Termografická technika Flir Systems pracující v blízké oblasti infračerveného spektra

Termografická technika Flir Systems pracující v blízké oblasti infračerveného spektra

V několika předchozích číslech časopisu Automa (např. [1], [2], [3], [4]) byly uvedeny příspěvky týkající se termografické techniky Flir Systems pracující v dlouhovlnné oblasti spektra a využívající mozaikové nechlazené detektory. Firma Flir Systems ale vyrábí a nabízí termografickou techniku, která pracuje i v ostatních oblastech infračervené části elektromagnetického spektra. V tomto příspěvku bude zmíněna technika pracující v oblasti NIR – tedy blízké oblasti infračervené části elektromagnetického spektra (tab. 1).

Rozdělení infračerveného spektra a používané detektory

Firma Flir Systems v současné době vyrábí termografickou techniku pracující ve spektrálních oblastech o vlnových délkách od 0,9 µm (resp. již od 0,4 µm) do 13 µm. Každá oblast infračerveného spektra je určitým způsobem specifická, a také vyráběná technika má své charakteristické vlastnosti. Informativně lze uvést, že vyráběná zařízení se liší hlavně typem použitého detektoru, optickým systémem i možnostmi či způsoby jejich využití. Na obr. 1 je uvedeno rozdělení určité části elektromagnetického spektra, včetně jednotlivých typů používaných detektorů.

Obr. 1. Rozdělení infračervené části elektromagnetického spektra s vyznačením oblasti použití různých typů detektorů

Systémy pracující v blízké oblasti NIR (tab. 2) využívají mozaikový detektor typu InGaAs a běžnou (fotografickou) optiku. Základní spektrální rozsah těchto zařízení je 0,9 až 1,7 µm, popř. u detektoru typu VisGaAs™ 0,4 až 1,7 µm.

Použití v praxi

Blízká infračervená oblast a technika v ní pracující, jak již bylo dříve uvedeno, jsou svým způsobem charakteristické i vzhledem k použití v praxi.

Tab. 2. Termografická technika od firmy Flir Systems pracující v oblasti NIR

Kamera	Alpha NIR	Merlin NIR	Phoenix NIR
Obrázek
Velikost detektoru (pixely)	320 × 256	320 × 256	320 × 256 nebo 640 × 512
Frekvence obrazu (Hz)	30	60	měnitelná
Analogový video výstup	ano	ano	ano
Software	IRvista/RTools	IRvista/RTools	IRvista/RTools
Velikost/hmotnost	malá	střední	velká

Na obr. 2 je uveden základní rozdíl zobrazení v jednotlivých oblastech: a) je „normální“ zobrazení ve viditelné oblasti, b) je zobrazení v oblasti NIR a c) je zobrazení – termogram v oblasti MWIR.

Obr. 2. Základní rozdíl zobrazení v jednotlivých oblastech spektra a) „normální“ zobrazení ve viditelné oblasti, b) zobrazení v oblasti NIR, c) zobrazení – termogram v oblasti MWIR

Charakteristickou vlastností pro zobrazení v oblasti NIR je to, že je zobrazováno odražené záření od objektů, jejichž teploty jsou nižší než 250 °C. Některé materiály mají při svém osvětlení v oblasti NIR specifické vlastnosti: např. křemík je transparentní při vlnových délkách delších než 1,1 µm, voda silně pohlcuje záření na vlnové délce 1,45 µm, mnohé barevné pigmenty jsou v oblasti NIR transparentní apod.

Obr. 3. Zobrazení monitoru LCD, plastové láhve s vodou a páječky ve viditelné oblasti

Termografickou techniku pracující v oblasti NIR lze využít v umění (přemalby a podmalby obrazů) nebo v kriminalistice („odstranění“ přetisků či „začernění“ textu). Zde lze využít dodatečné selektivní spektrální filtry, jimiž je možné rozdělit oblast NIR na jednotlivá pásma, a tak v podstatě získat zobrazení v úzkých spektrálních pásmech a „odfiltrovávat„ jednotlivé barvy.

Detektory VisGaAs

Speciálním druhem termografické techniky NIR jsou zařízení s detektorem typu VisGaAs. Na obr. 3 je zobrazení monitoru LCD, plastové láhve s vodou a části páječky ve viditelném pásmu. Rozdíl v zobrazení různými zařízeními je uveden na obr. 4. V části a) je zobrazení v oblasti NIR s detektorem InGaAs, kde je patrné, že tento typ detektoru nezobrazuje barvy na LCD. V částech b) a c) jsou zobrazení v oblasti NIR s detektorem VisGaAs, kde je patrné zobrazení jak vody v láhvi, tak i barev na monitoru LCD, a nakonec je patrná i změna zobrazení (jasu) hrotu páječky při jeho různých teplotách.

Obr. 4. Zobrazení různými detektory a) zobrazení v NIR pomocí detektoru InGaAs, b) a c) zobrazení v NIR pomocí detektoru VisGaAs, v části b) má hrot páječky teplotu 100 °C, v části c) 200 °C

Závěr

V příspěvku jsou uvedeny základní informace o termografické technice firmy Flir Systems pracující v oblasti NIR, tj. blízké oblasti infračervené části elektromagnetického spektra. Při porovnání se zařízeními pracujícími v jiných oblastech, hlavně se systémy pracujícími ve vzdálené (dlouhovlnné) oblasti, je jistě zřejmé, že termografická technika NIR je speciální technika, jejímž výstupem – zobrazením není „klasický„ termální obraz – termogram, ale zobrazení, které při teplotách zobrazovaného objektu nižších než 250 °C nese určité informace, které sice nejsou „radiometricky kalibrovatelné“, ale mají svoji výpovědní hodnotu.

Bližší informace o termografické technice NIR firmy Flir Systems lze získat buď na webových stránkách firmy Flir Systems (http://www.flirthermography.com) nebo u společnosti TMV SS, s. r. o., výhradního obchodního a servisního zastoupení firmy Flir Systems pro Českou republiku a Slovenskou republiku.

Literatura:
[1] SVOBODA, J.: Soudobá špičková termografická technika. Automa, 2003, roč. 9, č. 1, s. 25–26.
[2] –: Co uvidíte na veletrhu Amper 2003. Automa, 2003, roč. 9, č. 3, s. 4–8.
[3] SVOBODA, Š.: Nové termovizní kamery pro trvalé sledování teplotních polí. Automa, 2004, roč. 9, č. 3, s. 68–69.
[4] SVOBODA, J.: Nové termovizní kamery firmy FLIR Systems. Automa, 2004, roč. 9, č. 8-9, s. 64–65.
[5] Firemní literatura a podklady Flir Systems.

Ing. Jiří Svoboda,
TMV SS, s. r. o.

TMV SS spol. s r. o.
Studánková 395
149 00 Praha 4
tel.: 272 942 720
fax: 272 942 722
e-mail: info@tmvss.cz
http://www.tmvss.cz