Hur kalibrerar jag LWIR -kamerakärnor?

Hej där! Som leverantör av LWIR -kamerakärnor blir jag ofta frågad om hur man kan kalibrera dessa snygga små enheter. Kalibrering är oerhört viktigt för att få exakta och pålitliga termiska bilder, så jag trodde att jag skulle dela lite insikter om processen.

Först och främst, låt oss prata om varför kalibrering är en stor sak. LWIR (långvågsinfraröda) kameror upptäcker den infraröda strålningen som släpps ut av föremål och omvandlar den till synliga bilder. Emellertid kan olika faktorer påverka noggrannheten hos dessa bilder, som temperaturvariationer, sensor icke-enhetligheter och förändringar i miljön. Kalibrering hjälper till att korrigera dessa problem och säkerställer att kameran ger konsekventa och exakta resultat.

Förstå grunderna i kalibreringen

Innan vi dyker in i kalibreringsprocessen är det viktigt att förstå några viktiga koncept. Det finns två huvudtyper av kalibrering för LWIR-kamerakärnor: icke-enhetlig korrigering (NUC) och radiometrisk kalibrering.

Icke-enhetlighetskorrigering handlar om att kompensera för skillnaderna i känslighet mellan enskilda pixlar i kamerans sensor. Även om sensorerna är utformade för att vara så enhetliga som möjligt finns det alltid små variationer. Dessa variationer kan orsaka fasta mönsterbrus i de termiska bilderna, vilket gör att de ser korniga ut eller har ojämn ljusstyrka. NUC hjälper till att ta bort detta brus och förbättra den övergripande bildkvaliteten.

Radiometrisk kalibrering används å andra sidan för att konvertera kamerans utgång (vanligtvis i digitala räkningar) till faktiska temperaturvärden. Detta är avgörande för applikationer där du behöver mäta temperaturen på föremål exakt, som vid industriella inspektioner eller medicinsk diagnostik.

Ojämnhetskorrigering (nuc)

Låt oss börja med NUC. Det finns några olika metoder för att utföra NUC, men en av de vanligaste är tvåpunktskalibreringsmetoden. Så här fungerar det:

1. Steg 1: Fånga en mörk ram

   • Först måste du täcka kameralinsen med ett lätt tätt lock för att blockera all inkommande infraröd strålning. Detta skapar en "mörk" bild där den enda signalen som sensorn upptäcker är sitt eget inre brus.
   • Ta några ramar med den täckta linsen och genomsnittliga dem för att minska slumpmässigt brus. Denna i genomsnittliga mörka ram kommer att användas senare i kalibreringsprocessen.

2. Steg 2: Fånga en enhetlig scen

   • Därefter måste du exponera kameran för en enhetlig infraröd källa, som en Blackbody -radiator. En svartkropp är ett objekt som avger infraröd strålning vid en känd och konstant temperatur.
   • Se till att svartkroppen är tillräckligt stor för att fylla kamerans synfält och att den är vid en stabil temperatur. Ta några ramar av svartkroppen och i genomsnitt dem också.

3. Steg 3: Beräkna korrigeringsfaktorerna

   • Nu när du har den mörka ramen och den enhetliga scenramen kan du beräkna korrigeringsfaktorerna för varje pixel. Korrigeringsfaktorn för en pixel är skillnaden mellan medelvärdet för den pixeln i den enhetliga scenramen och dess genomsnittliga värde i den mörka ramen.
   • Dessa korrigeringsfaktorer lagras sedan i kamerans minne och appliceras på varje efterföljande bild för att korrigera för icke-enhetligheter.

4. Steg 4: Tillämpa korrigeringen

   • När kameran tar normala bilder använder den de lagrade korrigeringsfaktorerna för att justera värdena för varje pixel i realtid. Detta säkerställer att den slutliga bilden har en mer enhetlig ljusstyrka och minskat buller med fast mönster.

Radiometrisk kalibrering

Radiometrisk kalibrering är lite mer komplex än nuc, men det är viktigt för exakta temperaturmätningar. Här är en allmän översikt över processen:

1. Steg 1: Välj ett kalibreringsmål

   

   • Du behöver ett kalibreringsmål med en känd och stabil temperatur. Detta kan vara en Blackbody -radiator eller ett kalibrerat referensobjekt.
   • Se till att kalibreringsmålet täcker en betydande del av kamerans synfält och att det ligger vid en temperatur inom intervallet för kamerans driftsspecifikationer.

2. Steg 2: Ta mätningar

   • Exponera kameran för kalibreringsmålet vid olika temperaturer. Du måste ta flera mätningar vid varje temperatur för att säkerställa noggrannhet.
   • Spela in kamerans utgång (digitala räkningar) för varje mätning tillsammans med motsvarande temperatur för kalibreringsmålet.

3. Steg 3: Skapa en kalibreringskurva

   • Med hjälp av de inspelade uppgifterna kan du skapa en kalibreringskurva som relaterar kamerans utgång till den faktiska temperaturen. Denna kurva är vanligtvis en polynomfunktion som kan användas för att konvertera kamerans digitala räkningar till temperaturvärden.
   • Kalibreringskurvan måste uppdateras med jämna mellanrum för att redogöra för förändringar i kamerans prestanda över tid.

4. Steg 4: Applicera kalibreringen

   • När du har kalibreringskurvan kan du använda den på varje bild som tas av kameran. Kamerans programvara kommer att använda kurvan för att konvertera de digitala räkningarna för varje pixel till temperaturvärden, så att du kan mäta temperaturen på objekt i scenen exakt.

Tips för framgångsrik kalibrering

Här är några tips som hjälper dig att få de bästa resultaten när du kalibrerar dina LWIR -kamerakärnor:

• Använd högkvalitativ utrustning

  • Se till att du använder en högkvalitativ svartkroppsmål eller kalibreringsmål. Noggrannheten för din kalibrering beror på noggrannheten för dessa referenskällor.
  • Använd också en lätt linsslock för att fånga den mörka ramen för att säkerställa att ingen yttre infraröd strålning läcker in.

• Kontrollera miljön

  • Försök att utföra kalibreringen i en stabil miljö med en konstant temperatur och fuktighet. Förändringar i miljön kan påverka kamerans prestanda och kalibreringens noggrannhet.
  • Undvik att kalibrera kameran nära källor till elektromagnetisk störning eller andra ljudkällor.

• Följ tillverkarens instruktioner

  • Varje LWIR -kamerakärna är annorlunda, så det är viktigt att följa tillverkarens instruktioner för kalibrering. Tillverkaren kan ha specifika krav eller procedurer som du behöver följa för att säkerställa korrekt kalibrering.

Slutsats

Kalibrering av LWIR -kamerakärnor är ett avgörande steg för att få exakta och pålitliga termiska bilder. Genom att utföra korrigering av icke-enhetlighet och radiometrisk kalibrering kan du förbättra bildkvaliteten och mäta temperaturer exakt. Kom ihåg att använda högkvalitativ utrustning, kontrollera miljön och följ tillverkarens instruktioner för bästa resultat.

Om du är på marknaden för högkvalitativa LWIR-kamerakärnor har vi dig täckt. Kolla in vår640 Termiska kamerakärnor,Termisk avbildningsmodulochOkyld termisk avbildningProdukter. Vi är alltid glada att hjälpa till med alla frågor du kan ha om kalibrering eller våra produkter. Om du är intresserad av att köpa våra LWIR -kamerakärnor eller diskutera dina specifika behov, tveka inte att nå ut till oss. Vi ser fram emot att arbeta med dig!

Referenser

• "Infraröd och elektrooptiska system Handbok: Volym III-Elektrooptisk systemdesign," Spie Press.
• "Termisk avbildning: principer, forskning och applikationer", CRC Press.