FLIR X6900 kétsávos hőkamera alkalmazási kísérlet

FLIR X6900 kétsávos hőkamera alkalmazási kísérlet

Egy dual-band hőkamerával végzett kísérlet során szinkronizáltuk a közép- és rövid­hullámú termikus megfigyelést, hogy össze­hasonlíthassuk.

Az X6900 hőkamera két különböző standard hullámon (3-5 micron InSb MWIR, azaz középhullámon illetve 7.5-11.5 micron SLS LWIR, azaz rövidhullámon) is használható. Alkalmazástól függően mindkét hullámhossznak vannak előnyei és hátrányai.

Ezért a FLIR munkatársa egy kísérletre vállalkozott, miszerint két FLIR X69000 kamerát üzemelt be egy közös univerzális állványon, majd forró és hideg hőeseményeket rögzített. A kamerákat szinkronizálta, egyiket középhullámhosszon, a másikat rövid hullámhosszon. A felvételt egyszerre indította el triggerrel, az így kapott filmpár 538.78 képsebességen került rögzítésre.

A kamerák az alábbi műszaki paramétereknek feleltek meg:

  • 25mm HDC lencsék
  • Integrációs idő a középhullámú kamerán: 1.06 msec (gyári kalibráció: 10C˚ – 90C˚). Ez arra volt megfelelő, hogy a gyulladást megelőzően szép képeket kapjon. A kamera nagyon gyorsan szaturált ezzel az integrációs idővel, amikor a lángok fellobbantak.
  • Integrációs idő a rövidhullámú kamerán: 0.096 msec (gyári kalibráció: -20C˚ – 150C˚)
  • Képsebesség: 538.78 képkocka/mp. A képintegráció 100% pontossággal volt szinkronizálva.
  • 5000 képkocka került rögzítésre, 2000 pedig a trigger előtt.

 

Hőképek egy kültéri fűtőtestről:

Megjegyzés: a baloldali középhullámú kép annyira szaturált, hogy a szórt fény elhomályosítja a hátteret a fűtőtest teteje körül.

 

Alkohollal megtöltött vízballonból kicsapó lángoszlop megfigyelése

A FLIR munkatársa egy hagyományos, 5 gallonos vízballon közepére egy nagyfeszültségű gyújtórendszert szerelt fel. A ballont megtöltötte izopropil-alkohollal, amely elpárolgott, és alkoholgőz illetve oxigén keverékével töltötte meg a ballont. Az előidézett lánglobbanás összesen kb. 1.5 másodpercig tartott. Több lángnyelv is felcsapott, ahogyan a forró gáz elhagyta a ballont, aztán friss levegő töltötte ki a helyét, és a kiáramló gáz által létrejövő vákuum-hatásnak köszönhetően újra elegyedtek a gázok.

Az első képkockákon látható a kültéri fűtőtest hőjének fényes visszatükröződése a térkövön és a ballon tetején. Ez igazán csak a középhullámú képen figyelhető meg. A lángok sugárzása sokkal magasabb a 20C˚ hőmérsékletű térkő felületéhez képest középhullámhosszon. Rövid hullámhosszon sokkal alacsonyabb sugárzási különbség figyelhető meg a kültéri fűtőtest hőjének visszatükröződése és a térkő felülete között.

A középhullámú (MWIR) kép sokkal nagyobb környezeti kontraszttal rendelkezik a rövidhullámhoz képest.

 

A műanyag ballon átlátszatlan rövidhullámon, ezért nem látható az alkoholgőz begyulladása a ballonon belül a rövidhullámú képen. De egy kis alkoholgőz szivárgás mégis látható közvetlenül a láng belobbanása után, ami viszont a középhullámú képen nem látszik. Az alkohol jobban elnyelődik rövidhullámon mint középhullámon.

A lángok sokkal fényesebbek középhullámhosszon a vízgőz és a CO2 égése során keletkezett erősebb sávon belüli emissziós sávoknak köszönhetően. A rövidhullámú kép alig szaturált néhány pixelt a ballon szájánál 55 képkockán át, a fő lánglobbanás során. A rövidhullámú csúcs 160C˚ körül jelent meg. A középhullámú kép magasan szaturált több alkalommal is.

 

Összességében:

Nincs olyan, hogy “jobb” sávszélesség. Az alkalmazás határozza meg az igényeket minden esetben. Van néhány kulcsfontosságú szempont, amit figyelembe kell venni, ha a különbségekről szeretnénk beszélni.

Közép hullámhossz (InSb 3-5 micron): magasabb termikus kontraszt, bizonyos jelenségek csak ezen a sávszélességen figyelhetők meg, messzebbre lát nedves levegőn át, kevesebbe kerül maga a kamera és a lencse is, nagyobb lehetőség van a lencsék variálására.

Rövid hullámhossz (SLS 7.5 – 11.5 micron): rövidebb integrációs idő ugyanabban a kalibrált hőmérséklet tartományban, bizonyos jelenségek csak ezen a sávszélességen figyelhetők meg, szélesebb hőmérséklet dinamika tartomány, szebb képek hideg környezetben, kevesebb szórt fénnyel kapcsolatos probléma kontrasztosabb környezetben.

 

Elérhető dokumentumok