Projelerinize termal görüntüleme sensörü eklemek, müşterilerinize görünmeyenlerin görülmesini, bilinmeyenlerin algılanması imkanını verir. Eğer tasarımınız içine termal görüntüleme kabiliyeti eklemeyi düşünüyorsanız, ihtiyacınız olan kapasiteyi elde ettiğinizden emin olmak için göz önünde bulundurmanız gereken birkaç şey var.
Termal kameralar nasıl çalışır ?
Termal kameralar infrared enerjiyi (ısıyı) yakalar ve enerjiyi kullanarak görüntü oluşturur ve dijital ya da analog video çıktısı olarak verir. Kamera bir lens, termal sensör, elektronik işleme birimleri, ve mekanik muhafazadan oluşur. Lens, sensör üzerine infrared enerjinin odaklanmasını sağlar (sensör → dedektör) Sensör/dedektör bir dizidir ve çeşitli piksel konfigürasyonlarında gelir. Yaygın bilinen çözünürlükler 160×120, 384×288, 640×512.. Bu sensörün çözünürlüğüdür.
Görünür ışık görüntüsü vs Termal görüntü – termal görüntüleme karanlıktan etkilenmez.
Bu çözünürlükler görünür ışık dalga boyunda çalışan kameralara kıyasla düşük gelebilir, ancak bunun bir nedeni vardır. Her bir dedektör elementinin kendisi, termal kameralarda görünür kameralarda olduğundan çok daha büyüktür – görünür kameralarda sadece 1-2μm pikseller bulunurken termal kamera dedektör elemanlarının her biri 12-17μm’dir! Bunun nedeni, termal sensörün, görünür ışıktan çok daha büyük dalga boylarına sahip enerjiyi algılaması gereksinimi olduğundan, her bir sensör öğesinin önemli ölçüde daha büyük olmasını gerektirir. Sonuç olarak, bir termal kamera genellikle aynı mekanik boyuttaki görünür sensörlere kıyasla çok daha düşük çözünürlüğe (daha az piksel) sahiptir.
Termal enerji sensöre çarptıktan sonra, okuma elektroniği doğrudan çip üzerinde sistem devresine giden bir sinyale dönüştürür.
Hangi çözünürlüğe ihtiyacım var ?
Öncelikle neyi görselleştireceğinize, görselleştirecek olduğunuz şeyi ne kadar uzakta görmeniz gerektiğini ve görselde ihtiyaç duyduğunuz ayrıntı düzeyini belirlemelisiniz.
Eğer bir obje tespit(detect) edecekseniz, bir piksel bile bunun için yeterli olabilir. Eğer objeyi teşhis(recognize) etmek istiyorsanız, (örneğin insan, hayvan, araç gibi) daha yüksek çözünürlüğe ihtiyaç duyarsınız. Eğer objenin daha çok detaylarını tanımlamak(identification) istiyorsanız (silahlı bir insan, geyik değilde bir köpek, araç-traktör sınıflandırması gibi) daha çok piksele ihtiyacınız vardır.
Çözünürlük, bir termal kameranın hangi ayrıntıları tespit edebileceğini belirler.
Termal kamera çözünürlükleri yukarıda da belirtildiği gibi, 80×60 gibi çok düşük çözünürlüklerden başlayıp, 160×120,384×288(qVGA), 640×512(VGA), 1280×1024 gibi çeşitli çözünürlüklere sahiptir.
Nasıl bir Hassasiyete ihtiyacım var ?
Bir termal kameranın hassasiyeti, NEDT (Noise Equivalent Dİfferential Temperature) ile tanımlanır. NEDT, termal kameranın çözebileceği minimum sıcaklık farkıdır. NEDT, termal kameranın geçici gürültüsüne eşit bir sinyal üretmek için gereken sıcaklık farkını söyleyen bir sinyal-gürültü ölçümüdür.
Düşük bir NEDT’ye sahip olmak, çok küçük ayrıntıların algılanmasını gerektiren uygulamalar için önemlidir. NEDT, çoğunlukla miliKelvin (mK) cinsinden ifade edilir ve düşük değerdeki NEDT değerleri daha yüksek performansa sahiptir. Günümüzde <=50mK, <=40mK NEDT değerli termal modüller oldukça yaygındır.
Düşük NEDT, devre kartı üzerinde detayları iyi bir şekilde tespit edebilmek için gereklidir.
MWIR ya da LWIR tipinden hangisine ihtiyacım var ?
Bir termal kamera tipik olarak bir dalga boyuna duyarlıdır. MWIR (middle wave infrared-orta dalga boyu kızılötesi) 3-5μm, LWIR (Long wave infrared-uzun dalga boyu kızılötesi) 8-14μm
İstisnalar olmasına rağmen, çoğunlukla MWIR tip termal görüntüleme cihazları, bir görüntü oluşturmak için sensörün yerleşik bir kriyojenik soğutucu ile kabaca 77 Kelvine soğutulmasını gerektirir.
Soğutmalı tip termal görüntüleme (Cooled type thermal imaging) cihazları, soğutmasız tiplerden daha hassastır, ancak soğutucu ilave boyut, ağırlık, karmaşıklık ve maliyet ekler ayrıca periyodik bakım gerektirir.
Soğutmasız LWIR görüntüleyiciler, ortam sıcaklığında görüntüler oluşturabilir, bu nedenle soğutmalı tip emsallerine göre daha küçük, daha hafif, daha az karmaşık ve daha az maliyetlidirler.
Radyometri ihtiyacım var mı ya da yalnızca görüntüleme ihtiyacına mı sahibim ?
Tüm termal kameralar, görüş alanlarındaki göreceli termal enerji yoğunluklarının bir görüntüsünü sağlayabilir, ancak bazı kameralar bunu bir adım daha ileri götürür ve bu nesnelerin kalibre edilmiş, temassız sıcaklık ölçümlerini sağlar. Bu radyometri adı verilen bir işlemdir. Bunu yapabilmek için kameranın ışınım kaynaklarını, atmosferik etkileri (nem, hava koşulları, hedefe olan mesafe), ve görüntülenen nesnelerin özelliklerini (özellikle emisivite değeri) bilmesi durumunda, termal kamera tarafından alınan ışınım miktarı, +/-2°C’ye yaklaşan bir hassasiyetle bir sıcaklık değerine dönüştürülür.