Noise Equivalent Temperature Difference

Οι θερμικές κάμερες παρουσιάζουν πολλές διαφορές σε σχέση με τις συμβατικές, όχι μόνο στο τρόπο με το οποίο αποδίδουν μια εικόνα, αλλά και στη λειτουργία τους. Οι εν λόγω κάμερες καταγράφουν την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπουν τα σώματα και τα αντικείμενα, μετατρέποντας την σε ορατή εικόνα.

Οι θερμικές κάμερες παρουσιάζουν πολλές διαφορές σε σχέση με τις συμβατικές, όχι μόνο στο τρόπο με το οποίο αποδίδουν μια εικόνα, αλλά και στη λειτουργία τους. Οι εν λόγω κάμερες καταγράφουν την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπουν τα σώματα και τα αντικείμενα, μετατρέποντας την σε ορατή εικόνα. Αυτή η καταγραφή της διαφοράς θερμοκρασίας των σωμάτων σε ένα περιβάλλον καθιστά αυτού του είδους τις κάμερες, ιδανικές για χρήση στο απόλυτο σκοτάδι.

Αρκετές φορές κατά την ανάγνωση των τεχνικών χαρακτηριστικών μιας θερμικής κάμερας, θα συναντήσουμε την προδιαγραφή «NETD». Η έκφραση αυτή (Noise Equivalent Temperature Difference) σημαίνει ισοδύναμη θερμοκρασιακή διαφορά θορύβου και χαρακτηρίζει την θερμική ανάλυση του εξοπλισμού. Πρόκειται για την ικανότητα του εξοπλισμού να μετράει μικρές διαφορές στην θερμοκρασία. Κάποιες φορές ονομάζεται επίσης ευαισθησία της κάμερας. Η NETD μετράται κανονικά στη θερμοκρασία των 30°C ενός αντικειμένου. Αν μία NETD ληφθεί στους 50°C θερμοκρασίας ενός αντικειμένου, η τιμή θα είναι χαμηλότερη και η κάμερα θα φανεί να έχει καλύτερη θερμική ευαισθησία. Κάποιοι κατασκευαστές το εφαρμόζουν για να κάνουν τις κάμερές τους να φαίνονται καλύτερες, βεβαιωθείτε λοιπόν σε ποια θερμοκρασία αναφέρεται η NETD όταν αξιολογείτε μία κάμερα.

Τι είναι πραγματικά το NETD;

Είναι ένα μέτρο για το πόσο καλά ένας ανιχνευτής θερμικής απεικόνισης είναι σε θέση να διακρίνει μεταξύ πολύ μικρών διαφορών στη θερμική ακτινοβολία μίας εικόνας. Το NETD τυπικά εκφράζεται σε milli-Kelvin (mK). Μερικές φορές αναφέρεται επίσης ως “θερμική αντίθεση”. Όταν ο θόρυβος είναι ισοδύναμος με τη μικρότερη μετρήσιμη διαφορά θερμοκρασίας, ο ανιχνευτής έχει φτάσει στο όριο της ικανότητάς του να επιλύει ένα θερμικό σήμα. Όσο περισσότερο θόρυβος υπάρχει, τόσο μεγαλύτερη είναι η τιμή NETD του ανιχνευτή.

Πώς μετράται το NETD;

Για τη μέτρηση της ισοδύναμης θερμοκρασιακής διαφοράς θορύβου ενός ανιχνευτή, η κάμερα πρέπει να είναι στραμμένη σε μαύρο σώμα με ελεγχόμενη θερμοκρασία. Η διαφορά θερμοκρασίας που ισοδυναμεί με θόρυβο μετράται τότε σε συγκεκριμένη θερμοκρασία. Δεν είναι μια μέτρηση στιγμιότυπου, αλλά μια χρονική μέτρηση του θορύβου. Το NETD μπορεί μόνο να προσδιοριστεί πειραματικά, όχι να υπολογιστεί, και όταν γίνεται αυτό για μία συγκεκριμένη κάμερα πρέπει να δημιουργείται μία πιστοποίηση εγκυρότητας, από το εργαστήριο που πραγματοποιεί η δοκιμή. Η πιστοποίηση πρέπει να περιέχει τα ονόματα της εταιρίας και του τεχνικού που πραγματοποιεί τη δοκιμή, το αποτέλεσμα της δοκιμής και αναφορά στις διαδικασίες που χρησιμοποιήθηκαν στη μέθοδο της δοκιμής.

Πώς επηρεάζει το NETD τη μέτρηση;

Η εικόνα 1 δείχνει την ίδια σκηνή που καταγράφηκε από δύο διαφορετικές κάμερες. Μια κάμερα έχει ένα NETD των 60 mK και η δεύτερη έχει τιμή 80 mK. Οι περιοχές στην εικόνα με πολύ χαμηλή θερμοκρασία εμφανίζουν σημαντικά μεγαλύτερο θόρυβο με την κάμερα των 80 mK. Η διαφορά 20 mK δεν φαίνεται να είναι μεγάλη, ωστόσο μπορεί να έχει τεράστιο αντίκτυπο στην ποιότητα της εικόνας και στην ακρίβεια της μέτρησης.

Τι επηρεάζει το NETD;

Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν το NETD. Οι θερμικές κάμερες έχουν μερικές φορές περισσότερες από μία βαθμονομημένες κλίμακες μέτρησης θερμοκρασίας. Η ένδειξη θορύβου μπορεί να ποικίλει με βάση την περιοχή και τη θερμοκρασία του αντικειμένου. Το επίπεδο θορύβου μπορεί επίσης να επηρεαστεί από τον ανιχνευτή ή /και τη θερμοκρασία της κάμερας. Εάν η κάμερα εκτίθεται σε υψηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος, ενδέχεται να αυξηθεί ο θόρυβος του συστήματος. Αυτό εξαρτάται από το πόσο καλά σταθεροποιείται η κάμερα. Μια άλλη μεταβλητή που μπορεί να επηρεάσει το NETD είναι το f-stop. Το f-stop ή το άνοιγμα του φακού καθορίζει πώς η θερμική ακτινοβολία φθάνει στον ανιχνευτή. Γενικά, όσο μικρότερο είναι το f-stop τόσο καλύτερη θα είναι και η τιμή του θορύβου.

Προκειμένου να επιλέξετε τη σωστή κάμερα για τις εφαρμογές σας, χρειάζεται πρώτα να ορίσετε τις εφαρμογές ως προς τις τεχνικές απαιτήσεις τους. Διαφορετικές εφαρμογές θα έχουν διαφορετικές απαιτήσεις ως προς τα πεδία θερμότητας, την συχνότητα λήψης εικόνας, την θερμική ανάλυση (NETD), το μέγεθος και τα οπτικά της εικόνας.

{gallery}7382{/gallery}