top of page
  • hexanasemestaid

Bagaimana cara kerja gambar inframerah yang tajam?

Kamera pencitraan termal membantu membuat proses produksi lebih cepat dan aman, serta meningkatkan kualitas produk akhir. Namun bagaimana cara kamera menangkap gambar dan berapa Pixel yang diperlukan untuk proses ini?


Lensa digunakan untuk memfokuskan radiasi infra merah suatu benda ke sensor, dan ini menghasilkan sinyal listrik yang sebanding dengan radiasi. Sinyal diperkuat, dan melalui pemrosesan sinyal digital berikut diubah menjadi ukuran keluaran yang sesuai dengan suhu objek. Nilai pengukuran dapat ditampilkan pada tampilan layar atau direpresentasikan sebagai sinyal analog. Komponen inti kamera pencitraan termal, sensor gambar, adalah susunan bidang fokus (FPA) setebal 150 nanometer yang dapat memiliki antara 20.000 dan satu juta Pixel. Pixelnya sendiri terdiri dari mikrobolometer dengan ukuran mulai dari 17×17 hingga 35×35 µm² yang nilai resistansinya berubah ketika menyerap radiasi termal. Perubahan resistansi menyebabkan perubahan tegangan sinyal yang menurun pada resistor bolometer dan selanjutnya dianalisis.


Pada prinsipnya lebih banyak Pixel berarti lebih banyak detail. Karena hukum fisika juga berlaku pada kamera pencitraan termal, sensor dengan jumlah megaPixel yang tinggi dapat terkena efek negatif. Seperti halnya kamera digital untuk fotografi, kini semakin banyak Pixel yang ditempatkan pada permukaan kecil yang sama. Oleh karena itu, setiap Pixel memiliki ruang yang semakin sedikit untuk menangkap radiasi termal. Artinya, sinyal lemah perlu diperkuat. Namun, hal ini pada gilirannya meningkatkan noise yang terkandung dalam sinyal sehingga menimbulkan Pixel yang mengganggu dan ketidakakuratan dalam pengukuran suhu. Hal ini diatasi dengan pengurangan noise berbasis perangkat lunak yang memperbaiki gambar yang diambil. Hasilnya adalah struktur gambar yang halus juga menjadi lebih halus seperti halnya noise. Beberapa kamera inframerah beresolusi lebih tinggi mencoba meningkatkan kekayaan detail, baik dengan interpolasi atau dengan melapisi gambar berbeda yang dihasilkan oleh pergerakan mekanis chip dalam rentang subpixel.



Pixel yang Terlalu Banyak Bekerja


Selain kebisingan, masalah kedua juga terjadi: sebanding dengan segelas air, Pixel individu yang semakin kecil hanya dapat menyerap sejumlah radiasi termal sebelum “meluap”. Jika suatu wilayah gambar dipetakan secara tepat pada saat “mekar” ini, wilayah lain akan memiliki detail yang tidak dapat diidentifikasi.


Namun kualitas lensa kamera yang sering diabaikan memainkan peran yang menentukan. Apa gunanya sensor dengan jumlah Pixel maksimum jika lensa tidak dapat menyampaikan energi infra merah yang terpancar dari objek pengukuran ke sensor gambar dengan cara yang sebebas mungkin? Jika Pixel individual yang dapat dipecahkan sepenuhnya oleh lensa lebih besar daripada Pixel individual FPA, lebih dari satu Pixel akan diekspos pada satu waktu. Hal ini menyebabkan keburaman yang jelas. Hanya dengan mempertimbangkan interaksi antara lensa dan sensor, resolusi sebenarnya dapat ditemukan.


Setiap Pixel membutuhkan waktu dan kapasitas penyimpanan


Semakin tinggi resolusi kamera pencitraan termal, semakin besar pula efek samping tidak menyenangkan yang muncul bersamaan dengan dampak kualitatif. Banjirnya data yang dihasilkan saat merekam dengan kamera perlu diolah terlebih dahulu sebelum disimpan. Di sini, antarmuka dengan kecepatan transfer data langsung yang terbatas merupakan rintangan pertama. Transfer data kemudian memerlukan waktu tertentu dan menyebabkan laju pengambilan sampel fungsi video melambat. Banyaknya ruang yang digunakan gambar termal di komputer dan media penyimpanan yang terhubung juga harus dipertimbangkan.


Penggunaan yang benar adalah topik yang sama pentingnya. Kamera pencitraan termal, sama seperti kamera digital biasa, dilengkapi dengan bidang pandang (FOV) yang dapat mencakup sudut 6° untuk lensa telefoto, 26° untuk lensa standar, dan hingga 90° untuk lensa sudut lebar. Semakin jauh Anda dari objek, semakin besar wilayah gambar yang diambil dan semakin detail gambar yang dapat ditangkap oleh setiap Pixel.


Resolusi optik alat pengukur harus dipilih tergantung pada ukuran objek pengukuran dan jarak antara objek tersebut dan sensor. Pada grafik di sebelah kiri, karena titik pengukuran terlalu besar, radiasi termal dari papan sirkuit yang jauh lebih dingin telah dimasukkan sehingga menghasilkan pengukuran suhu yang terdistorsi secara signifikan. Oleh karena itu titik pengukuran kamera tidak boleh lebih besar dari ukuran objek pengukuran.


Oleh karena itu, untuk objek pengukuran yang sangat kecil atau untuk jarak yang jauh antara kamera pencitraan termal dan objek pengukuran, resolusi tinggi sangatlah penting. Dalam uji coba yang dilakukan oleh Optris, dua resolusi berbeda digunakan untuk mengukur suhu kawat pada jarak yang sama dan dengan kondisi lingkungan yang sama. Meskipun hotspot bersuhu 70,4°C terdeteksi secara akurat pada resolusi 640 x 480 Pixel, pengukuran pada resolusi 80 x 80 Pixel hanya memberikan hasil setengah dari jumlah tersebut.


2 views0 comments

Recent Posts

See All

Comments


bottom of page