Jaka jest czułość kamery termowizyjnej?

Jaka jest czułość kamery termowizyjnej?

Kamery termowizyjne to zaawansowane narzędzia pomiarowe, które znajdują zastosowanie w wielu branżach – od budownictwa, przez energetykę, aż po przemysł obronny. Ich podstawową funkcją jest wykrywanie i wizualizacja promieniowania cieplnego, czyli podczerwieni, emitowanego przez różne obiekty. Jednym z najważniejszych parametrów technicznych, który decyduje o skuteczności działania kamery termowizyjnej, jest jej czułość termiczna, a dokładniej parametr określany jako NETD (Noise Equivalent Temperature Difference). NETD wyrażany w miliKelwinach (mK) oznacza najmniejszą różnicę temperatur, jaką dana kamera jest w stanie zarejestrować. Im niższy ten parametr, tym wyższa czułość urządzenia i tym wyraźniejsze oraz dokładniejsze obrazy termiczne można uzyskać.

Warto jednak wiedzieć, że sama czułość termiczna to nie wszystko. Na jej realne osiągi bezpośredni wpływ ma sensor, czyli detektor podczerwieni znajdujący się wewnątrz kamery. Sensor to mózg całego urządzenia – to on przekształca promieniowanie cieplne na sygnał elektryczny, który następnie jest przetwarzany przez oprogramowanie kamery na czytelny dla użytkownika obraz termiczny. Od jego jakości, rodzaju i parametrów technicznych zależy, jak precyzyjnie kamera będzie w stanie rozróżniać nawet najmniejsze różnice temperatur, a także w jakim zakresie temperaturowym będzie operować.

Czułość kamery termowizyjnej jest więc pochodną wielu czynników, z których najważniejsze to: typ sensora, jego rozdzielczość, wielkość pikseli oraz poziom szumów własnych. Rozdzielczość detektora określa, ile punktów pomiarowych składa się na obraz – im więcej pikseli, tym dokładniejsza reprezentacja termiczna obserwowanego obiektu. Standardowe kamery mają dziś rozdzielczość detektora na poziomie 160×120, 320×240 lub 640×480 pikseli, ale dostępne są również modele klasy premium o rozdzielczości nawet 1024×768 pikseli. Duża liczba pikseli nie tylko wpływa na ostrość obrazu, ale również pozwala dostrzec drobne szczegóły cieplne, które w kamerach o niższej rozdzielczości mogłyby zostać przeoczone.

Kiedy analizujemy czułość termiczną kamery, warto także uwzględnić warunki jej pracy. Parametry podawane przez producentów – jak NETD – odnoszą się zazwyczaj do idealnych warunków laboratoryjnych. W praktyce na efektywność detekcji wpływa wiele czynników: wilgotność powietrza, zakłócenia elektromagnetyczne, warunki oświetleniowe, a także dystans od mierzonego obiektu. Dlatego przy zakupie kamery termowizyjnej należy zwrócić uwagę nie tylko na deklarowaną czułość, ale również na jakość optyki(np. ogniskową obiektywu). 

Ogniskowa obiektywu w kamerze termowizyjnej – jak patrzysz, tak widzisz

W termowizji wiele mówi się o czułości sensora, rozdzielczości detektora czy NETD. Ale równie istotnym elementem, o którym często się zapomina, jest ogniskowa obiektywu. To ona decyduje o tym, czy kamera pokaże ci szczegół czy ogół, czy widzisz szeroki krajobraz, czy konkretny punkt i z jakiej odległości możesz skutecznie wykonać pomiar.

W skrócie: ogniskowa to to, co decyduje o „sposobie widzenia” kamery. I to właśnie od niej zależy, czy twoja termowizja będzie trafna – czy całkowicie nietrafiona.

Ogniskowa to kąt widzenia i skala detalu.

Ogniskowa obiektywu termowizyjnego – najczęściej wyrażana w milimetrach – wpływa na kąt widzenia (FOV – Field of View). Krótsza ogniskowa to szerszy kąt i większy obszar widzenia, ale z mniejszym powiększeniem. Dłuższa ogniskowa zawęża kąt, ale pozwala „przybliżyć” i skupić się na szczególe.

Kamery termowizyjne myśliwskie a przemysłowe – różnice, które trzeba znać

W świecie termowizji warto wyraźnie rozróżniać kamery myśliwskie (czyli obserwacyjne, łowieckie) od kamer przemysłowych (diagnostycznych). Choć oba typy bazują na podobnej technologii podczerwieni, różnią się diametralnie pod względem konstrukcji, funkcji i przeznaczenia.

Kamery myśliwskie – mobilność, szybkość i orientacja na cel

Kamery termowizyjne stosowane w łowiectwie, ratownictwie i ochronie mają przede wszystkim służyć szybkiej identyfikacji obiektów żywych w terenie – ludzi lub zwierząt – szczególnie w trudnych warunkach oświetleniowych.

Charakterystyka:

• kompaktowa, lekka konstrukcja (często w formie monokularów lub lunet),
• zoptymalizowana detekcja sylwetek żywych istot (wysoki kontrast cieplny),
• ogniskowe dopasowane do obserwacji z większej odległości (np. 25–50 mm),
• brak zaawansowanych funkcji analitycznych i pomiarowych (brak kalibracji, brak pomiaru temperatury w °C),
• możliwość montażu na broni lub kasku,
• uproszczony interfejs, szybki start, wytrzymała obudowa.

Kamery myśliwskie rzadko oferują funkcję rejestrowania obrazu termicznego w formacie radiometrycznym (czyli z możliwością późniejszego pomiaru temperatury), co oznacza, że służą głównie do obserwacji, nie do analizy.

Kamery przemysłowe – dokładność, analiza, pomiar

Kamery termowizyjne przemysłowe służą do precyzyjnej analizy temperatury i obrazowania cieplnego w środowisku technicznym. Używane są przez inżynierów, audytorów energetycznych, elektryków, konserwatorów czy inspektorów jakości.

Charakterystyka:

• radiometryczne rejestrowanie obrazu (dokładne wartości temperatury dla każdego piksela),
• rozbudowane funkcje analityczne (linie pomiarowe, izotermy, alarmy temperatury),
• kompatybilność z raportowaniem, siecią Wi-Fi, oprogramowaniem diagnostycznym,
• precyzyjny pomiar nawet z dużych odległości,
• możliwość kalibracji w wielu zakresach temperatur,
• wymienne obiektywy i głowice rotacyjne,
• większe rozmiary i waga, ale wyższa dokładność.

Kamery przemysłowe sprawdzą się tam, gdzie liczy się nie tylko detekcja, ale przede wszystkim dokładny pomiar, analiza danych i dokumentacja wyników – np. w zakładach produkcyjnych, sieciach energetycznych czy przy audytach termowizyjnych.

Podsumowując – czułość kamery termowizyjnej to jeden z kluczowych parametrów, który wpływa na jej funkcjonalność i precyzję. Zależna jest przede wszystkim od zastosowanego sensora, jego technologii, wielkości, rodzaju chłodzenia oraz rozdzielczości. Im lepszy sensor i niższy NETD, tym bardziej szczegółowy i dokładny obraz cieplny uzyskamy. Wybierając kamerę do konkretnych zastosowań, warto kierować się nie tylko marketingowymi zapewnieniami producentów, ale też rzeczywistymi potrzebami – czasem lepiej zainwestować w kamerę o wyższej czułości i większych możliwościach analitycznych, szczególnie jeśli od jakości pomiaru zależy bezpieczeństwo, wydajność lub koszty eksploatacyjne