Kamery termowizyjneKamery termowizyjne
Oferta kamer termowizyjnych jest bardzo bogata. Jest to generalnie sprzęt bardzo drogi a różnice cen pomiędzy poszczególnymi modelami znaczne. Różnica ta wynika przede wszystkim z przeznaczenia danego rodzaju kamery i jej parametrów. Najprostsze kamery do ograniczonych badań termowizyjnych kosztują kilka tysięcy euro a najbardziej "wyrafinowany" sprzęt termowizyjny wraz z dodatkowym wyposażeniem nawet kilkadziesiąt tysięcy euro.
Oto rodzina kamer termowizyjnych VisIR firmy Thermoteknix (Wlk. Brytania) o rozdzielczościach obrazowych 160x120, 320x240 i 640x480 pikseli.
Poniżej przykładowe termogramy wykonane kamerą termowizyjną VisIR 640 o rozdzielczości 640x480 z wykorzystaniem funkcji specjalnej IR-Fusion.
(termogramy zamieszczone dzięki uprzejmości firmy Thermoteknix Systems Ltd)
Rozdzielczość kamery termowizyjnej
Bardzo ważnym parametrem kamery termowizyjnej jest jej rozdzielczość temperaturowa czyli różnica temperatur jaką da się zarejestrować podczas badania kamerą termowizyjną. W podstawowych modelach kamer wynosi ona ok. 0,1°K, natomiast w najlepszych kamerach wynosi ok. 0,05°K, co pozwala na wykrycie wręcz niewyobrażalnie małych różnic temperatury na powierzchni badanego obiektu.
Jeśli chodzi o rozdzielczość obrazową to w odróżnieniu od aparatów cyfrowych, które obecnie dysponują matrycami o rozdzielczościach siegających kilkunastu milionów pikseli, matryce bolometryczne wykorzystywane w najtańszych kamerach mają rozdzielczość zaledwie 80x80 pikseli. Typowymi matrycami w nieco lepszych kamerach są matryce 120x120, 140x140 lub 180x180 pikseli. Tak więc nawet dla ostatniego z wymienionych modeli liczba punktów pomiarowych wynosi zaledwie 32.400, co wydaje się wręcz śmieszne w porównaniu choćby do najtańszych telefonów komórkowych dysponujących aparatami o kilku milionach pikseli. Kamera termowizyjna wyższej klasy jest wyposażana najczęściej w matrycę bolometryczną 320x240 pikseli a sprzęt najwyższej klasy, kosztujący znacznie powyżej 100 tys. zł ma matrycę 640 x 480 pikseli.
Trzeba jednak zdać sobie sprawę z tego, że najważniejszym parametrem współczesnej kamery termowizyjnej, decydującym o możliwościach jej zastosowania jest rozdzielczość tzw. doraźne pole widzenia IFOV. Jak ważny jest to element pokazuje poniższy rysunek.
Wartość tej rozdzielczości zależy nie tylko od wielkości samej matrycy, ale także zastosowanego obiektywu. Widać wyraźnie, że kamera termowizyjna o rozdzielczości 320x240 pikseli wyposażona w standardowy obiektyw o kącie 250 może z odległości 20 m objąć obraz o wymiarach ok. 8,9 x 6,7 m, przy czym wielkość pojedyńczego piksela decydująca o wielkości najmniejszego elementu, którego temperaturę można zmierzyć, wynosi ok. 28 mm. Kątowa wartość IFOV dla takiej konfiguracji wynosi ok. 1,36 mrad. W kamerach wyższej klasy dzięki zastosowaniu dodatkowego teleobiektywu o kącie polowym 150 wartość IFOV może osiągnąć 0,82 mrad, co pozwala z odległości 20 m rejestrować anomalie temperaturowe, których wymiar nie przekracza 1,5 cm!
Aby tej samej wielkości element (28 x 28 mm) zarejestrować przy pomocy kamery o rozdzielczości 120x120 trzeba się zbliżyć na odległość 7,5 m, przy czym wielkość obserwowanej powierzchni jest ponad 5-krotnie mniejsza. Tak więc przy badaniu większych obiektów np. elewacji budynku, konieczne jest wykonanie znacznie większej liczby termogramów z mniejszej odległości. Jeśli natomiast zbliżenie się do obiektu na taką odległość nie jest możliwe, szansa wykrycia mniejszych wad np. kilkucentymetrowego pęknięcia w elewacji zdecydowanie maleje.
Oprócz tego prawidłowy pomiar temperatury obserwowanej wady jest możliwy tylko wtedy, gdy jest ona conajmniej dwukrotnie większa od pola obejmowanego przez pojedynczy, odpowiadający jednemu pikselowi bolometr. W przeciwnym razie istnieje niebezpieczeństwo, że zarejestrowana zostanie uśredniona wartość temperatury, która nie odpowiada wartości rzeczywistej na obszarze występującej wady.
Zakres pomiarowy temperatury
Jednym z istotnych parametrów kamer termowizyjnych jest również czułość temperaturowa i zakres pomiarowy. Do badań w budownictwie wystarczającym zakresem pomiarowym kamer termowizyjnych jest -200C - 1200C. Natomiast kamery stosowane np. w energetyce czy przemyśle szklarskim powinny dysponować zakresem nawet do 20000C.
