Campo de visión (FOV) A través de una ventana de infrarrojos

Ahora ... En el capítulo 5!

Campo de visión (FOV) A través de una ventana de infrarrojos

Las dos preguntas más frecuentes de los profesionales de mantenimiento a punto de instalar el infrarrojo (IR) de control de Windows en los equipos eléctricos son: "¿Cuántas ventanas demandaré por panel" y "¿Qué ventana de diámetro es la mejor?" La respuesta es "todo depende de Campo de visión (FOV)." Depende del campo de visión de la cámara, el apego del objetivo (si se utiliza) y la ventana de IR. campo visual de medición (MFOV) En primer lugar, vamos a examinar la cámara y las especificaciones de la lente. Estamos principalmente preocupados con la MFOV (campo visual de medición), también conocida como la "Relación de Tamaño del punto." Cada cámara define su campo de visión a través de un eje horizontal / vertical. El campo de visión instantáneo (IFOV) es el blanco más pequeño de la cámara puede "ver". A pesar de una cámara de infrarrojos puede recoger numerosos puntos calientes, muchos puntos serán demasiado pequeños para medir con precisión con una cámara de infrarrojos radiométrica (uno que muestra la temperatura en la imagen). El MFOV o Relación tamaño del punto es el blanco más pequeño de la cámara puede medir con precisión. Cuanto mayor sea la resolución de la cámara: cuanto mejor sea el IFOV. Por ejemplo, una mayor venta cámara utiliza una resolución de 640 x 480 píxeles que. Tiene un MFOV de 500:1, mientras que una cámara de 320 x 240 tiene un MFOV de 200:1. En estos ejemplos, un objetivo de una pulgada de diámetro se puede medir a una distancia de 500 pulgadas (41,7 pies) por la cámara de mayor resolución, mientras que la otra cámara que tiene una distancia máxima de 200 pulgadas (16,7 pies). Una mira telescópica ( por lo general de 12 ° o 7 ° unido a una lente estándar de 24 °) también mejorará el campo de visión en un factor de 2X y 3X, respectivamente. Por lo tanto, un objetivo de 7 ° usado en esa cámara de alta resolución que permiten la medición de un objetivo de una pulgada a una distancia máxima de 125 pies (1 ": 500 x 3 = 1.500" / 12 "). Piense en la resolución como la calidad de su vista. Cuando usted va al estadio a ver a su equipo favorito, el más pobre de la vista, el más cercano tendrá que ser en el campo para ver el número de tu jugador favorito camiseta (la temperatura). Mirando el partido desde lo alto de las " asientos baratos ", muy buena vista va a ayudar, pero usted puede estar demasiado lejos para ver el detalle de que el número de la camiseta. Lo bueno es que trajo a los gemelos (el 7 ° apego mira telescópica)! campo Ventana de Vista (WFOV) Por lo general, IR cámaras tienen un campo de visión estándar de aproximadamente 24 ° (horizontal) y 20 ° (vertical). Por lo tanto, es aconsejable hacer cálculos sobre la base de una lente estándar (desde un gran angular no siempre pueden estar disponibles). Tenga en cuenta que el cálculo se asume que el campo de visión comienza en la cubierta del panel y se extiende a una distancia (d) de la cubierta del panel de los componentes seleccionados. La longitud a lo largo de ese campo de visión es una distancia (D). D se calcula multiplicando la distancia (d) por la tangente de la mitad el ángulo de la lente, duplicando el resultado. cálculos estándar asume que FOV empieza en un solo punto o vértice del ángulo de visión. No hace falta tamaño de la ventana en cuenta. Así que por un D calculado de 2,8 "agregar un adicional de dos / cuatro pulgadas cuando se utiliza una ventana de dos o cuatro pulgadas (dando una D de aproximadamente 4.8/6.8 "). La ilustración en la Figura 1 se muestra el área dentro de un armario que se puede ver a través de una ventana de IR con una cámara con un lente de 82 º FOV. Un compartimiento de conmutación típica es de 20 pulgadas de profundidad, por lo tanto:

Figura 1: Cálculo estándar FOV con ángulo de visión fija

D = 2d x (tangente de 41 °)

D = 2 * 20 x 0.87 = 34.8 pulgadas

Los cálculos en la Figura 1 indican que, con un objetivo · 82 FOV, un termógrafo puede ver 34,8 centímetros horizontalmente dentro del panel. Sin embargo, este cálculo supone que el termógrafo mantiene la cámara fija y perpendicular al plano de la ventana. Más probable es que el termógrafo se cambia el ángulo de visión de hasta 30 ° de la perpendicular en todas las direcciones. Esto efectivamente aumenta el área de campo de visión en un factor de tres.

Figura 2: Norma de cálculo FOV (variando el ángulo de visión)

Cámara de ángulo para 2X estándar FOV

D = (2 * 20) x 0,87 x 2 D = 69,6 pulgadas

Cámara de ángulo para 3X FOV estándar
D = (2 * 20) x 0,87 x 3 = D 104,4 pulgadas

Prueba Práctica FOV:
Algunos termógrafos les resulta más fácil dejar que la cámara los muestra "lo que puede ver" más que completar una serie de cálculos. El siguiente procedimiento es un método rápido para la elaboración de lo que se ve en las distancias establecidas con su propia cámara, lentes y ventanas IR:

Figura 3.

1. Coloque un pedazo grande de papel sobre una superficie plana y homogénea. Trace una línea recta a lo largo del documento. Intersección con la línea de 6 pulgadas de incrementos, y la etiqueta de la puntuación de 0 a 36 pulgadas. 2. Coloque el lente de la cámara en la línea 0-pulgadas. 3.Coloque dos fuentes de calor (los dedos, la taza de café caliente, etc) a una distancia de la cámara que es típico de los objetivos que se de seguimiento.Por ejemplo, si las metas de control que son típicamente de 18 pulgadas desde el panel de interruptores, coloque la fuente de calor en la línea de 18 pulgadas. 4. Mover una fuente de calor desde el centro del campo visual, a la izquierda, hasta que aparece justo en el borde de la mano izquierda (LH) de la pantalla de imágenes. Marcar el papel en este momento. Repita el mismo procedimiento que para la derecha (RH) secundarios. (Ver Figura 3) 5. Medir la distancia entre la LH y RH puntos. El resultado es el campo de visión máximo que se puede lograr utilizando la combinación de cámara y lente, en la distancia definida (suponiendo que la posición de la cámara no se modifica). Tome nota del campo de visión y de la distancia de la cámara. 6. Para calcular el WFOV para diferentes tamaños de las ventanas se utiliza con la combinación de cámara y la lente anterior, sólo hay que restar el diámetro del lente de la cámara desde el campo de visión (en el paso 5), a continuación, añadir el diámetro de la ventana de IR que desea utilizar. El total es que la cámara WFOV horizontal máxima, a la distancia definida. Registro de esta medida.             Ejemplo:             campo de visión de una lente de grado 24 a 18 pulgadas, medida con el proceso anterior = 8 pulgadas.             El diámetro del lente de la cámara = 1,75 pulgadas, por lo tanto, el campo de visión de la cámara = 6.25 pulgadas.             Utilizando una ventana de IR 2 pulgadas que dar un FOV de aproximadamente 8,25 pulgadas             usando una ventana de infrarrojos de 3 pulgadas que dan un campo de visión de aproximadamente 9,25 centímetros             usando una ventana de infrarrojos de 4 pulgadas le daría un FOV de aproximadamente 10.25 pulgadas 7. Repita el ejercicio con la cámara se desplaza 90 ° sobre su cara. El resultado será la cámara vertical máxima WFOV. (Recuerde que la cámara ve más en el plano horizontal que el plano vertical.) 8. Anote los resultados en una tabla como la que se muestra en la Figura 4. (Tenga en cuenta que estas cifras fueron tomadas con una cámara FLIR P65 IR). Esta matriz FOV se calculó usando la técnica anterior y multiplica por un factor de 3 para dar el WFOV total a través de cada tipo de ventana IRISS IR, lo que permite más o menos un 30 ° de ángulo de incidencia. Mantenga a su matriz con la cámara para futuras referencias.

Figura 4.

Consejo: La mayoría de los termógrafos tomará medidas FOV a distancias de varios que son relevantes para las distintas aplicaciones que supervisan. También, trate de mover un objetivo tan cerca de su cámara como sea posible hasta que ya no se puede poner el objeto en foco. Desde aquí puedes ver la cámara "distancia mínima de enfoque." es decir, lo más cercano que puede llegar a una meta y aún así estar en el foco. Es muy útil para saber la distancia de la cámara de enfoque mínima, ya que algunas cámaras pueden ser más de 24 pulgadas, lo que limita su uso en aparatos eléctricos termografía. Nota: A pesar de la técnica anterior no es fiable al 100% que da un resultado muy bueno. Pruébelo usted mismo - es una técnica sencilla que realmente funciona la regla del pulgar Con base en las pruebas de campo para un sinnúmero de WFOV con una amplia variedad de cámaras, la mayoría de las cámaras han generado un WFOV horizontal de aproximadamente dos a tres veces (2X a 3X) la la distancia al objetivo, y una vertical de aproximadamente 1,5 X WFOV a 2X la distancia a la meta. Esto se basa en cámaras con un estándar de 24 ° o el objetivo similar, con un ángulo máximo de incidencia de 30 °. Por lo tanto, sobre la base de esta regla de oro, una ventana situada a 20 pulgadas (51 cm) a partir de los objetivos previstos permitirían al termógrafo para recopilar datos de los puntos que fueron separados por 40 a 60 pulgadas (1 metro a 1,5 metros) de lado a lado y separados por 30 a 40 pulgadas (0,75 a 1 m) de arriba a abajo. Tenga en cuenta que no es práctico usar un multiplicador de más de 3 veces debido a la dificultad que emparejan la imagen térmica a ubicaciones dentro del panel. Obstrucciones en el panel también puede hacer que sea imposible. Como se mencionó anteriormente, la visualización muy acentuada y un ángulo, puede comenzar a afectar otras variables como la emisividad. Por lo tanto, IRISS, Inc. recomienda un máximo de 3 veces como una "regla de oro" multiplicador.