Parametry termowizora - które naprawdę mają znaczenie?

Najlepsza specyfikacja nie jest listą największych liczb.
 
Każdy parametr odpowiada na inne pytanie:
 
• ile szczegółu widzę?
• jak mały kontrast termiczny rozróżnię?
• jak szerokie mam pole?
• jak dokładnie mogę mierzyć temperaturę?
• jak płynny jest obraz?

1. Rozdzielczość detektora

Np. 256×192, 384×288, 640×512.
 
To liczba realnych pikseli termicznych.
 
Większa rozdzielczość daje więcej informacji przestrzennej, ale tylko przy odpowiedniej optyce i jakości sygnału.

2. Rozdzielczość wyświetlacza

Ekran OLED 1920×1080 może prezentować bardzo gładki obraz, ale nie dodaje nowych pikseli termicznych.
 
Najpierw sprawdzamy sensor, dopiero potem ekran.

3. NETD

Im niższa wartość w mK, tym mniejszą różnicę sygnału termicznego kamera może odróżnić od szumu.
 
Największą przewagę niskiego NETD widać przy małym kontraście obiekt-tło.

4. Pixel pitch

Typowo 12 µm lub 17 µm.
 
Mniejszy pitch pozwala uzyskać mniejszy detektor lub inne pole dla tej samej ogniskowej, ale sam w sobie nie gwarantuje lepszego obrazu.

5. Ogniskowa

Najsilniej wpływa na podstawowe powiększenie i pole widzenia.
 
Krótka ogniskowa:
 
• szeroki FOV.
Długa:
 
• większa skala odległych obiektów.

6. FOV

Field of View opisuje całe pole widzenia.
 
Dwa termowizory o tej samej rozdzielczości mogą mieć zupełnie inne zastosowanie, jeśli jeden ma 17°, a drugi 30° pola poziomego.

7. IFOV

Kąt przypadający na pojedynczy piksel.
 
W przybliżeniu:
 
IFOV ≈ pixel pitch / ogniskowa.
 
Dla małych kątów wynik podawany jest często w mrad.

8. Jak przeliczyć IFOV na wielkość szczegółu?

Dla małych kątów:
 
wielkość piksela na obiekcie ≈ IFOV × odległość.
 
Przykład:
 
IFOV 0,5 mrad na 100 m odpowiada około 5 cm na jeden piksel.

9. f/#

F/1.0 oznacza bardzo dużą aperturę względem ogniskowej.
 
W termowizji duża apertura pomaga dostarczyć więcej promieniowania do sensora.

10. Częstotliwość odświeżania

9 Hz - wystarczy do wielu statycznych inspekcji.
25 Hz - rozsądna płynność.
50/60 Hz - bardzo komfortowa obserwacja ruchu i panoramowania.

11. Focus

Stały focus jest wygodny w szerokokątnych urządzeniach.
 
Ręczny focus jest ważny przy większych ogniskowych i w kamerach pomiarowych, gdzie nieostry obraz może pogorszyć pomiar.

12. Minimalna odległość ostrzenia

Kluczowa w elektronice i diagnostyce.
 
Termowizor zoptymalizowany do dalekiego terenu może być niewygodny przy obiekcie oddalonym o 20-30 cm.

13. Zakres temperatur

Dotyczy przede wszystkim kamer radiometrycznych.
 
Nie warto kupować ekstremalnie szerokiego zakresu, jeśli pracujemy tylko w pobliżu temperatur pokojowych.

14. Dokładność pomiarowa

Typowo deklarowana jako:
 
• ±X°C,
• albo ±Y%.
 
Należy sprawdzić, w jakim zakresie temperatur i warunków obowiązuje.

15. Radiometria

Radiometryczny plik zachowuje dane termiczne pozwalające analizować temperatury po wykonaniu zdjęcia.
 
Zwykły JPEG z paletą tego nie zapewnia.

16. Emisyjność

Kamera pomiarowa powinna umożliwiać ustawienie emisyjności materiału.
 
Błędna emisyjność może prowadzić do dużego błędu, szczególnie na metalach.

17. Temperatura odbita

Ważny parametr korekcyjny przy powierzchniach odbijających.
 
Termowizor rejestruje sumę emisji własnej i odbitego promieniowania otoczenia.

18. Odległość, wilgotność, atmosfera

Przy krótkim dystansie wpływ atmosfery bywa mały.
 
Przy pomiarach na dziesiątki lub setki metrów staje się istotniejszy.

19. Zasięg detekcji

Nie jest tym samym co zasięg rozpoznania.
 
Wartości marketingowe zwykle zakładają określony rozmiar celu i model detekcji.

20. Pole w m/100 m

Bardzo praktyczna liczba.
 
Jeśli pole wynosi 30 m/100 m, to na dystansie 100 m widzimy około 30 m szerokości sceny.

21. Zoom cyfrowy

2×, 4×, 8× to crop i powiększenie obrazu.
 
Nie jest odpowiednikiem zmiany ogniskowej.

22. Obiektyw zmiennoogniskowy / dual FOV

Niektóre urządzenia mają dwa tory lub dwa efektywne pola.
 
To prawdziwa zmiana skali optycznej i może być bardziej użyteczna niż duży zoom cyfrowy.

23. NUC/FFC

Warto sprawdzić:
 
• jak często kamera kalibruje,
• czy można wymusić kalibrację ręcznie,
• czy obraz zatrzymuje się podczas korekcji.

24. Pamięć i zapis

W zastosowaniach technicznych ważniejsze od liczby GB jest to, czy plik:
 
• zachowuje radiometrię,
• można otworzyć w oprogramowaniu analitycznym.

25. Wi-Fi i aplikacja

Przydatne do podglądu i transferu, ale nie wpływa na fizyczną jakość sensora.

26. Stopień ochrony IP

W pracy terenowej ważna jest odporność na:
 
• pył,
• deszcz,
• wilgoć.

27. Zakres temperatur pracy

Nie mylić z zakresem temperatur mierzonych.
 
Pierwszy dotyczy samego urządzenia, drugi radiometrii.

28. Bateria

W praktyce czas pracy zależy od:
 
• temperatury otoczenia,
• jasności ekranu,
• Wi-Fi,
• nagrywania,
• pracy modułów dodatkowych.

29. Algorytmy obrazu

Współczesny termowizor może mieć:
 
• temporal noise reduction,
• local contrast enhancement,
• sharpening,
• AI enhancement.
 
To realnie wpływa na czytelność, ale nie zastępuje detektora.

30. Jak porównać dwa modele?

Najpierw wyrównujemy zastosowanie:
 
• podobny dystans,
• podobny FOV,
• podobna klasa urządzenia.
 
Dopiero wtedy porównujemy NETD, sensor, f/#, focus i ergonomię.

Tabela: parametr i praktyczny efekt

Tabela: obserwacja vs pomiar

Procedura czytania specyfikacji

1. Sensor termiczny.
2. NETD.
3. Pixel pitch.
4. Ogniskowa i FOV.
5. f/#.
6. Focus i minimalna odległość.
7. Hz.
8. Radiometria i dokładność, jeśli mierzysz temperaturę.
9. Bateria, IP, masa.
10. Funkcje dodatkowe.

Najważniejszy wniosek

Nie istnieje jeden parametr opisujący jakość termowizora.
 
Najważniejsze połączenie to:
 
rozdzielczość + NETD + geometria optyki + zastosowanie.
 
Jeśli urządzenie ma mierzyć temperaturę, dochodzą:
 
radiometria + emisyjność + dokładność + warunki pomiaru.
 
Zobacz również Słownik termowizyjny, Jak wybrać termowizor? i Termowizja pomiarowa.