Kamera pemantau suhu membantu mempercepat dan meningkatkan keselamatan proses produksi, serta meningkatkan kualitas produk akhir. Namun, bagaimana kamera mengambil gambar dan berapa banyak piksel yang diperlukan?
Sebuah lensa digunakan untuk memfokuskan radiasi inframerah dari sebuah objek ke sensor, menghasilkan sinyal listrik yang sebanding dengan radiasinya. Sinyal ini diperkuat dan, melalui pemrosesan sinyal digital, dikonversi menjadi ukuran keluaran yang sesuai dengan suhu objek. Nilai pengukuran dapat ditampilkan pada layar atau direpresentasikan sebagai sinyal analog.
Inti dari kamera pemantau suhu adalah Focal Plane Array (FPA) image sensor, yang memiliki antara 6.400 hingga 1 juta piksel. Setiap piksel sendiri terdiri dari sebuah mikrobolometer dengan ukuran 12 x 12 hingga 35 x 35 µm², yang memiliki ketebalan sekitar 0,15 µm. Hambatan mikrobolometer berubah karena pemanasan intrinsik, yang disebabkan oleh penyerapan radiasi termal. Perubahan hambatan ini menyebabkan perubahan tegangan sinyal, yang kemudian dianalisis.
Pada prinsipnya, semakin banyak piksel berarti semakin detail. Karena hukum fisika juga berlaku pada kamera pemantau suhu, sensor dengan jumlah piksel yang tinggi tunduk pada batasan tertentu. Karena kemajuan teknologi semikonduktor - seperti halnya pada kamera digital untuk fotografi - sekarang memungkinkan untuk menempatkan lebih banyak piksel pada permukaan detektor yang sama.
Sementara ukuran atau pitch piksel sebelumnya biasanya 35 µm, sekarang 12 µm. Ini berarti bahwa daya radiasi yang sama dibagi menjadi sembilan piksel daripada satu. Untuk mempertahankan resolusi termal yang sama sekitar satu per sepuluh derajat Celsius, piksel yang lebih kecil perlu memiliki tiga kali lipat detektivitas.
Ini menempatkan tuntutan yang sangat tinggi pada isolasi termal, koefisien suhu, serta pemanfaatan efektif permukaan sensor bolometer yang terevakuasi, yang tidak selalu diberikan. Dalam kasus-kasus ini, frekuensi gambar yang lebih rendah harus dipilih - misalnya, 9 daripada 80 Hz - untuk mengintegrasikan sinyal gambar selama periode waktu yang lebih lama.
Lensa kamera IR jenis ini biasanya sangat cepat dengan f-stop di zona 1. Untuk memanfaatkan jumlah radiasi termal maksimum sambil tetap bebas dari pengaruh atmosfer, semua pekerjaan dilakukan dalam rentang spektral 8 hingga 14 µm. Namun, semakin banyak ukuran piksel yang sesuai dengan panjang gelombang kerja ini, semakin tinggi tuntutan pada kualitas gambar yang dibatasi difraksi. Akibatnya, objek kecil - bahkan jika ukurannya hanya 3 x 3 piksel - seringkali digambarkan dengan suhu yang jauh lebih rendah dari yang sebenarnya.
Jika resolusi dibatasi menjadi jumlah piksel kecil, lensa fisik dengan panjang fokus pendek dapat digunakan untuk bidang pandang standar. Meskipun ini merupakan penghematan biaya yang signifikan, kelemahannya adalah bahwa bukaan lebih kecil dalam kamera memungkinkan cahaya yang lebih sedikit masuk, dan ini perlu dikompensasi dengan sensor yang jauh lebih sensitif. Struktur digital yang dirancang untuk meningkatkan resolusi lensa sering memengaruhi suhu yang diukur dalam gambar keseluruhan.
Berbagai pendekatan telah digunakan untuk meningkatkan resolusi geometris dalam rentang sub-pixel melalui pergerakan optik atau mekanis dari sensor gambar atau seluruh kamera. Namun, karena faktor isi piksel yang tinggi yang disertai dengan resolusi terbatas dari lensa dan pengurangan frekuensi gambar yang terkait dengan teknik-teknik tersebut, peningkatan tersebut cenderung sedikit.
Jika Anda ingin mendapatkan informasi tidak hanya tentang di mana objek panas, tetapi juga seberapa panasnya, akurasi pengukuran sistem juga harus diberikan untuk objek kecil. Jika tidak, resolusi tinggi tidak akan terlalu bermanfaat dalam hal jumlah piksel yang murni. Optik dan chip harus sesuai satu sama lain dalam hal kualitas untuk mendapatkan gambar termal yang terdefinisi dengan baik secara termal dan geometri.
Selain menentukan struktur yang dapat dikenali terkecil, ada juga pertanyaan penting tentang ukuran minimum yang harus dimiliki oleh sebuah objek agar dapat secara dapat diandalkan menentukan suhu objek tersebut. Saat melakukan penilaian risiko, informasi yang akurat tentang suhu berlebih saat ini sangat berguna.
Penggunaan yang benar juga merupakan topik yang sama pentingnya. Kamera pemindaian termal, sama seperti kamera digital biasa, menggunakan bidang pandang (FOV) yang dapat mencakup sudut 6° untuk lensa tele, 26° untuk lensa standar, dan hingga 90° untuk lensa sudut lebar. Semakin jauh Anda dari objek, semakin besar daerah gambar yang ditangkap, dan dengan itu, detail gambar yang dapat diambil oleh satu piksel individu.
Resolusi optik dari perangkat pengukuran harus dipilih tergantung pada ukuran objek pengukuran dan jarak antara objek tersebut dengan sensor. Pada gambar di atas, karena spot pengukuran terlalu besar, radiasi termal dari papan sirkuit yang jauh lebih dingin juga tercakup, yang mengakibatkan pengukuran suhu yang sangat terdistorsi. Oleh karena itu, spot pengukuran kamera tidak boleh lebih besar
Karena itu, untuk objek pengukuran yang sangat kecil atau jarak yang jauh antara kamera pemantauan termal dan objek pengukuran, resolusi yang tinggi sangat penting. Dalam uji coba yang dilakukan oleh Optris, dua resolusi yang berbeda digunakan untuk mengukur suhu kawat pada jarak dan kondisi lingkungan yang identik. Sementara hotspot dengan overheat lebih dari 70 °C terdeteksi dengan akurat pada 640 x 480 piksel, pengukuran pada resolusi 80 x 80 piksel memberikan bacaan kurang dari 10 °C di atas suhu ambien.
ADA KATA YANG TIDAK SESUAI TERJEMAHAN:
"overbuilt" - dibangun dengan ukuran yang lebih besar dari yang diperlukan
Di satu sisi, ada kamera dengan 80 x 80 piksel yang digunakan sebagai perangkat termografik. Sementara di sisi lain, ada kamera di pasaran dengan resolusi lebih dari 3 juta piksel. Namun, kamera tersebut sering dibangun dengan ukuran yang lebih besar dari yang diperlukan untuk industri. Lagi pula, aplikasi yang menentukan pilihan kamera pemantauan termal: jarak yang tepat dari objek pengukuran, pemilihan lensa yang tepat, dan resolusi kamera untuk proses pengukuran tertentu adalah faktor yang jauh lebih menentukan daripada terjebak dalam jumlah piksel yang terus meningkat.
Resolusi yang lebih tinggi tidak selalu menghasilkan gambar yang lebih tajam, terutama karena perubahan suhu yang disebabkan oleh konduksi termal digambarkan secara halus tanpa batasan yang tajam. Lebih penting lagi adalah ukuran piksel dan, sebagai hasilnya, jumlah piksel yang wajar terkait dengan detail objek.
Untuk hampir semua aplikasi di industri, resolusi antara 160 x 120 dan 640 x 480 piksel (resolusi VGA tajam seperti jarum) sudah cukup. Saat ini, kamera inframerah kompak paling cocok untuk aplikasi online cepat dalam analisis proses termal yang dinamis. Di situs web kami, kami menawarkan kalkulator optik untuk kamera pemantauan termal.
Perusahaan kami PT. Hexana Semesta menjual Infrared Thermometers & Pyrometers dengan brand OPTRIS dengan berbagai macam type seperti : Optris CS LT, Optris CSmicro LT dan masih banyak lagi. Kami merupakan distributor resmi dari Produk OPTRIS Jerman di Indonesia. Jika ingin mengetahui lebih lanjut bisa mengubungi kami dengan mengklik tombol dibawah ini :
https://www.processparameters.co.uk/why-sharp-ir-thermal-image-important/
Comments