Műszaki diagnosztika

Kétsávos hőkamera alkalmazási kísérlete

Egy dual-band, azaz kétsávos hőkamerával végzett kísérlet során szinkronizálták a közép- és a rövidhullámú termikus megfigyelést a két eljárás összehasonlításának céljából.

hirdetés

A FLIR gyártmányú X6900 hőkamera két különböző standard hullámon (3–5 mikron InSb MWIR, azaz középhullámon, illetve 7,5–11,5 mikron SLS LWIR, azaz rövidhullámon) is használható. Alkalmazástól függően mindkét hullámhossznak vannak előnyei és hátrányai. Ezért a FLIR munkatársa egy kísérletre vállalkozott, miszerint két X6900-as kamerát üzemelt be egy közös állványon, majd forró és hideg hőeseményeket rögzített velük. A kamerákat szinkronizálta, egyiket középhullámhosszon, a másikat rövid hullámhosszon. A felvételt egyszerre indította el triggerrel, az így kapott filmpár 538,78 képkocka/másodperc képsebességen került rögzítésre.

A két kamerából álló kísérleti elrendezés (forrás: FLIR)
A két kamerából álló kísérleti elrendezés (forrás: FLIR)

Kicsapó lángoszlop megfigyelése

A FLIR munkatársa egy hagyományos 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 mintegy 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 vákuumhatásnak köszönhetően újra elegyedtek a gázok.

Hőképek egy kültéri fűtőtestről. A bal oldali középhullámú kép annyira szaturált, hogy a szórt fény elhomályosítja a hátteret a fűtőtest teteje körül
Hőképek egy kültéri fűtőtestről. A bal oldali középhullámú kép annyira szaturált, hogy a szórt fény elhomályosítja a hátteret a fűtőtest teteje körül

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 nagyobb a 20 °C hőmérsékletű térkő felületéhez képest középhullámhosszon. Rövid hullámhosszon lényegesen kisebb sugárzási különbség figyelhető meg a kültéri fűtőtest hőjének visszatükröződése és a térkő felülete között.

A középhullámú (MWIR) kép (balra) sokkal nagyobb környezeti kontraszttal rendelkezik a rövidhullámúhoz képest
A középhullámú (MWIR) kép (balra) sokkal nagyobb környezeti kontraszttal rendelkezik a rövidhullámúhoz képest

A műanyag ballon átlátszatlan rövidhullámon, ezért nem látható az alkoholgőz begyulladása a ballonon belül a rövidhullámú képen. De valamennyi alkoholgőz-szivárgás mégis látható közvetlenül a láng belobbanása után, amely 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 emissziós sávoknak köszönhetően. A rövidhullámú kép alig szaturált néhány pixelt a ballon szájánál 55 képkockán át, a fő lánglobbanás során. A rövidhullámú csúcs 160 °C körül jelent meg. A középhullámú kép jelentős mértékben szaturált több alkalommal is.

Középhullámhosszon (balra) sokkal fényesebb lángok voltak megfigyelhetők
Középhullámhosszon (balra) sokkal fényesebb lángok voltak megfigyelhetők

A legfontosabb különbségek

Összességében elmondható, hogy nem létezik „jobb” sávszélesség. Az alkalmazás határozza meg az igényeket minden esetben. Van néhány kulcsfontosságú szempont, amelyet figyelembe kell venni, ha a különbségekről szeretnénk beszélni.

Középhullámhossz (InSb 3–5 mikron): nagyobb termikus kontraszt jellemzi, 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 mikron): rövidebb integrációs idő jellemzi ugyanabban a kalibrált hőmérséklet-tartományban, bizonyos jelenségek csak ezen a sávszélességen figyelhetők meg, szélesebb hőmérsékleti dinamikatartomány, „szebb” képek hideg környezetben, kevesebb szórt fénnyel kapcsolatos probléma kontrasztosabb környezetben.

A kamerák műszaki paraméterei
  • 25 mm-es HDC-lencsék.
  • Integrációs idő a középhullámú kamerán: 1,06 ms (gyári kalibráció 10 °C–90 °C). Ez az érték segítette elő, hogy a begyulladást megelőzően „szép” képek keletkezzenek. A kamera nagyon gyorsan szaturált ezzel az integrációs idővel, amikor a lángok fellobbantak.
  • Integrációs idő a rövidhullámú kamerán: 0,096 ms (gyári kalibráció: – 20 °C–150 °C).
  • Képsebesség: 538,78 képkocka/s. A képintegráció 100 százalékos pontossággal volt szinkronizálva.
  • 5000 képkocka került rögzítésre, 2000 még a trigger előtt.
hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
Cikk[212374] galéria
hirdetés
hirdetés
hirdetés
hirdetés