Oppløsning - hvor mange piksler trenger jeg?

Her finnes det ingen fasit, men enkelt fortalt vil flere piksler gi både mer presise målinger og mer detaljer i bildet.

En tradisjonell IR pistol består av kun 1 piksel som den vil måle gjennomsnittstemperaturen på overflaten som måles. Optikken påvirker hvor stort areal som måles, f.eks. D:S på 20:1 gir en diameter på 40cm hvis avstanden er 800cm (800/20=40). Man er avhengig av at objektet man ønsker verdien på dekker mer enn arealet som IR pistolen måler på, hvis ikke blir målingen feil. Går man nærmere vil arealet det måles på også blir mindre, og motsatt om avstanden økes.

Det samme prinsippet kan man ta med seg videre når man tenker på pikslene og måleprinsippet i et termokamera. Forskjellen er at et termokamera har mange punkter som måles samtidig og som vises på skjermen. Dette oppgis i antall punkter horisontalt og vertikalt, ELIT har kamera med oppløsning fra 120x90 til 1280x1024. Om man ganger disse verdiene sammen får man totalt antall piksler/punkter som det måles temperatur på i bildet, fra 10 800 til 1 310 720. Selv en relativt liten økning i antall horisontale/vertikale piksler gir markant økning i antall temperaturpunkter i bildet, dobles det vil det gi 4x så mange punkter. Som et eksempel kan vi sammenligner lommekamera ELIT P120 120x90 med ELIT PF210 256x192 gir dette 4,5 ganger så mange temperaturpunkter i sistnevnte.

For å være sikker på at man måler korrekt temperatur holder det ikke med kun ett piksel på objektet, det er da fare for at deler av pikselen er utenfor objektet og man får samme problem som i eksempelet med IR pistolen. Man bør etterstrebe å ha minimum 3x3, altså 9, piksler på objektet man ønsker å analysere. Da vil den midterste av pikslene være garantert kun på objektet som analyseres.

De siste årene har prisen på sensorer med relativt god oppløsning falt drastisk, så å gå for noe lavere enn 256x192 vil kun gi en liten reduksjon i pris, men en ganske kraftig reduksjon i bildekvalitet. Som man ser i eksempelet får heller ikke kamera med lavest oppløsning med seg den høyeste temperaturen siden pikselen dekker mer enn det varmeste objektet.

Skal man gå NEK405 kontroll er det i bransjen i dag ansett at 320x240 er et minimumskrav til oppløsning bl.a. nevnt av LBK(Landbrukets Brannvernkomite)

FOV - Synsvinkel - Field Of View

Det andre parameteret, etter piksler, som bestemmer hvor stort objekt man kan måle på er synsvinkelen til linsen(FOV - Field Of View). Dette oppgis i grader, jo høyere tall jo større er vinkelen som kamera "ser med". En 50° linse "ser" et dobbelt så stort område som en 25° linse på den samme avstanden. Jo lenger unna objektet er jo større område ser man på skjermen til kamera, det betyr også at det samme antall piksler dekker et større område. Så på samme måte som IR pistolen dekker da en piksel et større område. En større vinkel vil kunne gi fordeler i noen tilfeller f.eks. i trange rom kan man dekke hele el-tavlen med ett bilde eller man kan ta bilde av hele fasaden uten å gå alt for langt unna. Bakdelen med den vide/store vinkelen er at pikslene blir "dratt mer utover" altså dekker et større område og man må passe på så man faktisk har nok piksler på objektet man ønsker å analysere/måle.

Pek-og-skyt kamera har kun mulighet for linsen som følger med, ofte ca 25° eller 50-56°. Kamera i høyere prisklasser har mulighet for utskiftbare linser, dette gir muligheter for å tilpasse seg situasjonen man står i. Som standard kommer kamera med 25° linse, det kan velges vidvinkellinse(56°) for å ta bilder av f.eks. fasader. Når det skal tas bilder av objekter på større avstand kan det være en fordel med en smalere linse, altså zoom, her finnes det stort sett to varianter 15° som ofte brukes ved f.eks. NEK405 kontroll i landbruket for å ta gode bilder uten å måtte gå helt inntil og 7° når avstanden til objektene blir enda større f.eks. ved fotografering av høyspentmaster.

Tenk samme funksjonalitet som på mobiltelefonen din: 1x = 25°, 0,5x = 50° og 3x = 7°.

IFOV - området en enkelt piksel dekker

Tar vi med oss informasjonen videre om IR pistolen, antall piksler på detektoren og synsvinkel(FOV) på linsen, kan vi finne ut hvor stort område en enkelt piksel dekker og derfra finne ut hvor nærme man må gå eller hvor langt unna man kan stå og fortsatt kunne ta et godt bilde av objektet man ønsker å vite temperaturen på.

IFOV måles i mRad(milliradianer) og som tidligere skrevet er det synsvinkel og antall piksler som påvirker dette, kombinert med en fast faktor på 17,44 (3,14/180*1000).

IFOV= (FOV*antall piksler horisontalt)*17,44
Eksempel med 25 grader synsvinkel (FOV) og 256 piksler:
(25/256) *17,44=1,70mRad

IFOV verdien er tilnærmet området en piksel dekker i mm om man står 1 meter fra objektet, altså om IFOV er 1,70mRad vil pikselen dekke 1,7mm. Som nevnt tidligere bør man ha 3x3 piksler inne på objektet: 1,7*3=5,1mm eller mer må objektet være for å sikre presis måling. Eksempler med andre oppløsninger på 1m avstand og 25° linse:
320x240= 1,363mRad*3 = 4,1mm eller mer må objektet være for presis måling.
640x480= 0,681mRad*3 = 2,0mm eller mer må objektet være for presis måling.

Går man nærmere og halverer avstanden til 0,5m kan også objektet være halve størrelsen, og motsatt, dobler man avstanden til 2m må objektet være dobbelt så stort.

Termisk følsomhet - NETD - sensitivitet

Oppgis oftest i millikelvin, mK men kan også oppgis i °C, for eksempel 40mK eller 0,04°C som er akkurat samme spesifikasjon.

Dette er den laveste temperaturforskjellen et kamera klarer å detektere og gjengi som en fargeforskjell på skjermen. Jo lavere verdi jo bedre er det og en lavere verdi vil lettere kunne vise små temperaturforskjeller. Våre billigste kamera med 120x90 piksler har en sensitivitet på 60mK som er greit nok. Går man opp til kamera med 256*192 piksler får man også bedre følsomhet på 45mK, våre beste kamera har 25mK termisk følsomhet. Bilde av håndavtrykket er tatt med to kamera som har 30mK forskjell i sensitivitet.

Lommekamera
Enkle pek og skyt kamera for blant annet rask kontroll av eltavler, bygningskontroll, feilsøking og vedlikehold.
Opp til 256x192 piksler.

Pistolgrep
Fra enkle pek og skyt kamera for samme bruk som lommekamera til kraftige kamera med utskiftbare linser.
Opp til 640x480 piksler.

To-hånds kamera
Kamera til de som fotograferer mye med maksimal ergonomi, fleksibilitet, sensitivitet og presisjon.
Opp til 1280x1024 piksler.