Wpływ czynników zewnętrznych na dokładność pomiaru. Działanie kamery macierzowej.

Poprawne wykonywanie wszelkich pomiarów, w tym pomiarów temperatury metodami bezkontaktowymi, wymaga znajomości zjawisk fizycznych, w oparciu o które pomiar ten się odbywa. Materiał, z którego wykonany jest obiekt mierzony, i stan jego powierzchni determinują współczynnik emisyjności, który jest bardzo ważnym parametrem przy pomiarach bezkontaktowych.

W większości pirometrów i w każdej kamerze termograficznej istnieje możliwość wprowadzenia bezwymiarowej wartości współczynnika emisyjności w zakresie 0,01 do 1 co 0,01. Czynniki zewnętrzne (w tym atmosferyczne) również mogą mieć wpływ na dokładność pomiaru.

Większość kamer umożliwia wprowadzenie wartości temperatury otoczenia, wilgotności powietrza, odległości do obiektu, co pozwala uwzględnić tłumienie promieniowania w atmosferze. Dzięki zaimplementowanemu w kamerze algorytmowi pomiar temperatury uwzględnia korektę wpływu warunków otoczenia.

Dzięki temu wynik pomiaru ma zadeklarowaną przez producenta dokładność. Typowo wynosi ona +/-2°C lub +/-2%.

Należy pamiętać, że silny wiatr będzie powodował na drodze konwekcji wymuszonej nienaturalną zmianę temperatury obiektu, fałszując jego obraz termiczny. W takich warunkach w przypadku pomiaru rozkładu temperatury na dużych obiektach, np. budynkach, otrzymamy obraz obiektu pozbawionego miejsc o podwyższonej temperaturze, które mogą świadczyć o ucieczce ciepła.

Również silne nasłonecznienie lub pomiary prowadzone w krótkim czasie po ustaniu nasłonecznienia mogą być źródłem błędów.

Zasada działania kamery macierzowej i jej parametry
Kamery macierzowe wykorzystują macierz detektorów. Obraz powstaje w "czasie rzeczywistym", z częstotliwością rzędu 50 Hz. Kamery macierzowe są kolejnym krokiem w rozwoju termografii. Dzięki wyeliminowaniu układów skanowania kamery te są mniejsze i lżejsze od swoich poprzedniczek. Zakres ich zastosowań również jest szerszy.

Poniższy schemat obrazuje w uproszczeniu zasadę działania kamery. Promieniowanie podczerwone emitowane przez badany obiekt pada na układ optyczny kamery. Soczewki obiektywu wykonane są najczęściej z germanu, który wprawdzie jest nieprzezroczysty w świetle widzialnym, ale znakomicie transmituje podczerwień. 

Zasada działania kamery macierzowej

Obiektyw skupia promieniowanie na powierzchni fotoczułej detektora, który pod jego wpływem generuje sygnały elektryczne. Po ich konwersji na przetworniku A/C sygnały przetwarzane są przez procesor DSP(Digital Signal Processor).

Procesor ten w celu obliczenia temperatury każdego piksela obrazu wykonuje złożone operacje: standaryzację poziomów sygnałów (N.U.C), korektę „bad pixel", wyliczenie temperatury na podstawie danych z tablicy kalibracji, korektę wyliczonej wartości temperatury z uwzględnieniem emisyjności i warunków otoczenia. Tak przygotowane dane prezentowane są na LCD kamery lub komputera w postaci kolorowego termogramu.

Czytaj więcej na temat termografii oraz kamer termowizyjnych:

Wprowadzenie do termografii. Prawo Stefana - Boltzmana.

Klasyfikacja bezkontaktowych przyrządów pomiarowych

Dobór kamery termograficznej. Czym się kierować przy wyborze?

Zastosowania kamer termograficznych