Aktuální vydání

celé číslo

04

2022

veletrh Amper 2022
celé číslo

Termografická technika Flir Systems pracující v blízké oblasti infračerveného spektra

číslo 11/2005

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).

Tab. 1. Rozdělení infračervené části spektra (rozdělení zatím není standardizováno)

Zkratka

Název

Vlnová délka (µm)

NIR

blízká oblast

0,8 až 2,0

SWIR

krátkovlnná oblast

2,0 až 3,0

MWIR

střední oblast

3,0 až 5,0

LWIR

vzdálená (dlouhovlnná) oblast

5,0 až 15

VLWIR

velmi vzdálená oblast

15 až 1 000

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.

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

Alpha NIR Merlin NIR Phoenix NIR

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.

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.

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.

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