Problem nagrzewania pierścieni pośrednich stosowanych w badaniach termowizyjnych

• Autorzy: Kałuża M.

Warianty tytułu

EN

Problem of heating-up extension tubes used for thermographic measurements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W przypadku konieczności obrazowania termowizyjnego obiektów o małych rozmiarach, z rozdzielczością sięgająca kilku lub kilkunastu mikrometrów na piksel, w kamerach termowizyjnych wykorzystywane są specjalne obiektywy mikroskopowe. W przypadku braku takiego obiektywu, alternatywą jest użycie pierścieni pośrednich, montowanych pomiędzy posiadanym obiektywem oraz obudową kamery. Zastosowanie pierścieni jest tanim i łatwo dostępnym rozwiązaniem, jeśli tylko mechaniczna budowa kamery na to pozwala. Ceną, jaką się za to płaci są jednak zniekształcenia uzyskiwanego obrazu, błędy pomiaru temperatury oraz wpływ promieniowania termicznego samych pierścieni na otrzymywane wyniki. Celem badań opisanych w niniejszym artykule było sprawdzenie, jak pierścienie pośrednie i ich nagrzewanie przez kamerę wpływają na otrzymywane wyniki pomiarów oraz na stabilizację temperatury samej kamery.

EN

Infrared cameras has been used for years as one of the main tool for temperature measurements. When there is a need to image objects of sizes comparable to the detector matrix pixel pitch, microscope lenses are normally used. When such camera lens is for some reason not available, an interesting alternative is to use extension tubes mounted between the lens and the camera housing. However, that solution comes at the cost of: image distortions, temperature measurement errors and impact of the thermal radiation of the extension tube itself on the measurements or imaging. The goal of the research described in this paper was to investigate how screwing an extension tube to the camera housing and its heating will affect the measurement results and the temperature of the camera itself. The resume of the previous research concerning the application of extension tubes to thermography is presented in the introduction. The second section describes the physical phenomena and effects to be taken into account when adding an extension tube to an infrared camera lens, which are the modification of the imaged object - lens - detector matrix geometry leading to the changes of the configuration factor, the influence of the radiation coming from the extension tube itself and finally, the problem of the extension tube heating-up, when mounted on an IR camera. Next, in the third section there are presented the results of measurements made with an MWIR camera equipped with an extension tube and comparison of the results obtained using factory and custom non-uniformity correction. Because the impact of the thermal radiation coming from the tube itself is the greatest, when imaging objects at the room temperature or below RT, some examples of imaging of a linen composite structure (at RT, cooled or heated) are also given. The fourth section covers the conclusions based on the presented measurements results and requirements for further work. Extension tubes are an interesting alternative to microscopic lenses, especially for measurements, when only the phase of the signal is of interest. In general, extension tubes appear as an interesting tool, but care must be taken when using them, depending on the tube length, imaged object placement relatively to the lens axis, time duration of the measurement and measured object temperature. To get the best results, a custom NUC and calibration of the camera is required, along with, if possible, cooling and temperature stabilization of the tube.

Słowa kluczowe

PL

pomiary termowizyjne; pierścień pośredni; obiektyw

EN

thermographic measurements; extension tube; camera lens

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 10
• Strony: 1238--1241
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., wykr., wzor

Twórcy

autor

Kałuża M.

• Politechnika Łódzka, Instytut Elektroniki, ul. Wólczańska 211/215, 90-924 Łódź,

Bibliografia

• [1] Wang H., Dinwiddie R., Graham S.: Applications of IR thermography in capturing thermal transients and other high-speed thermals, SEM Annual Conference Proceeding, 375-378 (1999).
• [2] Kałuża M., Więcek B.: Zastosowanie pierścieni pośrednich w badaniach termowizyjnych, Pomiary, Automatyka, s. 898-901, nr 11, 2009.
• [3] Kaluza M., Wiecek B., De Mey G.: The use of extension tubes in thermography, QIRT 2010 Conference, Québec (Kanada).