Termowizyjne obrazowanie LWIR bez chłodzenia zyskuje na popularności w branży

W środowiskach, w których zawodzą konwencjonalne systemy wizyjne – całkowita ciemność, zadymione pomieszczenia lub niekorzystne warunki pogodowe – niechłodzone kamery termowizyjne na podczerwień o długich falach (LWIR) stanowią niezastąpione rozwiązanie. Urządzenia te wykrywają promieniowanie podczerwone emitowane przez obiekty, przekształcając je w widzialne obrazy termowizyjne, które ujawniają krytyczne szczegóły niewidoczne gołym okiem.

Wszystkie obiekty powyżej zera absolutnego (-273,15°C) emitują promieniowanie podczerwone, a czujniki LWIR wykrywają długości fal w zakresie 8–14 μm. Ten zakres zapewnia doskonałą penetrację atmosfery przez dym, mgłę i kurz w porównaniu do innych pasm podczerwieni.

Rynek termowizyjny wykorzystuje przede wszystkim technologie LWIR i średniofalową podczerwień (MWIR), z których każda ma inne cechy:

• Zalety LWIR:Niższy koszt (nie wymaga chłodzenia kriogenicznego), lepsza wydajność w wilgotnych warunkach i szersze zastosowanie komercyjne.
• Zalety MWIR:Wyższa czułość termiczna i rozdzielczość przestrzenna, preferowana w specjalistycznych zastosowaniach naukowych i wojskowych.

Tradycyjne chłodzone systemy MWIR wymagają skomplikowanych urządzeń chłodniczych, podczas gdy nowoczesne niechłodzone kamery LWIR wykorzystują układy mikrobolometrów — rezystory wrażliwe na temperaturę, które eliminują potrzebę stosowania urządzeń chłodzących. Ta innowacja zmniejsza koszty o 60-80%, zmniejsza wymagania konserwacyjne i umożliwia bardziej kompaktowe konstrukcje.

Przewiduje się, że światowy rynek kamer LWIR będzie rósł do 2028 r. według złożonej rocznej stopy wzrostu (CAGR) wynoszącej 7–9%, napędzanej rosnącym przyjęciem w:

• Systemy bezpieczeństwa obwodowego
• Przemysłowa konserwacja predykcyjna
• Samochodowe systemy noktowizyjne
• Diagnostyka medyczna i badanie gorączki

Na rynku działają uznani gracze, tacy jak Teledyne FLIR, i wschodzący specjaliści, a konkurencja nasila się wokół trzech kluczowych parametrów: zasięgu wykrywania, czułości termicznej (NETD) i stosunku ceny do wydajności.

Wiodący producenci wdrażają obecnie mikrobolometry o rozstawie pikseli 12 μm, co stanowi redukcję o 30% w porównaniu z poprzednimi standardami 17 μm. To ulepszenie umożliwia:

• 40% większy zasięg detekcji przy użyciu równoważnych soczewek
• Obrazowanie w wyższej rozdzielczości (do 1280×1024 pikseli)
• Utrzymana czułość termiczna poniżej 50 mK

Zaawansowane obiektywy germanowe z przysłoną f/1,0–1,3 wykazują 2,3 razy większe przechwytywanie energii w podczerwieni w porównaniu do konwencjonalnych konstrukcji f/1,6. Przekłada się to na doskonałą klarowność obrazu, szczególnie w scenariuszach o niskim kontraście termicznym.

Systemy nadzoru granic wykorzystujące wysokowydajne kamery LWIR wykazały współczynnik wykrywania włamań na poziomie 94% w całkowitej ciemności w porównaniu z 67% w przypadku konwencjonalnych kamer światła widzialnego z oświetleniem w podczerwieni.

Obrazowanie termowizyjne w zakładach produkcyjnych zmniejszyło nieplanowane przestoje o 35–45% dzięki wczesnemu wykrywaniu usterek elektrycznych i przegrzania mechanicznego.

Straż pożarna zgłasza, że ​​lokalizacja ofiar w środowiskach wypełnionych dymem jest o 28% szybsza przy użyciu termowizji w porównaniu z tradycyjnymi metodami wyszukiwania.

Integracja sztucznej inteligencji z systemami LWIR umożliwia automatyczne wykrywanie zagrożeń i analizę predykcyjną, a postęp w produkcji w dalszym ciągu obniża koszty. Zmiany te obiecują rozszerzenie zastosowań obrazowania termowizyjnego na rolnictwo, diagnostykę budynków i rynki elektroniki użytkowej.