[열화상 카메라] 열화상 이미지

열화상 이미징

적외선(IR) 열화상은 지난 30년 동안 IR 검출기 설계, 전자 및 컴퓨터 과학의 마이크로시스템 기술에서 이루어진 엄청난 발전으로 인해 과학 및 산업 분야에서 매우 빠르게 발전하는 분야입니다.

 

오늘날 열화상 측정은 연구 개발 뿐만 아니라 비파괴 검사, 상태 모니터링, 예측 유지보수, 공정 및 건물의 에너지 비용 절감 등과 같은 다양한 산업 분야에 적용됩니다. 또한 최근 카메라 제조사들의 수익성 있는 산업 부문의 경쟁으로 수천 달러 또는 유로에 불과한 가격대의 저가 모델과 500달러 이하의 스마트폰 액세서리가 등장하면서 새로운 응용 가능성을 열었습니다.

 

열화상 이미지는 물리학 및 과학의 다양한 분야에서 사용할 수 있는 시각화 기술의 훌륭한 예입니다.

또한 시각화 측면에서 완전히 새로운 물리학 영역을 열었습니다. 요즘에는 떨어지는 물체의 충격이나 걷는 사람의 신발과의 상호 작용에 따른 바닥 온도 상승의 보이지 않는 영향을 쉽게 시각화 할 수 있습니다. 이것은 학교에서 시작하여 모든 종류의 산업 분야의 전문가 훈련으로 끝나는 물리학 및 자연 과학을 가르치는 완전히 새로운 방법을 허용할 것입니다.

 

서모그래피는 대부분의 경우 물체의 표면 온도를 정량적으로 측정할 수 있는 측정 기술입니다. 이 기술을 올바르게 사용하려면 전문가가 카메라의 기능과 사용자가 이미지에서 유용한 정보를 추출하기 위해 수행해야 하는 작업을 정확히 알고 있어야 합니다.

 

 

IR 이미지에 영향을 미치는 영향은 다음과 같습니다.

 

첫째, 물체의 복사는 대기, IR 윈도우 또는 카메라 광학 장치를 통과하는 동안 흡수 또는 산란을 통해 감쇠됩니다.

둘째, 대기 자체는 온도로 인해 복사를 방출할 수 있습니다. 이는 윈도우나 카메라 광학 장치 및 하우징 자체에도 해당됩니다.

 

셋째, 주변의 따뜻하거나 뜨거운 물체(열화상 카메라도 소스임)가 발생할 수 있습니다. 물체나 윈도우 등의 추가 IR 복사 반사에 영향을 줍니다. 또한 물체 또는 윈도우의 기여는 방사율 매개변수로 설명되는 재료, 표면 구조 등에 따라 달라질 수 있습니다.

 

 

최신 IR 카메라 시스템으로 기록된 이미지에 영향을 미치는 여러 매개변수 및 요인.

일반적으로 카메라 소프트웨어를 사용하여 조정할 수 있는 파라메터들	∙ 물체의 방사율 ∙ 카메라와 물체의 거리(미국에서는 일반적으로 미터, 피트) ∙ 물체의 크기 ∙ 상대습도 ∙ 주변 온도(일반적으로 미국의 경우 섭씨 또는 켈빈, 화씨) ∙ 대기 온도 ∙ 외부 광학 온도 ∙ 외부 광학 전송
데이터가 이미지로 표시되는 방식에 영향을 주는 매개변수	∙ 온도 범위 ΔT ∙ 온도 범위 및 레벨 ∙ 컬러 팔레트
IR 이미지의 정량 분석 및 해석에 중대한 영향을 미칠 수 있는 일부 매개변수	∙ 방사율의 파장 의존성(카메라의 파장 범위) ∙ 방사율의 각도 의존성(관찰각) ∙ 방사율의 온도 의존성 ∙ 카메라와 물체 사이 물질의 광학적 특성 ∙ 필터 사용(예: 고온, 협대역) ∙ 열반사 ∙ 풍속 ∙ 태양광 부하 ∙ 주변 물체의 그림자 효과 ∙ 수분 ∙ 물체의 열적 특성(예: 시간 상수)

 

 

 

IR 이미징의 경우 IR 스펙트럼의 작은 범위만 사용됩니다. 일반적으로 열화상 촬영에 대해 세 가지 스펙트럼 범위가 정의됩니다. 8~14μm의 장파(LW) 영역, 3~5μm의 중파(MW) 영역, 0.9~1.7μm 단파(SW) 영역으로 구분됩니다. 밴드라고도 하는 이러한 범위의 제한 파장은 실제 감지기 감도 및 추가 광학 필터 요소에 따라 달라질 수 있습니다.

 

이러한 파장에 대한 제한은 첫 번째로 예상되는 열복사량의 영향, 두 번째로 탐지기의 물리학, 세 번째로 대기의 투과 특성에 따른 것입니다.