Zaloguj się
Wszystkie
29 października 2025
24
Kamery termowizyjne IR mają wiele zastosowań poza już wymienionymi. Jest to na przykład sprawdzanie przegrzewających się łożysk mechanicznych lub identyfikowanie obszarów utraty ciepła w budynku.
Panasonic produkuje czujnik podczerwieni AMG8833 („Grid-EYE”), który wykrywa emisje podczerwieni na 64-pikselowej matrycy 8×8. Ma on wbudowany interfejs szeregowy I²C, dzięki któremu może łatwo współpracować z Raspberry Pi Pico z systemem operacyjnym PicoMite.
Obiekty emitują energię podczerwoną proporcjonalnie do ich temperatury. Emisja energii rośnie wraz z temperaturą, zwiększa się również częstotliwość. W przypadku bardzo gorących obiektów widmo emisji rozciąga się do zakresu widzialnych długości fal, dlatego gorące obiekty świecą. Mierząc tę energię, możemy uzyskać całkiem dobre pojęcie o temperaturze. Istnieją jednak pewne pułapki, o których wspomnimy później.
W przypadku czujnika Grid-EYE każdy piksel ma kąt widzenia około 7,5°, więc całkowity kąt widzenia czujnika wynosi 60° (7,5°×8). Każdy piksel ma tolerancję ±2,5°C, gdy spełnione są warunki pracy zgodne ze specyfikacją. Błąd ten możemy zminimalizować poprzez kalibrację czujnika, co zostało opisane w dalszej części.
Może ponadto występować „szum” losowy w zakresie do ±2,5°C na piksel. Aby go zmniejszyć, czujnik jest używany w trybie obliczania średniej ruchomej, w którym przy częstotliwości odświeżania ustawionej na 10 Hz uśredniane są dwa odczyty, a przy częstotliwości odświeżania wynoszącej 1 Hz następuje odświeżanie 20 odczytów.
Jeśli nieprzetworzone dane wyjściowe czujnika Array Sensor są wyświetlane bezpośrednio na ekranie LCD, wydają się bardzo „blokowe”. Mimo to, obraz można łatwo przeskalować przy użyciu techniki zwanej interpolacją dwuliniową, aby uzyskać wrażenie większej liczby punktów danych. Kamera termowizyjna PicoMite może skalować obraz o współczynnik dwa, cztery lub dziewięć. Współczynniki te zostały wybrane, ponieważ najlepiej wykorzystują szerokość ekranu.
Poniżej wyświetlacza obrazu termicznego znajduje się odczyt tekstowy pokazujący maksymalną, minimalną i średnią temperaturę oraz bieżący tryb pracy.
Jak już wspomniano, czujnik matrycowy może próbkować z prędkością 10 FPS (klatek na sekundę) lub 1 FPS. Pierwsza z nich jest najbardziej odpowiednia dla szybko zmieniających się obiektów, podczas gdy druga lepiej wygładza losowe szumy w czujniku, zapewniając bardziej stabilne i dokładne dane wyjściowe.
Interpolacja dwuliniowa
Interpolacja dwuliniowa polega na narysowaniu wyimaginowanej linii prostej między dwoma punktami danych, a następnie wygenerowaniu nowych punktów danych pomiędzy nimi, które leżą na tej linii. Jest to prosta technika, która daje znacznie gładszy wynik niż bardziej podstawowa technika „najbliższego sąsiada”, która daje obraz blokowy.
Bardziej skomplikowane schematy interpolacji, takie jak interpolacja trójliniowa, dwusześcienna, Lanczosa lub anizotropowa, wymagają znacznie bardziej złożonych obliczeń niż interpolacja dwuliniowa. W tym przypadku ich zalety są niewielkie. Interpolacja dwuliniowa zapewnia nam najlepszą poprawę w porównaniu z brakiem filtrowania przy bardzo niewielkim obciążeniu procesora.
Emisyjność obiektu
Problemem w przypadku kamer termowizyjnych jest różna emisyjność obiektów. Idealnym emiterem podczerwieni jest „ciało doskonale czarne” ze 100-procentową emisją/absorpcją promieniowania elektromagnetycznego.
Błyszczące obiekty, takie jak lustra, mają emisyjność bliższą 0%. Jeśli skierujesz na nie termometr IR lub kamerę, zmierzysz temperaturę obiektu, który lustro odbija, a nie samego lustra.
Na szczęście, wiele elementów elektronicznych ma ciemne kolory i emisyjność na poziomie wyższym niż 90%, więc kamera termowizyjna zmierzy ich temperaturę z dość dużą dokładnością. Ludzka skóra ma emisyjność 97%...99,9%, więc termometry na podczerwień również dobrze sprawdzają się do pomiaru naszej temperatury.
Nie jest to poważna wada, ale należy pamiętać, że pomiary temperatury metalowych obiektów za pomocą tej kamery IR mogą być niedokładne. Nie chodzi tylko o dobrze wypolerowane powierzchnie metalowe. Nawet szorstkie, utlenione aluminium ma emisyjność tylko około 20%, a wypolerowane powierzchnie metalowe zwykle poniżej 5%.
Znanym sposobem na obejście problemu związanego z emisyjnością podczas pomiaru temperatury błyszczących powierzchni (np. rur ze stali nierdzewnej) jest zastosowanie matowej taśmy malarskiej, która ma lepszą emisyjność. Więcej informacji można znaleźć na stronie: https://w.wiki/6R6E.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
