Hvor langt unna kan du stå fra et objekt og fremdeles få en nøyaktig måling med et termokamera? Svaret avhenger av flere faktorer, men det viktigste å huske på er at selv om du kan se det så betyr det ikke at du kan måle det.
Du kan sammenligne avsnittet ovenfor med en synstest hos en optiker. Når du ser på plakaten så ser du nok at det er bokstaver på den nederste linjen, men det er ikke sikkert at du klarer å lese hvilke. Et termisk kamera fungerer litt på samme måte. La oss se på hvordan vi forholder oss til dette.
Når du beveger deg lenger og lenger unna objektet så mister du evnen til å kunne måle temperaturen nøyaktig.
For å anslå hvor langt unna du kan måle så trenger du å vite avstand-til-punkt forholdet på kameraet ditt (SSR), også kjent som Distance:Size eller bare D:S. Dette forholdet angir hvor langt unna en definert objektstørrelse du kan stå og fremdeles få en nøyaktig måling. Formelen til SSR er:
SSR = Avstand / Punktstørrelse
Et termisk kamera med SSR på 36:1 kan måle et objekt på 1m på 36m avstand. Eller 4m på 144m avstand. Det som er viktig er at forholdet mellom avstand og punktstørrelse forblir det samme.
Kalkulering av punktstørrelse-forhold
La oss si at du er ute etter å kunne måle temperatur på et objekt som er 1cm stort på 120cm avstand med ett FLIR E8 kamera. Med andre ord, hvordan finner du ut om ditt kamera har en SSR som er større enn 120:1?
Først og fremst må du finne ut av noe som heter Instantaneous Field of View, eller IFOV på ditt kamera.
Et kjapt terminologi-kurs: Field of View (FOV) er i prinsippet alt du ser på skjermen til ditt termiske kamera. IFOV er en vinkelprojeksjon av bare en piksel. Aealet hver piksel kan se avhenger av avstanden til objektet. Desto nærmere du kommer deg, desto mindre areal dekker hver piksel.
IFOV vil være vår "Size" i Distance:Size (D:S) forholdet.
IFOV er en vinkelprojeksjon av bare en av pikslene i et termisk bilde. Arealet hver piksel kan se avhenger av avstanden til objektet for den angitte linsen.
Du kan kalkulere IFOV ved å bruke ditt kamera sin FOV og oppløsning (sjekk denne artikkelen om punktstørrelse forhold for mer informasjon), eller så kan du bare gå online der FLIR har sin egen FOV kalkulator for hvert kamera, et verktøy som lar deg hoppe over det meste av matematikken involvert her. For å komme til kalkulatoren må du velge kamera-serien du har for å få frem alle modeller i nevnte serie. Deretter kan du finne "FOV Calc." ved siden av hver kameramodell og dermed raskt kunne finne IFOV for hvilke som helst avstand.
Hvis vi bruker FOV kalkulatoren for FLIR E8 og skriver inn "1.2" meter (bruk punktum, ikke komma) så får vi en IFOV på 3.09mm. Dette vil si at på 1.2m avstand dekker hver piksel (1x1) et areal på 3.09 x 3.09 mm. For enkelhets skyld runder vi dette opp til 3.1 x 3.1 mm. Hvis vi putter disse verdiene inn i vår SSR formel (SSR = Avstand / punktstørrelse) så får vi da et D:S forhold på ca 120:0.31. Kort oppsummert, kameraet ditt kan teoretisk måle et pikselstørrelse på ca 3.1mm på 120cm avstand.
Supert! Da er vi ferdige? Ikke helt... Denne enkel-piksel målingen kalles "teoretisk SSR". Selv om dette kan angis som "ekte SSR" så er den misvisende fordi det ikke nødvendigvis gir deg det mest nøyaktige resultatet.
Teoretisk punktstørrelse - "Ekte" men ikke nøyaktig
Teoretisk punktstørrelsesforhold gir deg temperaturen på et veldig lite areal innenfor en enkelt piksel. Men en enkelt piksel sin måling kan av flere årsaker være unøyaktig:
For faktiske tilfeller så vil du egentlig ha så mange piksler som mulig innenfor objektet du vil måle på for å få en god nøyaktighet. En eller to piksler kan kanskje være nok for å kunne definere at det er et temperaturavvik der, men det er ikke nødvendigvis nok til å kunne gi en nøyaktig representering av gjennomsnittstemperaturen på dette arealet. Vi anbefaler at man, for å være sikker, sørger for at punktet du ønsker å måle blir dekket av minimum 3x3 piksler.
For å kalkulere ut SSR for et 3x3 piksel areal så ganger du bare opp IFOV med 3 for å gjøre ditt 1x1 areal om til et 3x3 areal. I eksempelet ovenfor vil du da få et areal på 9.3 x 9.3 mm.
Dette gjør at du får en SSR på 120:0.93, noe som betyr at du nesten kan måle et 1x1cm objekt på 120cm avstand med tilfredsstillende nøyaktighet.
I en ideell situasjon skulle objektet dekke minst 1 piksel, men for å sikre nøyaktige målinger anbefaler vi at den dekker et større areal for å ta høyde for eventuelle feilkilder.
Til syvende og sist, punktstørrelsesforhold betyr mye fordi det vil hjelpe deg å forstå hvorvidt ditt termiske kamera er i stand til å nøyaktig kunne måle temperaturen på en gitt avstand. Hvis du trenger å måle på små objektet fra store avstander så er det kritisk at du vet punktstørrelsesforholdet på kameraet ditt og hvorvidt du står innenfor den maksimale avstanden for å kunne måle temperaturen på objektet.
Desto høyere oppløsning kameraet ditt har, desto mer sannsynlig er det at du har tilstrekkelig mengde piksler innenfor objektets areal fra en gitt avstand. Digital zoom hjelper ikke på dette, så høy oppløsning og smalt synsfelt (FOV) er nøkkelen for å oppnå presise målinger fra store avstander. Hvis du planlegger å utføre en termisk inspeksjon, tenk på hvorvidt du trygt kan komme deg nære nok objektet for å få en nøyaktig måling. Til syvende og sist kan det være bedre å ikke ha noen data, enn å trekke konklusjoner basert på feilaktig data.
Kilde: TeledyneFLIR
