รู้จัก Thermal Imaging Camera

Thermal Imaging Camera (เรียกว่ายังเป็นกล้องอินฟราเรดหรือกล้องถ่ายภาพความร้อนหรือความร้อนอินฟราเรด ) เป็นอุปกรณ์ที่เป็นภาพโซนร้อนโดยใช้รังสีอินฟราเรดคล้ายกับที่พบบ่อยกล้องที่เป็นภาพโดยใช้มองเห็น แสง แทนที่จะเป็นช่วง 400-700 นาโนเมตรของกล้องมองเห็นแสงกล้องอินฟราเรดทำงานในช่วงความยาวคลื่นตราบเท่าที่ 14,000 นาโนเมตร (14 µm) การใช้งานของพวกเขาจะเรียกว่าความร้อน

ทฤษฎีการทำงาน

พลังงานอินฟราเรดเป็นเพียงส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งครอบคลุมรังสีจากรังสีแกมมา , x-ray , สีม่วงเป็นพิเศษภูมิภาคบางของแสงที่มองเห็น , อินฟราเรด , คลื่นเฮิร์ตซ์ , ไมโครเวฟและคลื่นวิทยุ สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องและแตกต่างกันตามความยาวของคลื่น (ความยาวคลื่น) วัตถุทั้งหมดปล่อยรังสีดำออกมาจำนวนหนึ่งเพื่อทำหน้าที่เป็นอุณหภูมิ โดยทั่วไปอุณหภูมิของวัตถุที่สูงกว่ารังสีอินฟราเรดอื่น ๆ ถูกปล่อยออกมาเป็นสีดำรังสีร่างกาย กล้องพิเศษสามารถตรวจจับรังสีนี้ในลักษณะที่คล้ายกับกล้องธรรมดาที่ตรวจจับแสงที่มองเห็น มันทำงานได้แม้ในที่มืดสนิทเพราะระดับแสงโดยรอบไม่สำคัญ สิ่งนี้ทำให้มีประโยชน์สำหรับการปฏิบัติการกู้ภัยในอาคารที่เต็มไปด้วยควันและใต้ดิน ข้อแตกต่างที่สำคัญของกล้องออพติคอลคือเลนส์โฟกัสไม่สามารถทำจากแก้วได้เนื่องจากแก้วจะปิดกั้นแสงอินฟราเรดคลื่นยาว โดยทั่วไปช่วงสเปกตรัมของการแผ่รังสีความร้อนจะอยู่ระหว่าง 7 ถึง 14 μm ต้องใช้วัสดุพิเศษเช่นเจอร์เมเนียม , แคลเซียมฟลูออไรด์, ผลึกซิลิกอนหรือแก้วชนิดพิเศษที่พัฒนาขึ้นใหม่ของ chalcogenide ยกเว้นแคลเซียมฟลูออไรด์วัสดุทั้งหมดเหล่านี้ค่อนข้างแข็งและมีดัชนีการหักเหของแสงสูง (สำหรับเจอร์เมเนียม n = 4) ซึ่งนำไปสู่การสะท้อนกลับ Fresnelสูงมากจากพื้นผิวที่ไม่เคลือบผิว (มากถึง 30%) ด้วยเหตุนี้เลนส์ส่วนใหญ่สำหรับกล้องถ่ายภาพความร้อนจึงมีสารเคลือบกันแสงสะท้อน ค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นของเลนส์พิเศษเหล่านี้คือสาเหตุหนึ่งที่ทำให้กล้องถ่ายภาพความร้อนมีราคาแพงกว่า

ประเภท

Cooled infrared detectors

เครื่องตรวจจับการระบายความร้อนที่มีอยู่ทั่วไปในกรณีสูญญากาศปิดผนึกหรือDewarและcryogenicallyเย็น การทำความเย็นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของสารกึ่งตัวนำที่ใช้ อุณหภูมิการใช้งานทั่วไปอยู่ในช่วงตั้งแต่ 4 Kถึงต่ำกว่าอุณหภูมิห้องขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีของเครื่องตรวจจับ เครื่องตรวจจับความเย็นที่ทันสมัยส่วนใหญ่ทำงานในช่วง 60 K ถึง 100 K ขึ้นอยู่กับประเภทและระดับประสิทธิภาพ หากไม่มีการระบายความร้อนเซ็นเซอร์เหล่านี้ (ซึ่งตรวจจับและแปลงแสงในลักษณะเดียวกับกล้องดิจิตอลทั่วไป แต่ทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน) จะ ‘ตาบอด’ หรือถูกน้ำท่วมด้วยรังสีของตัวเอง ข้อเสียของกล้องอินฟราเรดแบบระบายความร้อนคือมีราคาแพงทั้งในการผลิตและการใช้งาน การระบายความร้อนนั้นใช้พลังงานและใช้เวลานาน กล้องอาจต้องใช้เวลาหลายนาทีในการทำให้เย็นลงก่อนที่จะสามารถเริ่มทำงานได้ ระบบระบายความร้อนที่ใช้กันมากที่สุดเป็นแบบหมุนสเตอร์ลิง cryocoolers แม้ว่าอุปกรณ์ระบายความร้อนจะมีขนาดค่อนข้างใหญ่และราคาแพงกล้องอินฟราเรดที่ระบายความร้อนจะให้คุณภาพของภาพที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับกล้องที่ไม่ได้ทำการระบาย นอกจากนี้ความไวที่มากขึ้นของกล้องระบายความร้อนยังอนุญาตให้ใช้เลนส์F-number ที่สูงขึ้นทำให้เลนส์ทางยาวโฟกัสยาวประสิทธิภาพสูงทั้งขนาดเล็กและราคาถูกลงสำหรับเครื่องตรวจจับความเย็น อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับเครื่องทำความเย็นเครื่องยนต์สเตอร์ลิงคือการใช้ก๊าซบรรจุขวดที่ความดันสูงไนโตรเจนเป็นตัวเลือกที่ใช้กันทั่วไป ก๊าซแรงดันสูงมีการขยายผ่านทางปากขนาดเล็กกลางและผ่านไปแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดเล็กที่มีผลในการระบายความร้อนที่เกิดใหม่ผ่านทางผลจูลทอมสัน สำหรับระบบดังกล่าวการจัดหาก๊าซแรงดันเป็นข้อกังวลด้านลอจิสติกส์สำหรับการใช้งานภาคสนาม วัสดุที่ใช้สำหรับการตรวจจับอินฟาเรดแบบระบายความร้อนรวมถึงเครื่องตรวจจับแสงที่มีพื้นฐานจากเซมิคอนดักเตอร์ช่องว่างแคบ ๆหลากหลายรวมถึงอินเดียม antimonide (3-5 μm), อินเดียม arsenide , แคดเมียมแคดเมียมเทลลูไรด์ (MCT) (1-2 μm, 3-5 μm, 8-12 μm) ตะกั่วซัลไฟด์และตะกั่วเซเลไนด์ ตรวจจับแสงอินฟาเรดสามารถสร้างขึ้นด้วยโครงสร้างของเซมิคอนดักเตอร์ bandgap สูงเช่นในควอนตัมตรวจจับแสงอินฟราเรดได้ดี มีเทคโนโลยีโบลมิเตอร์ความเย็นยิ่งยวดและเทคโนโลยีตัวนำยิ่งยวดจำนวนหนึ่งที่มีอยู่มากมาย โดยหลักการแล้วอุปกรณ์เชื่อมต่ออุโมงค์ยิ่งยวดสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์อินฟราเรดได้เนื่องจากช่องว่างแคบมาก อาร์เรย์ขนาดเล็กแสดงให้เห็นแล้ว พวกมันไม่ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเพราะความไวสูงนั้นต้องมีการป้องกันอย่างระมัดระวังจากรังสีพื้นหลัง เครื่องตรวจจับตัวนำยิ่งยวดมีความไวสูงมากโดยบางคนสามารถลงทะเบียนโฟตอนได้ ยกตัวอย่างเช่นอีเอสเอ ‘s กล้องยิ่งยวด (หลอกลวง) อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่ได้ใช้เป็นประจำนอกเหนือจากการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

Uncooled infrared detectors

ใช้เซ็นเซอร์ที่ทำงานที่อุณหภูมิแวดล้อมหรือเซ็นเซอร์มีความเสถียรที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับสภาพแวดล้อมโดยใช้องค์ประกอบการควบคุมอุณหภูมิขนาดเล็ก เครื่องตรวจจับ uncooled โมเดิร์นเซ็นเซอร์การใช้งานทั้งหมดที่ทำงานจากการเปลี่ยนแปลงของความต้านทาน , แรงดันไฟฟ้าหรือปัจจุบันเมื่อความร้อนจากรังสีอินฟราเรด การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะถูกวัดและเปรียบเทียบกับค่าที่อุณหภูมิการทำงานของเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์อินฟราเรดที่ไม่มีการระบายความร้อนสามารถปรับอุณหภูมิให้เหมาะสมกับอุณหภูมิในการทำงานเพื่อลดสัญญาณรบกวนภาพ แต่ไม่ได้ถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิต่ำและไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องทำความเย็นอุณหภูมิสูงที่ประหยัดพลังงาน ทำให้กล้องอินฟราเรดมีขนาดเล็กลงและราคาไม่แพง อย่างไรก็ตามความละเอียดและคุณภาพของภาพมักจะต่ำกว่าตัวตรวจจับความเย็น นี่คือสาเหตุที่แตกต่างในกระบวนการผลิตของพวกเขา จำกัด ด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่ในปัจจุบัน กล้องระบายความร้อนยังต้องจัดการกับลายเซ็นความร้อนของตัวเองเครื่องตรวจจับที่ไม่มีการตรวจจับส่วนใหญ่ใช้วัสดุไพโรอิเล็กทริกและเฟอร์โรอิเล็กทริก[27]หรือเทคโนโลยีไมโครโบลมิเตอร์ วัสดุที่ใช้ในการสร้างพิกเซลที่มีคุณสมบัติขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสูงซึ่งเป็นฉนวนความร้อนจากสภาพแวดล้อมและอ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องตรวจจับ Ferroelectric ทำงานใกล้เคียงกับอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสของวัสดุเซ็นเซอร์ อุณหภูมิพิกเซลจะอ่านเป็นอย่างสูงที่อุณหภูมิขึ้นอยู่กับค่าใช้จ่ายโพลาไรซ์ ประสบความสำเร็จNETDของเครื่องตรวจจับ ferroelectric กับf / 1เลนส์และ 320×240 เซ็นเซอร์เป็น 70-80 mK ชุมนุมเซ็นเซอร์ที่เป็นไปได้ประกอบด้วยแบเรียม strontium titanate ชนถูกผูกมัดโดยธ เธเธฃ ฉนวนความร้อนการเชื่อมต่อ ไมโครโบลอมิเตอร์ซิลิคอนสามารถเข้าถึง NETD ได้ถึง 20 mK พวกเขาประกอบด้วยชั้นของamorphous ซิลิคอนหรือองค์ประกอบฟิล์มวานาเดียม (V)การตรวจจับออกไซด์บาง ๆ ที่แขวนอยู่บนสะพานซิลิคอนไนไตรด์เหนืออุปกรณ์การสแกนที่ใช้ซิลิคอน ความต้านทานไฟฟ้าขององค์ประกอบการตรวจวัดจะถูกวัดหนึ่งครั้งต่อเฟรม การปรับปรุงในปัจจุบันของอาร์เรย์ระนาบโฟกัสแบบไม่เย็น (UFPA) มุ่งเน้นไปที่ความไวและความหนาแน่นของพิกเซลเป็นหลัก ในปี 2013 DARPAประกาศกล้อง LWIR ห้าไมครอนที่ใช้อาร์เรย์ระนาบโฟกัส 1280 x 720 (FPA) บางส่วนของวัสดุที่ใช้สำหรับเซ็นเซอร์อาร์เรย์คือ amorphous silicon (a-Si), วาเนเดียม (V) ออกไซด์ (VOx), แลนทานัมแบเรียม manganite (LBMO), ตะกั่ว zirconate titanate (PZT), lanthanum dopedตะกั่ว zirconate titanate (PLZT), ตะกั่วแคนดานแทนทาลเนต ( PST), แลนทานัมไททาเนต (PLT), ไททันเนตตะกั่ว (PT), ตะกั่วสังกะสี niobate (PZN) นำ titanate strontium (PSrT) titanate strontium แบเรียม (BST) titanate แบเรียม (BT) พลวง sulfoiodide (SBSI) และPolyvinylidene difluoride (PVDF)

 

Thermal Imaging Camera หรือกล้องจับความร้อน ใช้ตรวจวัดความร้อนไม่สามารถเข้าถึงได้หรือในพื้นที่ที่มีอันตรายในการเข้าเพื่อตรวจวัด สามารถถ่ายภาพความร้อนได้ทั้งสิ่งมีชีวิตและสถานที่ แสดงผลได้รวดเร็วและใช้งานง่าย มีทั้งแบบที่เหมาะกับงานในบ้าน ในอาคาร งานอุตสาหกรรม แสดงผลได้รวดเร็ว สามารถเก็บภาพได้ เหมาะสำหรับถ่ายภาพความร้อนในระบบไฟฟ้ากำลัง และตรวจสอบเครื่องจักรในโรงงาน เหมาะสำหรับวิศวกร ช่างเทคนิค สินค้าคุณภาพสูง ขายราคาถูก สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ทางบริษัท นีโอนิคส์ ติดต่อ โทร: 02-077-7602 หรือ 061-8268939 E-mail: sale@neonics.co.th