Тепловизоры: точнее и стабильнее благодаря VOx
Физические принципы работы обычной камеры и тепловизора очень похожи. Оба устройства воспринимают электромагнитное излучение, но тепловизионная камера формирует изображение по средством обработки инфракрасного излучения, а видимый спектр электромагнитного излучения – отсекает.
– Тепловизор может обнаружить объект в полной темноте по его собственному ИК-излучению.
– Тепловизор способен обнаружить движение объекта на расстоянии до нескольких километров. При этом относительный размер объекта может не превышать пару пикселей от разрешения матрицы.
– Тепловизионные камеры отлично справляются со сложными погодными условиями, в отличие от своих «собратьев», работающих в видимом спектре.
– Тепловизор лучше защищен от саботажа. В частности, его невозможно засветить при помощи фонарика или автомобильных фар.
Качество изображения тепловизора и его рабочие характеристики зависят от микроболометра – чувствительного элемента устройства. Именно микроболометр определяет, насколько хорошо прибор будет выполнять свою функцию.
Так как у охранных тепловизоров не стоит задачи по измерению температуры объектов наблюдения, в системах безопасности чаще всего используются неохлаждаемые детекторы на основе оксида ванадия (VOx) либо на основе аморфного кремния (a-Si).
При выборе детекторов для тепловизоров, требуется ориентироваться на постулат о том, что охранный тепловизор должен давать максимально четкие изображения нарушителя при максимальном рабочем диапазоне температур и на наибольших рабочих расстояниях.
Сравнение микроболометров на оксиде ванадия и аморфном кремнии.
Параметр | Vox | a-Si | Пояснения |
Номинальный импеданс | 100КΩ | 1МΩ | Сопротивление. Измеряется в Омах. Чем меньше показатель, тем меньшими токами можно запитывать сенсор. При меньших значениях - меньше энергопотребление и нагрев. |
Наименьший размер пикселя | 25μ | 30μ | Чем меньше пиксель, тем их больше можно уместить на той же площади сенсора. Измеряется в микрометрах. |
Температурный коэффициент сопротивления |
-2,5 | -2,5 ÷ -5,0 | ТКС - показатель стабильности. Чем он меньше, тем меньше температура будет влиять на сенсор. |
Температура детектора | переменная | переменная | |
Температурный диапазон |
-40 ÷ +55С -20 ÷ +70С |
0 ÷ +60С | |
Нестабильность изображения | легкая | сильная | |
Чувствительность | 30mK | 100mK | Чувствительность сенсора к температуре, выраженная в микрокельвинах. |
По этим показателям наилучший результат показывают детекторы на основе VOx. Это подтверждает и выбор производителей микроболометров в пользу этой технологии, и сравнительные данные исследователей.
При одинаковых условиях эксплуатации устройства на основе оксида ванадия по сравнению с микроболометрами на основе аморфного кремния показывают вдвое большую чувствительность и вдвое большую стабильность изображения. Кроме того, у них значительно шире температурный диапазон: то есть он стабильнее работает при низких отрицательных температурах.
В тепловизорах НИЦ «Технологии» используются матрицы с разрешением 400 x 300 (для модели TPZ-10) и 640 x 512 пикселей (для остальных моделей). По сравнению с обычными видеокамерами, величина кажется небольшой, но – это одно из передовых решений на рынке. И благодаря VOx-детекторам, наши устройства получили несколько важных преимуществ.
1. Выше чувствительность.
2. Выше стабильность изображения.
3. Меньше шумов на изображении.
4. Выше рабочий температурный диапазон.
На всех тепловизорах НИЦ «Технологии» расширен аналитический функционал. Камеры способны отображать измеряемую температуру, выделять участки с самой высокой и с самой низкой температурой и включать тревогу при превышении заданной температуры.
На наши тепловизионные камеры ставятся высококачественные германиевые объективы, способные пропускать излучение в диапазоне волн 1,8–23 мкм. В случаях, когда такая камера оснащается вариофокальным объективом, на ней используется технология заднего фокуса: передняя плоскость объектива остается неподвижной. Благодаря этому объектив можно зафиксировать в креплении без применения дополнительных защитных плоскостей, как происходит при использовании традиционного объектива.
В случае, если вам необходимо использовать видеонаблюдение в сложных метеоусловиях или при отсутствии освещения, а также при необходимости обеспечить безопасность большой территории, тепловизор станет отличным решением.