Неохлажденная тепловая визуализация LWIR набирает популярность в промышленности

В условиях, когда обычные системы видеонаблюдения выходят из строя — полная темнота, задымленные помещения или неблагоприятные погодные условия — неохлаждаемые тепловизионные камеры дальнего инфракрасного диапазона (LWIR) представляют собой незаменимое решение. Эти устройства обнаруживают инфракрасное излучение, испускаемое объектами, преобразуя его в видимые тепловые изображения, которые раскрывают критические детали, невидимые невооруженным глазом.

Все объекты выше абсолютного нуля (-273,15°C) излучают инфракрасное излучение, причем датчики LWIR специально обнаруживают волны в диапазоне 8-14 мкм. Этот диапазон обеспечивает превосходное проникновение сквозь атмосферу через дым, туман и пыль по сравнению с другими инфракрасными диапазонами.

Рынок тепловизионных изображений в основном использует технологии LWIR и средневолнового инфракрасного диапазона (MWIR), каждая из которых имеет свои отличительные характеристики:

• Преимущества LWIR: Более низкая стоимость (не требуется криогенное охлаждение), лучшая производительность в условиях повышенной влажности и более широкая коммерческая применимость.
• Преимущества MWIR: Более высокая тепловая чувствительность и пространственное разрешение, предпочтительны для специализированных научных и военных применений.

Традиционные охлаждаемые системы MWIR требуют сложных холодильных установок, в то время как современные неохлаждаемые камеры LWIR используют микроболометрические матрицы — термочувствительные резисторы, которые устраняют необходимость в охлаждающем аппарате. Эта инновация снижает затраты на 60-80%, уменьшает требования к техническому обслуживанию и позволяет создавать более компактные конструкции.

Ожидается, что мировой рынок камер LWIR будет расти со среднегодовым темпом роста (CAGR) 7-9% до 2028 года, что обусловлено растущим внедрением в:

• Системы охраны периметра
• Промышленное профилактическое обслуживание
• Автомобильные системы ночного видения
• Медицинская диагностика и скрининг лихорадки

На рынке представлены как признанные игроки, такие как Teledyne FLIR, так и новые специалисты, при этом конкуренция усиливается по трем ключевым параметрам: дальность обнаружения, тепловая чувствительность (NETD) и соотношение цена-качество.

Ведущие производители теперь используют микроболометры с шагом пикселя 12 мкм, что на 30% меньше, чем предыдущие стандарты 17 мкм. Это усовершенствование обеспечивает:

• На 40% большую дальность обнаружения с эквивалентными объективами
• Изображения с более высоким разрешением (до 1280×1024 пикселей)
• Сохранение тепловой чувствительности ниже 50 мК

Усовершенствованные германиевые линзы с апертурой f/1.0-1.3 демонстрируют в 2,3 раза большее улавливание инфракрасной энергии по сравнению с обычными конструкциями f/1.6. Это приводит к превосходной четкости изображения, особенно в условиях низкой тепловой контрастности.

Системы пограничного наблюдения, использующие высокопроизводительные камеры LWIR, продемонстрировали 94% уровень обнаружения вторжений в полной темноте по сравнению с 67% для обычных камер видимого света с ИК-подсветкой.

Тепловизионная съемка на производственных предприятиях сократила незапланированные простои на 35-45% за счет раннего обнаружения электрических неисправностей и механического перегрева.

Пожарные службы сообщают о 28% более быстром обнаружении пострадавших в задымленных помещениях при использовании тепловизионной съемки по сравнению с традиционными методами поиска.

Интеграция искусственного интеллекта с системами LWIR обеспечивает автоматическое обнаружение угроз и прогнозную аналитику, в то время как достижения в производстве продолжают снижать затраты. Эти разработки обещают расширить применение тепловизионной съемки на рынки сельского хозяйства, диагностики зданий и потребительской электроники.