Zarówno skanery liniowe na podczerwień, jak i kamery termowizyjne są coraz częściej wykorzystywane w przemysłowych zastosowaniach termowizyjnych, jednak w przypadku niektórych zastosowań preferowane są skanery liniowe na podczerwień.

Najpierw rozważymy więcej o skanerach liniowych na podczerwień i kamerach termowizyjnych .

Skanery liniowe na podczerwień
Standardowy tryb pracy skanera liniowego na podczerwień wykorzystuje okresowe odchylanie toru optycznego tylko jednego bardzo szybkiego i bardzo dokładnego detektora punktowego w postaci linii skanowania. W kącie skanowania 80° (+/- 40°) tworzona jest zamknięta linia do rejestracji profilu temperatury mierzonego przedmiotu.
W przypadku ruchomych celów, takich jak walcowanie stali , daje to termogram o wysokiej rozdzielczości (pomiar temperatury powierzchni).

Modele  serii skanerów liniowych AMETEK Land LSP-HD rejestrują temperatury 1000 nakładających się punktów pomiarowych na skan z w pełni cyfrowym skanem z częstotliwością do 150 Hz. Linia skanowania może zostać podzielona na poszczególne strefy, a te wartości stref można wykorzystać do kontroli i dokumentowania procesów termicznych.
Główną zaletą skanera liniowego LSP-HD jest to, że każdy punkt linii pomiarowej jest rejestrowany przez ten sam chłodzony detektor podczerwieni, aby zapewnić najwyższą możliwą jednorodność pomiaru. Jednorodność w obrębie skanów zależy wtedy głównie od powtarzalności (typ. <0,5 K).

Szczególnie w zastosowaniach, w których względny rozkład temperatury mierzonego obiektu ma tylko bardzo małe tolerancje, np. w celu zmniejszenia naprężeń wewnętrznych lub zmian grubości, fundamentalne znaczenie ma zapewnienie wysoce jednorodnego wykrywania profilu temperatury w tych procesach. 

Kamery termowizyjne
Przemysłowe kamery termowizyjne i systemy obsługują  różne zakresy temperatur i zoptymalizowane zakresy spektralne w celu dostosowania do konkretnych zastosowań.

Zasada działania tych kamer termowizyjnych jest podobna do kamer wizualnych (np. kamer CCD/CMOS) opartych na odpowiednim zintegrowanym detektorze, który jest zaprojektowany jako tak zwany detektor FPA (Focal Plane Array). Choć obecne modele smartfonów mają aparaty z 12 milionami lub nawet większą liczbą pikseli, liczba pikseli detektorów podczerwieni – w zależności od rodzaju detektora – jest ograniczona.

Aby zapewnić radiometryczną (zgodną z krajowymi normami, takimi jak UKAS lub PCA) kamerę termowizyjną, wymagana jest odpowiednia siła sygnału dla każdego pojedynczego piksela. Z tego powodu obecne detektory podczerwieni mają stosunkowo niską rozdzielczość pikseli, wynoszącą 384x288 lub 640x480 pikseli, przy czym w niektórych skrajnych przypadkach stosuje się 1024x768.

Poszczególne piksele w takich detektorach FPA nie są w 100% równe, co oznacza, że ​​generowany sygnał elektryczny, który jest przekładany na zmierzoną temperaturę, może się również różnić podczas pomiaru powierzchni o absolutnie jednorodnej temperaturze. Na przykład z detektorem 640x480 pikseli jest ponad 300 000 pikseli.

W przypadku kamer termowizyjnych AMETEK Land przeprowadzamy zaawansowaną, pełną kalibrację radiometryczną całego detektora, kalibrując każdy piksel w celu zapewnienia dokładnych i identyfikowalnych wyników. Podczas tej kalibracji obrazy są rejestrowane i wyświetlane w rozszerzonym protokole kalibracji w celu udokumentowania jednorodności obrazu termowizyjnego.

Należy zauważyć, że sygnał poszczególnych pikseli kamery kamery termowizyjnej względem siebie - w ramach kalibracji kamery - może różnić się w zakresie specyfikacji kamery.

Ponieważ praktycznie każdy piksel reprezentuje „oddzielny detektor”, dokładność pomiaru kamery termowizyjnej może w rzadkich najgorszych przypadkach prowadzić do dwukrotnego odchylenia dokładności pomiaru. Na przykład przy niedokładności pomiaru +/- 2%, jeden piksel miałby 1-2%, a inny obok piksel 2 +% niedokładności.

Dlaczego więc używać skanerów liniowych na podczerwień AMETEK Land do zastosowań termowizyjnych o wysokiej rozdzielczości?
Do procesów wymagających bezdotykowego pomiaru temperatury w których wymagana jest bardzo duża jednorodność pomiaru na linii/obszarze pomiarowym, skaner liniowy AMETEK Land LSP-HD jest lepszy pod względem wydajności niż nawet radiometrycznie weryfikowana kamera termowizyjna.

Na przykład w zastosowaniach szkła float  w strefie Lehr bardzo ważne jest uzyskanie wyjątkowo wysokiej jednorodności w całym szkle płaskim przechodzącym przez strefę Lehr, aby zapobiec jakimkolwiek naprężeniom mechanicznym, które prowadzą do pęknięć i być może całkowitego pęknięcia płaskie szkło.


Pęknięcia w zastosowaniach ze szkłem float spowodowane niewielkimi różnicami temperatur i naprężeniami mechanicznymi.

W połączeniu z odpowiednimi enkoderami LSP-HD linescanners może generować termogramy dla dynamicznych procesów, takich jak zwijanie i walcowanie, aby zapewnić dane wejściowe do zautomatyzowanych systemów sterowania i pomóc zoptymalizować przemysłowe procesy termiczne.


Obrazy termowizyjne o wysokiej rozdzielczości, tworzone z 1.000 punktów na linię, skaner liniowy na podczerwień w ruchomej stalowej taśmie.

Jakie są zalety skanerów liniowych na podczerwień?
W przypadku szybkich i jednorodnych zastosowań termowizyjnych,  skanery liniowe LSP-HD są zalecane do pomiaru i analizy „rzeczywistych różnic temperatur” poruszającego się obiektu w zastosowaniach ze szkłem float, taśmami metalowymi i wielu innych.

Korzyści obejmują:

• Wysoka rozdzielczość 1000 pikseli na linię.
• Całkowite pokrycie powierzchni pomiarowej nakładającymi się pikselami.
• Do 150 Hz (linie na sekundę) – tworzy bardzo jednorodny obraz termiczny.
• Dzięki technologii skanera jednodetektorowego powtarzalność odczytu temperatury każdego piksela wynosi <0,5K – mierzone różnice są rzeczywistymi różnicami temperatur.

Skanery liniowe na podczerwień powinny być używane w aplikacjach szybkiego obrazowania termicznego, gdzie wymagany jest najbardziej dokładny i jednorodny odczyt temperatury.