Thermal Imaging: Alat Ukur Inframerah Sinyal Listrik

thermal imaging

Apa itu Thermal Imaging?
Alat ukur pengubah cahaya inframerah menjadi sinyal listrik dan membuat gambar menggunakan informasi itu. biasanya digunakan dalam pemadam kebakaran.

Dengan menjadikan radiasi infra merah sebagai cahaya tampak, kamera semacam itu memungkinkan petugas pemadam kebakaran untuk melihat area panas melalui asap, kegelapan, atau penghalang yang dapat menyerap panas.

Masalah Apa yang Dipecahkan oleh Thermal Imager?
Sementara termometer inframerah spot hanya menyajikan satu suhu di satu titik, Kamera Pencitraan Termal ini memberi Anda gambaran keseluruhan, beberapa hingga 19.600 titik! Pencitraan termal adalah metode yang paling efektif untuk menemukan masalah atau potensi masalah dalam berbagai aplikasi di berbagai bidang.

Pencitra termal memungkinkan pengguna untuk mengukur suhu dalam aplikasi di mana sensor konvensional tidak dapat digunakan. Khususnya, dalam kasus yang berhubungan dengan benda bergerak (yaitu, rol, mesin bergerak, atau ban berjalan), atau di mana pengukuran non-kontak diperlukan karena kontaminasi atau alasan berbahaya (seperti tegangan tinggi), di mana jaraknya terlalu jauh, atau di mana suhu yang akan diukur terlalu tinggi untuk termokopel atau sensor kontak lainnya. Pencitra termal memberikan gambar, yang menunjukkan perbedaan suhu objek yang diukur. Titik-titik panas dapat dilihat langsung dibandingkan senjata inframerah tradisional, yang rata-rata area yang diukur.

  • Memecahkan Masalah Listrik
  • Mendeteksi Aliran Panas
  • Memeriksa Isolasi Termal
  • Pelumasan dan HVAC
  • Inspeksi Isolasi Bangunan

Bagaimana cara menggunakan pembacaan dari Thermal Imager?
Ada dua cara menggunakan imager termal:

Anda dapat membaca pembacaan yang tepat dari berbagai bagian yang ditampilkan di layar dan melihat berapa suhu berbagai bagian yang ditampilkan di layar.

Atau dapat melakukan studi banding dari gambar yang ditampilkan dengan gambar lain dari beban yang sama di bawah kondisi beban yang sama.

Hal-hal yang Harus Dijamin dalam Thermal Imager?
Beberapa hal penting yang perlu diperhatikan tentang kamera thermal imaging.

  • Kamera termal tidak mengukur suhu secara langsung. Mereka memperkirakan suhu berdasarkan radiasi IR, emisivitas objek, dan faktor lainnya. Cukup mudah untuk membodohi kamera agar memberi Anda perkiraan suhu yang buruk jika Anda tidak berhati-hati dengan perkiraan emisivitas (dan beberapa masalah lainnya) — lihat di bawah. Untungnya, emisivitas benda dunia nyata sedemikian rupa sehingga perkiraan suhu yang berguna biasanya dapat dibuat (lihat di bawah).
  • Kamera termal memberi Anda suhu permukaan objek — mereka tidak dapat melihat ke dalam objek. Ini sering terlihat seperti Anda melihat ke dinding atau lantai, tetapi apa yang sebenarnya Anda lihat adalah pengaruh elemen panas atau dingin di dalam dinding terhadap suhu permukaan dinding. Lihat gambar pelat penyebar panas di bawah ini sebagai contoh.
  • Gambar warna termal seperti di atas memiliki arti yang sangat kecil kecuali jika skala suhu yang digunakan untuk menghasilkan gambar juga disediakan. Dalam kasus gambar di atas, skala suhu ada di sebelah kanan dan berubah dari 65F hingga 94,6F dan ini menunjukkan warna yang memetakan semua suhu ini. Gambar yang sama persis dapat terlihat sangat berbeda jika rentang suhu diubah. Jadi, jika Anda melihat gambar termal, selalu pastikan untuk memiliki rentang termal yang digunakan untuk menghasilkan gambar, dan pastikan rentang tersebut masuk akal untuk bagian gambar yang Anda lihat. Perangkat lunak yang disertakan dengan kamera dapat digunakan untuk menyempurnakan kisaran suhu untuk gambar.
  • Hal-hal yang transparan di dunia cahaya tampak belum tentu transparan di dunia IR dan sebaliknya. Misalnya kaca jendela transparan dalam cahaya tampak, tetapi hampir buram dalam cahaya IR — jadi, jika Anda mengambil gambar IR “melalui” jendela, yang sebenarnya Anda dapatkan adalah suhu permukaan kaca jendela, bukan suhu barang-barang di sisi lain jendela. Beberapa hal yang tidak tembus cahaya tampak cukup transparan untuk IR — misalnya bentuk film poli hitam.

Radiasi IR dapat dipantulkan seperti halnya radiasi yang terlihat dipantulkan. Logam mengkilap mencerminkan IR dengan cukup baik. Ini bisa menjadi masalah karena jika ada pantulan pada gambar termal, maka yang Anda dapatkan untuk area refleksi tersebut adalah suhu objek yang dipantulkan dan bukan suhu objek yang Anda inginkan. Anda sebenarnya dapat melihat dan mengidentifikasi refleksi ini jika Anda mencarinya, tetapi mereka mudah diabaikan jika Anda tidak hati-hati.

Apa saja kemampuan Thermal Imaging, dan apa lagi yang bisa saya lakukan dengannya?

  • Dapat mengambil gambar
  • Dapat menyimpan bacaan.
  • Ambil Video subjek.
  • Hasilkan Laporan dan Dokumentasikan pengamatan dan kesimpulan Anda.

Masalah apa yang mungkin dihadapi seseorang saat menggunakan Thermal Imager?
Kamera hanya melihat permukaan target dan menghitung suhu dari tiga sumber untuk energi panas total:

  1. Energi Terpantul
  2. Energi yang Ditransmisikan
  3. Energi yang Dipancarkan

Gambar termal bagian air panas ini berasal dari radiasi inframerah yang dideteksi secara eksklusif dari permukaan. Kamera tidak melihat sesuatu yang lebih dalam dari permukaan pot. Bagian dalam “terlihat” hanya sejauh jejak panas yang tercipta di permukaan.

Mengapa resolusi penting?
Kamera beresolusi lebih tinggi berarti Anda akan menemukan masalah yang lebih kecil pada jarak yang lebih jauh. Anda dapat menemukan masalah signifikan yang mungkin terlewatkan dengan kamera beresolusi lebih rendah. Misalnya papan pc dapat memiliki komponen yang terlalu panas. Sebuah imager termal akan langsung menemukan hot spot.

Apa yang harus saya pertimbangkan tentang aplikasi saya ketika memilih termal imager?
Pertimbangan kritis untuk setiap imager termal termasuk bidang pandang (ukuran dan jarak target), jenis permukaan yang diukur (pertimbangan emisivitas), respons spektral (untuk efek atmosfer atau transmisi melalui permukaan), kisaran suhu dan pemasangan (pemasangan portabel atau tetap). ).

Pertimbangan lain termasuk waktu respons, lingkungan, batasan pemasangan, port tampilan atau aplikasi jendela, dan pemrosesan sinyal yang diinginkan.

Apa yang dimaksud dengan Field of View, dan mengapa itu penting?
Bidang pandang adalah sudut pandang di mana instrumen beroperasi, dan ditentukan oleh optik unit. Untuk mendapatkan pembacaan suhu yang akurat, target yang diukur harus benar-benar memenuhi bidang pandang instrumen.

FOV, atau Field of View, adalah area terbesar yang dapat dilihat oleh pencitra Anda pada jarak yang ditentukan. Biasanya digambarkan dalam derajat horizontal dengan derajat vertikal—misalnya, 23º X 17º. (“Derajat” ini adalah satuan pengukuran sudut, jangan bingung dengan derajat pengukuran suhu.) Pada dasarnya, ini seperti persegi panjang yang memanjang dari bagian tengah lensa kamera Anda yang memanjang ke luar. Semakin jauh Anda melihat, semakin besar persegi panjang menjadi. Gatal untuk analogi? Pikirkan Field of View sebagai kaca depan yang Anda lihat saat Anda mengemudikan mobil Anda di jalan. Anda dapat melihat semuanya dari atas kaca depan ke bawah, dan dari kiri ke kanan.

Apa yang dimaksud dengan Sensitivitas (NETD) ketika diterapkan pada Thermal Imager?
Sensitivitas menyatakan kemampuan kamera inframerah untuk menampilkan gambar yang sangat baik bahkan jika kontras termal dalam suatu pemandangan rendah. Dengan kata lain, kamera dengan sensitivitas yang baik dapat membedakan objek dalam pemandangan yang memiliki perbedaan suhu yang sangat kecil di antara mereka.

Sensitivitas paling sering diukur dengan parameter yang disebut Noise Equivalent Temperature Difference atau NETD, misalnya, NETD @ 30 C : 80mK. Derajat Kelvin adalah satuan dasar SI untuk suhu termodinamika yang besarnya sama dengan derajat Celcius, jadi mK berarti seperseribu derajat (80mK = 0,080 K).

Apa itu NETD?
NETD didefinisikan sebagai jumlah radiasi infra merah yang diperlukan untuk menghasilkan sinyal keluaran yang sama dengan kebisingan sistem itu sendiri. Ini adalah peringkat kebisingan sistem dan harus serendah mungkin. Kami tidak berbicara tentang seberapa keras sistemnya di sini!!! Kita berbicara tentang derau elektronik yang kita terjemahkan ke dalam perbedaan suhu pada suhu objek 30 C (86 F).

Jenis kebisingan yang kita hadapi disebut kebisingan Temporal (dari atau berkaitan dengan atau dibatasi oleh waktu). Noise temporal adalah variasi waktu dalam nilai keluaran piksel di bawah radiasi seragam karena noise perangkat.

Anda dapat mengenali kebisingan temporal sebagai “salju” dalam gambar, paling baik dilihat saat rentang suhu diatur ke nilai yang sangat kecil.

Berapa Jarak Fokus Minimum?
Jarak Fokus Minimum adalah jarak minimum di mana pencitra termal dapat digunakan secara akurat. Ini adalah jarak antara objek dan imager termal di mana imager termal dapat memberikan gambaran yang tepat dan akurat dari distribusi suhu.

Apa itu Frekuensi Gambar?
Bahan penginderaan energi termal seperti keramik digunakan untuk membuat susunan bidang fokus BST (barium stronium titanate), yang mengukur panas dengan menyimpannya sebagai nilai tetap (mirip dengan kapasitor) pada setiap piksel. Ketika kisi piksel, atau susunan bidang fokus, dipantau secara bersamaan, gambar termal dihasilkan.

Karena sifat gambar tetapnya, piksel BST harus disegarkan secara teratur untuk mempertahankan persepsi pencitraan waktu nyata.

Perangkat yang digunakan untuk me-refresh gambar disebut “chopper”. “Pisau” roda perajang lewat di depan detektor untuk secara efektif mengubah suhu pemandangan yang “terasa” dengan setiap lintasan. Kecepatan chopper menentukan “refresh rate” [Refresh rate (atau frame update rate) adalah berapa kali per detik gambar baru “dibuat” oleh sensor. Laju penyegaran ditentukan oleh atribut mekanis (mis. roda perajang), jika dapat diterapkan, dan kecepatan elektronik.] dan biasanya 30 Hz.

Apa itu SPOTMETER?
Ini adalah jumlah titik yang tersedia di layar yang dapat diseret di tempat yang diinginkan untuk mengukur Suhu “MAX” / “MIN” / “MANUAL” dari tempat tertentu secara real time.

Baik semua titik dapat mengukur suhu dengan parameter Global atau setiap titik dapat ditentukan dengan emisivitas, jarak dan offset dapat disesuaikan untuk setiap titik.

Apa PENGUKURAN GARIS dalam imager termal?
Ada dua garis yang dapat ditentukan di seluruh layar tergantung pada resolusi horizontal dan vertikal. Satu garis Horizontal dan Satu garis Vertikal dapat ditentukan pada layar dan dapat disesuaikan pada seluruh rentang resolusi layar baik secara horizontal maupun vertikal.

Seperti pengukuran titik, mode pengukuran garis dapat digunakan untuk mengukur suhu dengan parameter Global atau setiap titik dapat ditentukan dengan emisivitas, jarak dan offset dapat disesuaikan untuk setiap garis.

Apa itu PENGUKURAN AREA dalam thermal imager?
Dalam mode ini, imager menyediakan maksimal tiga kotak lokasi yang dapat ditentukan pengguna di layar imager termal. Masing-masing dari tiga kotak mengukur suhu maksimum, minimum dan rata-rata secara real time.

Sekali lagi seperti pengukuran Titik dan Garis, dalam pengukuran area juga, instrumen dapat mengukur suhu dengan parameter Global atau setiap titik dapat ditentukan dengan emisivitas, jarak dan offset dapat disesuaikan untuk setiap area.

Apa itu emisivitas, dan bagaimana hubungannya dengan pengukuran suhu inframerah?
Emisivitas didefinisikan sebagai rasio energi yang dipancarkan oleh suatu benda pada suhu tertentu dengan energi yang dipancarkan oleh radiator sempurna, atau benda hitam, pada suhu yang sama. Emisivitas benda hitam adalah 1,0. Semua nilai emisivitas jatuh antara 0,0 dan 1,0.

Kebanyakan termometer inframerah memiliki kemampuan untuk mengkompensasi nilai emisivitas yang berbeda, untuk bahan yang berbeda. Secara umum, semakin tinggi emisivitas suatu benda, semakin mudah untuk mendapatkan pengukuran suhu yang akurat menggunakan inframerah. Objek dengan emisivitas yang sangat rendah (di bawah 0,2) dapat menjadi aplikasi yang sulit. Beberapa permukaan logam yang mengkilap dan mengkilap, seperti aluminium, sangat reflektif dalam inframerah sehingga pengukuran suhu yang akurat tidak selalu memungkinkan.

Bagaimana Menentukan Emisivitas?
Ada lima cara untuk menentukan emisivitas material, untuk memastikan pengukuran suhu yang akurat:

  • Panaskan sampel bahan hingga suhu yang diketahui, menggunakan sensor presisi, dan ukur suhu menggunakan instrumen IR. Kemudian sesuaikan nilai emisivitas untuk memaksa indikator menampilkan suhu yang benar.
  • Untuk suhu yang relatif rendah (hingga 500 ° F), sepotong selotip, dengan emisivitas 0,95, dapat diukur. Kemudian sesuaikan nilai emisivitas untuk memaksa indikator menampilkan suhu material yang benar.
  • Untuk pengukuran suhu tinggi, sebuah lubang (kedalaman yang minimal 6 kali diameter) dapat dibor ke objek. Lubang ini bertindak sebagai benda hitam dengan emisivitas 1,0. Ukur suhu di dalam lubang, lalu sesuaikan emisivitas untuk memaksa indikator menampilkan suhu material yang benar.
  • Jika bahan, atau sebagian, dapat dilapisi, cat hitam kusam akan memiliki emisivitas sekitar 1,0. Ukur suhu cat, lalu sesuaikan emisivitas untuk memaksa indikator menampilkan suhu yang benar.
  • Nilai emisivitas standar untuk sebagian besar bahan tersedia. Ini dapat dimasukkan ke dalam instrumen untuk memperkirakan nilai emisivitas bahan.

Thermal Imager mana yang tepat untuk aplikasi saya?
Beli kamera inframerah dengan resolusi/kualitas gambar detektor tertinggi yang memungkinkan anggaran Anda.

Sebagian besar kamera inframerah memiliki piksel lebih sedikit daripada kamera cahaya tampak, jadi perhatikan baik-baik resolusi detektor. Kamera inframerah beresolusi lebih tinggi dapat mengukur target yang lebih kecil dari jarak yang lebih jauh dan membuat gambar termal yang lebih tajam, yang keduanya menghasilkan pengukuran yang lebih presisi dan andal.

Perhatikan juga perbedaan antara detektor dan resolusi layar. Beberapa produsen akan membanggakan tentang LCD resolusi tinggi dan menyembunyikan detektor resolusi rendah mereka ketika resolusi detektor yang paling penting.

Berikut beberapa produk alat ukur thermal imaging: