Nyomtatható kiadványkivonat (pdf) Hőkamera-választék 2014 (piaci kínálat áttekintése) (képfelbontások, felbontás-növelési eljárások, optikák)

Hőkamerák típusválasztéka – aktuális piaci körkép szakmai szemmel

Hőkép-pixelfelbontás, felbontás-növelő eljárások, optikák választéka 

Az érintésmentes hőmérsékletméréshez alkalmas termográfiai eszközök (termogrammetriai képességű infrakamerák) ez elmúlt években rohamos fejlődésen keresztül mentek. Ha figyelembe veszünk, hogy ezek az eszközök éppen 50 éve jelentek meg, ma már viszont ez egyik legismertebb és leguniverzálisabb (legsokoldalúbb) vizsgálati eszközévé nőtték ki magukat, akkor ne lepődjünk meg a piaci kínálat sokféleségén (gyártók, típusok) sem. Egy hőkamera-beszerzést tervező ügyfélnek ebből kifolyólag most már nem az igényeinek megfelelő típus hiánya, hanem az óriási választék áttekinthetetlensége okoz gondot. Tehát eljött az ideje, hogy e műszerek fejlődését és típusait szakmai szemmel áttekintsük, valamint a jelenlegi kínálatát rendezzük néhány fontos műszaki paraméter alapján. Ugyanis: A kamerákban megvalósított mérési technológia és a hozzá kapható tartozékok meghatározzák a készülék alkalmazási területét, valamint a várható mérési pontosságot ill. az elérhető hőkép-minőséget.

 

Mátrixos hőkamerák képpont-felbontása – a jelenlegi piaci választék áttekintése

A geometriai felbontáson (tehát az érzékelőmátrix egy egyedi érzékelőhöz tartozó tárgyfelületi “képpont” méretén) túl a hőkamerával elérhető képminőséget illetve pontosabban – a mérés részletességét – a hőkamera képpontjainak száma határozza meg. Ennek oka, hogy a grafikai (vizuális) felismerhetőség érdekében egy bizonyos minimális képpontszámnak kell a mérendő tárgy egyes részeire esnie – ugyanúgy, ahogyan ezt a digitális fényképezés esetén megszoktuk. Könnyen érthető, hogy több képpont esetén a tárgyfelületet nagyobb részletességgel illetve nagyobb tárgyfelületet ugyanolyan részletességgel jeleníthetünk meg egyetlenegy hőképen. Ha kevés a képpontok száma, sok felvételt kell készíteni és összefüggő tárgyak kiértékelése illetve beszámolók készítéséhez gyakran szükségessé válik a képek montírozása (ami egy igen időigényes munka).

Hőkamerák esetén ez a kérdés nem is jelentéktelen. Míg a digitális fényképezőgépeknél 10, 12 vagy akár több mint 20 Mpixeles (20 millió képpontos) felbontásról beszélünk, mátrixos hőkamerák esetén a képpontok száma tipikusan 320×240 (tehát 76 800) illetve 384×288, a legprofibb hőkamerák esetén pedig 640×480 (tehát 307 200) vagy akár 1024×768 (tehát 786 432) képpont. Vannak kisebb képességű kamerák is – gyakori típus 160×120 (tehát csupán 19 200) képponttal vagy akár csak 80×80 ill. 96×96 képponttal, melyek ennél fogva csak kisebb felületek elfogadható részletességű megjelenítésére képesek, ami a felhasználási területüket természetesen erősen korlátozza (vagy a hőkamerát akár alkalmazhatatlanná teszi). A hőkamerák érzékelői fejlődésének köszönhetően egyre több képpontú hőkamerák készülnek. Érdekes, hogy pont a legprofibb – 640×480 ill. 1024×768 képpontos érzékelőmátrixszal rendelkező, 50 illetve akár 240 Hz-es képfrissítésű – hőkamerák képpontra vetített ára a legkedvezőbb (akár egy nagyságrenddel is kedvezőbb, mint a kis pixelszámú – ún. Low-Cost – hőkameráké).

Wuhan-Guide BritIR Jenoptik VarioCAM HD research 980
Ábra: LowCost hőkamera 120×160 képponttal / professzionális hőkamera 2048×1536 képponttal [forrás: PIM]

A következő oldalon lévő ábra a képpontok számának kihatását a munkafolyamat hatékonyságára igen látványosan bemutatja: A jobb oldali kép (640×480 pixel) egyetlen egy helyszíni gombnyomással készült és – mivel a bevizsgált épületoldal minden információját tartalmazza – szintén csak egyetlen egy egérkattintással belefűzhető a jegyzőkönyvbe. Ezzel szemben a bal oldali hőkép (160×120 pixel) az épületoldal csak kisebb részét képes befogni, részletessége is kivetnivalókat hagy maga után. A jobb oldali hőkép minőségének elérésére 16-szor annyi felvétel kellene, de a hőképek utólagos montírozásához még átfedésre is van szükségünk, így jóval több – akár 20-25 hőkép helyszíni felvételre kényszerülünk. Természetesen a 640×480 képpontos hőkép felvételi időigényének többszörös idő alatt.

Az igazi kellemetlenség viszont a jegyzőkönyvkészítés során vár ránk, mert itt szembesülünk a 20-25 hőkép montírozási munka időigényével, mely ügyességünktől függően 30 perc és több óra között is eltarthat. Meggondolandó tehát, hogy kisebb beruházás mellett kisebb pixelszámú hőkamerát válasszuk (és majd megfizessük a spórolásunkat többszörös többletmunkával), vagy nagyobb pixelszámú hőkamera révén szert teszünk a hatékony munkavégzéshez szükséges eszközre.

120 x 160 ill. 640 x 480 képpontos hőkép (forrás: Infratec)
Ábra: 120 x 160 ill. 640 x 480 képpontos hőkép [forrás: InfraTec]

Hőkép pixelfelbontás-növelő eljárások (a hőkamera-látómezőn belül)

Szoftveres felbontás-növelése interpolációval

Mivel a hőkamerák viszonylag kis képpontszáma végett látványos hőképek (és ezáltal jegyzőkönyvek) készítése (főleg a kisebb pixelszámú érzékelőmátrixszal rendelkező hőkamerák esetén) nagy nehézségekbe ütközik, eme probléma enyhítésére a grafikai képfeldolgozó programoknál megszokott interpolációt alkalmaz néhány hőkameragyártó. Ez az eljárás a felvett hőkép egy-egy pixelpár közé még egy újabb – matematikailag interpolált – képpontot generál, így megnövelve a hőkép pixelszámát az eredeti érték négyszeresére (a vízszintes és függőleges megduplázás révén). Azonban, ez az eljárás olyan hőképet eredményezi, mely 75% számított – tehát nem valós, nem mért – képpontot tartalmaz. A hőkép vizuális látványának javítása tehát a hőkép adattartalmának meghamisítása árán történik. Az eljárás alkalmazása ezért nem javasolt.

Szoftveres felbontás-növelése kézremegés kihasználásával

Abból kiindulva, hogy egy érzékelőmátrix valójában nem hézagmentesen egymás mellett elhelyezett egyedi érzékelőkből áll, hanem minden érzékelő körül még egy (majdnem félpixeles) – mérést nem végző – hézag van (a termikus áthatás elkerülése végett, valamint az egyedi érzékelők villamos bekötése miatt), a mérendő tárgy érzékelése is csak ilyen “hézagosan” történik meg. Ennek kiküszöbölése érdekében az interpoláció helyett egy másik szoftveres hőkép pixelfelbontást növelő eljárás kezd elterjedni az elmúlt években (pl. Super Resolution vagy UltraMax néven). Ezek az eljárások a hőkamerát tartó ember kezének remegése ill. bemozdulása során bekövetkező kis mértékű vízszintes és függőleges látómező-eltolódásból indulnak ki.

A módszer nagyon egyszerű: egy hőkép helyett (tipikusan) 16 hőkép adatait tároljuk el, majd a szoftver segítségével azt a négy felvételt válasszuk ki közülük, melyek a kézremegés hatására pont egy-egy félpixeles vízszintes és függőleges eltolással “passzolnak” egymáshoz, majd pixelenként egymás mellé ill. alá helyezve összeillesztjük a hőképeket. Ezzel a módszerrel az eredetileg két-két elemi érzékelő (képpont) közötti üres helyről is készül adat, maga a képpontok száma vízszintesen és függőlegesen is megduplázódik – a hőképünk az eredeti detektormátrix pixelszámához képest négyszeres felbontású lesz. Sőt, mivel a látómező érzékelése most már hézagmentes, a hőkamera geometriai felbontása is javul (pontosan 34%-kal).

Amennyire egyszerű (és olcsó) ez a módszer, annyi buktatóval is jár. Állványra szerelt hőkamera esetén egyáltalán nem használható, de az ember kezének remegése is csak nagyon ritkán kellőképpen “szabályos” ahhoz, hogy a szoftver megtaláljon az eltárolt 16 hőkép között 4 olyat, amely az előbb leírt módon egymásra illeszthető. (Gondoljunk csak arra, hogy az egész eljárás időigénye közel egy másodperc: ha ez idő alatt szögben elbillen vagy folyamatosan süllyed a kezünk, sehogyan nem lesz meg a 4 összeilleszthető hőkép.) A szoftveres képkiválasztó algoritmus ezen túl mind olyan esetben is képtelen a hőképek kiválasztására, ha a hőkép nem tartalmazza kellőképpen nagy és éles kontrasztokat (kellőképpen meredek hőmérséklet-gradienseket) vagy a látómezőn belül valamelyik részén van elmozdulás.

A fenti esetekben a szoftver – sajnos minden figyelmeztetés nélkül – az kívánt pixelszám elérése végett a hőképek összeillesztése helyett az interpoláció alatt leírt felbontás-növelést alkalmazza. Ezzel pedig nem létező képpont-adatok keletkeznek és a módszer által “beígért” geometriai felbontás-javítás sem valósul meg! Méréstechnikailag tehát soha nem tudjuk, melyik így készült hőképünk tartalmaz ténylegesen csak valós pixeleket és ezáltal mikor számíthatunk ténylegesen a jobb geometriai felbontásra. Az eljárás alkalmazása ezért nem javasolt.

Hardveres felbontás-növelés micro-scan eljárással

A mátrixos hőkamerákba beépített érzékelőmátrix felbontásának négyszeres pixelszámát fentiek alapján megbízhatóan (és garantáltan) csak hardveresen érhetjük el. Ehhez az érzékelő mikrómozgatásával vagy a beérkező sugárzás optikai eltérítésével megváltoztatjuk (a hőkamerán belül!) az érzékelőmátrixra vetített sugárnyaláb pozícióját egymás után vízszintesen és függőlegesen is. Így az eredetileg két-két elemi érzékelő (képpont) közötti üres helyre vetített sugárzás is érzékelésre kerül és ezáltal a képalkotáshoz felhasználható, miközben a hőkamera geometriai felbontása minden esetben (kivétel nélkül) 34%-kal nő. Mivel ez a módszer nem a kezünk remegéséből indul ki, így ez természetesen állványra szerelt hőkamera esetében is alkalmazható.

Bár a micro-scan eljárás sem éppen gyorsnak nevezhető (0,5 … 1 mp időigénye van egy-egy nagy felbontású hőkép készítésének), mégis csak ez egyelőre az egyetlen módszer ahhoz, hogy valós pixelű extra nagy hőképeket készítsünk maximális geometriai felbontás mellett. Példák ilyen képességű hőkamerákra a Jenoptik VarioCAM készülékcsaládok tajgai, melyek Resolution Enhancement elnevezéssel ilyen opcionális funkcióval rendelkeznek. A VarioCAM hr 640×480 képpontos detektorral rendelkező hőkamerákkal micro-scan üzemmódban 1,23 millió képpontos, a VarioCAM HD 1024×768 képpontos detektorral rendelkező hőkamerákkal pedig 3,15 millió képpontos – kizárólagosan valós mérési adatokat tartalmazó – hőképek készíthetők. Ez tehát módod ad arra, hogy igen nagy tárgyfelületekről is a legrészletesebb méréseket készítsünk mindenféle utólagos montírozás nélkül.

Micro-scan eljárás (forrás: PIM)
Ábra: mátrixdetektor és micro-scan* pixelfelbontás [forrás: PIM]
* 4 egymást követő hőkép összeillesztése révén készült 4-szeres felbontású hőkép

Hőkép pixelfelbontás-növelő eljárások utólagos hőkép-montírozással

Panorámakép

Nagy kiterjedésű tárgyak (pl. ipari létesítmények, középületek, nagy méretű gépszerkezetek, kemencék stb.) termográfiai megjelenítése gyakran azzal az igénnyel párosul, hogy a tárgy egészét egyetlen egy termográfiai felvételen lehessen megtekinteni a tárgy hőmérsékletei közötti összefüggései felismerése érdekében. Ezt természetesen csupán egy hőkép elkészítésével – még a micro-scan eljárás alkalmazása esetén is – csak ritkán megvalósítható, mert ehhez gyakran még a 3,15 Mpixel sem elég a kötelezően betartandó geometriai felbontás mellett, de még inkább a helyszíni körülmények a legtöbb esetben lehetővé sem teszik, hogy egy terjedelmesebb tárgyat egyetlen egy helyszínről teljes kiterjedésében rögzítsünk.

Amennyiben a szóban forgó tárgy egy vízszintes irányban elnyúló objektum, akkor a több hőkameratípus esetében is elérhető panoráma-felvétel funkció jelent megoldást. Ennek használatával több (egymással átfedésben lévő) hőképet készíthetünk egymás után a hőkamera vízszintes elforgatása vagy “továbbállítása” mellett, majd a hőkamera szoftvere (vagy a hozzá tartozó PC-szoftver) összeilleszti automatikusan ezeket a hőképeket egy összefüggő, hosszúkás hőképpé. Természetesen a szoftver képességén múlik, hogy eme összeillesztés eredménye csupán egy összefüggő grafikus megjelenítés (mely már csak szép színes kép, tehát nem korrigálható vagy tovább kiértékelhető) vagy akár egy újabb (nagyobb) hőkép-adatfájl (mely a termográfiai kiértékelőszoftverrel ugyanúgy korrigálható, feldolgozható és kiértékelhető mint az eredeti egyedi adatfájlok). Természetesen csak az utóbbi jelenti az igazi megoldást. Az eljárás korlátja, hogy csak egy-egy vízszintes képsort képes feldolgozni.

Kétdimenziós (automatikus) hőkép-montírozás

Tárolt hőképek összeillesztése (montírozása) főleg terjedelmes tárgyak esetén gyakran szükséges, de ehhez tipikusan a vízszintes (panoráma)-kép alkotás nem is elegendő. Ha pedig nemcsak vízszintesen, hanem függőlegesen is több hőkép montírozandó, az összesen feldolgozandó hőképek száma robbanásszerűen megnő – ezzel együtt természetesen a munkafolyamathoz szükséges idő is. Sok magyarázatot nem igényel, hogy ebben mekkora segítséget nyújthat egy olyan szoftver, mely a hőképek automatikus montírozását végzi el. Főleg úgy, hogy a tárolt hőképek összeillesztésének eredménye egy nagyobb pixelméretű, de korlátok nélkül kiértékelhető hőkép-adatfájl (tehát nemcsak egy grafikai kép).

Természetesen egy ilyen automatikus összeillesztés több feltételhez kötődik: a hőképek megfelelően nagy átfogással kell rendelkezniük, rögzítésük ugyanolyan megfigyelési szögből és ugyanolyan távolságból kell megtörténni. Ezentúl “kötelező” az egyforma mérési körülmények és az azonos hőkamera-beállítás is. Mindez nagyon nagy fegyelmet és pontos helyszíni munkavégzést feltételez, de ennek betartása többszörösön is megtérül: pl. az Infratec cég IRBIS3 mosaik nevezetű szoftverrel sok órás kézi hőkép-korrekció és összeillesztés helyett 5 perc alatt akár több tíz hőkép tökéletesen és automatikusan montírozható egyetlen egy, korlátok nélkül tov10ább kiértékelhető adatfájlba.

Az említett szoftver különleges képességei közül még kiemelendő a hőképek hőmérséklet-skálázásának egymáshoz való illesztése, a hőképek optikai (perspektivikus) deformációjának korrekciója és a többféle (választható) matematikai módszer a hőkép-adatok egymáshoz való illesztéséhez.

Parlament kétdimenziósan montírozott hőképe (forrás: PIM)
Ábra: 7 x 8 (=56!) egyedi 1,23 Mpixeles hőképből összeillesztett A2 (falinaptár)-méretű hőkép [forrás: PIM]
(a háló jelzi a hőképek elrendezését, a világos felületek az eredeti hőképek méreteit mutatja /alkalmazott átfedés >40%/)

Termográfiai objektívek, előtétlencsék

A legfontosabb: termográfiai lencsék nem készülhetnek üvegből, hanem csakis a hőkamera hullámhossz-tartományoknak megfelelő anyagokból. Tehát nem lehet egy hőkamerát vásárolni, s majd egy optikai mikroszkóp-lencsét elé tenni, csak mert most éppen nagyon kis tárgyakat akarnánk mérni. De egy hosszúhullámú hőkamera lencséje sem szerelhető egy középhullámú hőkamera elé (és fordítva sem). (Mindkét esetben azt tapasztalnánk, hogy semmilyen sugárzást nem tudnánk mérni.) Hosszúhullámú hőkamerák esetén a lencseanyag tipikusan germánium, melyet még egy speciális anti-reflexiós réteggel bevonnak, így elérve akár 99% fölötti transzmissziós tényezőket. (Tehát vegyszerrel vagy koptató tisztítószerekkel ne távolítsuk el szennyeződéseket az optikákról!)

Viszont ha beszélünk hőkamerák objektívjeiről, nem kerülhetjük ki, hogy alapvető különbséget tegyünk a LowCost és professzionális készülékek között. Míg az előzőekre jellemző a minél kisebb méretű (és ezáltal minél olcsóbb), általában bonthatatlanul – s hosszúhullámú tartományuk ellenére talán nem is germánium alapú – beépített lencse, a profi készülékek-é nagy méretű, és többnyire azzal a lehetőséggel is rendelkeznek, hogy az objektívet kicserélhessük az éppen szükségesre. (Néhány éve vannak már LowCost készülékek is cserélhető objektívekkel!) Miért jó a nagy lencse és a cserélhetőség?

Lencseátmérő hatása a mérési képességekre

Minél nagyobb átmérőjű egy termokamera optikai lencséje (pontosabban: apertúrája), annál több sugárzási energia jut a hőérzékelő felületére. Az optikai rendszer fényerősségének (itt: átvitt infravörös sugárzás-intenzitásnak) mértéke a rekeszszám, amely a fókusztávolság és az apertúra lencse átmérőjének hányadosa. Értelemszerűen minél kisebb rekeszszám, annál nagyobb a lencseátmérő és annál nagyobb az energiabevitel az érzékelőre, ami természetesen nagyobb érzékenységet és pontosságot eredményez. De vigyázat: minél nagyobb a lencse átmérője, annál inkább eltér ez az ideális optikai rendszer modelljétől – a Gauss-féle optikától. Ennek hatására pedig nőnek a leképezési hibák (pl. képdeformáció), amit csak egyre igényesebb lencseformákkal ellensúlyozható.

Ha az előbbieket néhány számadattal is alá akarjuk támasztani, akkor hasonlítsuk össze a legelterjedtebb “kategóriájú” mikrobolométeres hőkamerákat. A LowCost hőkamerák kis méretű objektívei legfeljebb 100 mK érzékenységet tesznek lehetővé 50 Hz képfrissítés mellett, jobb termikus felbontás (pl. 80 vagy 60 mK) elérése érdekében növelni kell az integrálási időt – tehát csökkenteni kell a képfrissítési gyakoriságot 30, 25 vagy akár csupán 9 Hz-re. Professzionális hőkamerák nagy méretű objektívei a hőkamera-gyártó képességeitől függően 50 Hz képfrissítés mellett, vagy akár még 240 Hz mellett is 50 vagy akár 30 mK termikus felbontást tesznek lehetővé. Persze az sem mintegy, hogy egy LowCost hőkamera lencséje legfeljebb néhány százezer forintos költségű, profi készülékek esetén a termográfiai optikák árai pedig az egymillió forint fölötti árszinten mozognak.

Csereobjektívek szükségessége és választéka

A termográfiai mérések esetén az értékelésnek megfelelő megfigyelési látómező méretén túl a legfontosabb a korrekt hőmérséklet-érzékeléshez elengedhetetlen geometriai fel­bontás biztosítása. Például egy 2 mrad geometriai felbontást nyújtó “standard” objektív esetén 5 m távolságból csak mini­mum 30 mm méretű tárgyak (vagy tárgyrészletek) hőmér­séklete érzékelhető még biztosan. Kisebb tárgyak mérésé­hez vagy kisebb mérési távolságot, vagy más optikát kell vá­lasztanunk. (Egyébként a termográfiai felvétel nem tudna a bennünket érdeklő kis tárgy hőmérsékletét kimutatni.) Kicseréljük tehát az előbbi “standard” lencsét egy teleobjek­tívre, akkor 1 mrad geometriai felbontás mellett 5 m távol­ságból 15 mm méretű tárgyak hőmérsékletét is mérhetünk.

(Megjegyzés: a hőkamerákba beépített ZOOM csak digitális nagyítás, mely fenti problémát nem oldja meg – sőt: a drágán megvásárolt hőkép-pixelek nagy részét ilyenkor még ki is iktatjuk a mérésünkből. Tehát soha ne használjuk!)

Elsősorban a professzionális hőkamerák esetén létezik nagy választék csereobjektívekből, melyek a könnyed cserélhetőség érdekében sok esetben nem is menetesen, hanem bajonettel csatlakoznak a hőkamerához. Ezek a lencsék lehetőleg elektronikus kódolással is rendelkeznek, hogy a hőkamera magától vegye észre, hogy éppen melyik objektívvel dolgozunk és automatikusan töltse be az objektívhez tartozó kalibrálási adatfájlt. Az utóbbi azért szükséges, mert minden hőkamera esetén annak kalibrálása mindig az éppen felszerelt lencsével együtt történik meg a lencse és a hőkamera karakterisztikájának együttes meghatározása és korrekciója érdekében. Tehát kicseréljük az objektívet, más kalibrálási adatfájl szükséges a sugárzás-érzékelés korrekciójához. (Ebből természetesen az is következik, hogy egy utólagosan vásárolt objektív az ezzel együtt történő gyártói hőkamera-újrakalibrálást von maga után. Valamint az is, hogy azonos hőkamerák között sem cserélhetjük ki még “egyforma” objektíveket sem büntetlenül.)

Kiegészítő megjegyzés: ZOOM-objektívek sajnos nem léteznek hőmérséklet-mérési célú hőkamerákhoz. Ennek oka egyrészt az ilyen objektívek mérhetetlen költsége, de az igazi kizáró ok a hőkamera kalibrálási igénye: mivel ugyanis egy ZOOM-objektív esetén minden egyes nagyítási beállítás mellett eltérő nagyságú a virtuális apertúra mérete, így minden lehetséges (folyamatos ZOOM = végtelen sok) beállításhoz egy-egy külön-külön kalibrálásra lenne szüksége.

Teleobjektívvel elérhető felbontás (forrás: Infratec)
Ábra: teleobjektív használatával elérhető hőkép-felbontás [forrás: InfraTec]

 

A legelterjedtebb lencséket és szerepüket (ill. “mellékhatásukat”) a következő felsorolás mutatja be:

Standardlencse
A hőkamera detektorának pixelfelbontásától függően ezekkel az objektívekkel nagyságrendileg 20×15° … 30×25° látómezők mellett 2,4 … 0,6 mrad geometriai felbontások érhetők el.

Teleobjektív
A standardlencsékkel összehasonlítva tipikusan a látómező mindkét dimenziójának megfelezése mellett dupla olyan jó (számszerűen megfeleződött) geometriai felbontások érhetők el. Vannak még “nagyobb” teleobjektívek is, melyek a látómező méretei és a geometriai felbontás negyedelését vagy akár tizedelését nyújtják, ugyanilyen mértékben javítva a geometriai felbontást.

Nagy látószögű lencse
A standardlencsékhez viszonyítva tipikusan a látómező mindkét dimenziójának megduplázása érhető el, de e mellett felére csökken (számszerűen megduplázódik) a geometriai felbontás. Vannak ún. szuper-széles nagy látószögű lencsék is, melyekkel a látómező méretei és a geometriai felbontás négyszerezése érhető el (a geometriai felbontás negyedére való lerontása mellett).

Előtétlencsék, makrólencsék
Ezeknek a lencséknek az elsődleges szerepe a standardlencsék ill. teleobjektívek legkisebb mérési távolság (minimális fókusztávolság) csökkentése, ezzel lehetővé téve, hogy nagyon kicsi tárgyakat is meg lehessen mérni a geometriai felbontás követelményének megfelelő kis távolságokból.

Mikroszkóplencsék
A mikroszkóplencsék különleges kis tárgyak mérésére használatosak. Általában csak egyedi rendelésre gyártják, megjelenítési képességeik az optikai mikroszkópokhoz hasonlóak (természetesen a hősugárzás hullámhossz-tartományban). Gyakorlati hátrányaik a nagy méretük, súlyuk és költségük mellett az optikai törvényeknek megfelelően csak minimális mélységélességük.

Mikroszkóp-lencsével elérhető felbontás (forrás: Infratec)
Ábra: makrólencsével ill. mikroszkóp-objektív használatával elérhető hőkép-felbontás [forrás: InfraTec]

Külön fel kell hívni a nagy látószögű lencsék gyakran teljesen téves alkalmazására! Ha például az volt a gondunk, hogy a geometriai felbontás korlátjának betartása mellett meghatározott maximális mérési távolságból a mérendő tárgy (pl. kapcsolószekrény) csak egy részét lehetett egy-egy hőképen rögzíteni, akkor a látómező megnövelése céljából beszerzett nagy-látószögű lencsének alkalmazása nemhogy NEM oldja meg a problémánkat, hanem még ront is a helyzetünkön. Ugyanis a mindkét irányban kétszeres látómezőt eredményező nagy látószögű lencse révén felére lerontott geometriai felbontás miatt a mérésünk már csak legfeljebb az eddigi távolság feléből végezhető el.

A mérésünk látómezeje ennek folyamán tehát valójában még sem nő meg (ugyanis pont ugyanakkora maradt), viszont a kép torzítása mellett a tárgyfelület megtekintési szöge – elsősorban a széle felé – eléggé ferde is lehet. Ez pedig további negatív hatással van a mérésünk pontosságára és kiértékelhetőségére. (Megjegyzés: Leginkább csak az épületek beltéri termográfiája esetén van igazi létjogosultsága a nagy látószögű objektíveknek. Más szakmákban való alkalmazásuk előtt gondosan kell átgondolni, hogy az elért nagyobb látómező mellett nem keletkezik-e más, akár nagyságrendekkel súlyosabb optikai ill. méréstechnikai hátrány.)

 

Rahne Eric (PIM Kft.)
pim-kft.hu
termokamera.hu

 

Kapcsolatfelvétel

A publikáció tartalmát szerzői jogok védik, ennek (akár csak részben történő) felhasználása, elektronikus vagy nyomtatott tovább-publikálása csak a forrás és a szerző nevének feltüntetése mellett, valamint a szerző előzetes írásos engedélyének megléte esetén megengedett. A szerzői jogok (Copyright) megsértése jogi következményekkel jár.