry.

Prozkoumejte našetermovizní čočkyaoptická řešení na míru , nebo nás kontaktujte prostřednictvímWeb Boshi Optics k projednání vaší žádosti.