termalvekizilÖtesİ kameralar

8/14/2019 TERMALveKIZILTES KAMERALAR

1/32

OPTO ELEKTRONK

TERMAL KAMERALAR

VEKIZILTES KAMERALAR


2/32

ERK Tarihe

Kzltesi Enerji Elektromanyetik Spektrum Kzltesi Kameralar Kzltesi teknolojinin avantaj ve dezavantajlar

Termal Grntleme Termal Grntleme Sistemlerinin Yaps Kzltesi Ima Termal Enerji Termal Kamera Grnt Oluturma Aamalar

Termografinin Avantajlar Termografinin Dezavantajlar Termal ve Kzltesi Kameralarn Uygulama Alanlar Sonu Kaynaklar


3/32

TARHE

1. Kzltesi nmn kefi genellikle bir 19. yzyldayaam bir gkbilimci olan William Herschela ithaf edilir

2. Herschel bir gen prizma kullanarak gneten gelen krm ve tayfn iinde krmznn altnda bulunankzltesi nm bir termometre kullanarak tespit

etmitir.3. Sonuca ararak bulduu bu nma "Kalorifik nlar"

ismini vermitir. Kzltesi terimi 19. yzyln sonlarnakadar kullanma girmemitir

4. 19. yzyldan sonra; Paul Kruse Texas Instruments ilebirlikte 1955'ten nce ilk infrared grntleri eldeedilmitir. Geliimi gnmze kadar devam etmitir.
http://www.turkcebilgi.com/paul_kruse_(m%C3%BChendis)/ansiklopedihttp://www.turkcebilgi.com/paul_kruse_(m%C3%BChendis)/ansiklopedi


4/32

KIZILTES ENERJ

Doada bulunan tm varlklar sahip olduklar scakla bal olarak farkl

dalga boylarnda younluk deiimi gsteren termal radyasyon olarak daadlandrlan elektromanyetik enerji yayarlar.

Bu elektromanyetik enerji, scakl mutlak sfrn (0K YA DA -273C)zerindeki her cisim tarafndan yaylr

Cisimlere bakldnda,krmzdan mora deien renk tayf grlr. Burenkler arasndaki temel fark dalga boyudur.

Kzltesi enerjinin dalga boyu 0.72 mikron ile 1000 mikron arasndadr(mikron=1x10-6 metre).


5/32

KIZILTES ENERJ Kzltesi enerjinin frekans 1x1012 hertz ile 4.3x1014

hertz arasndadr. Elektromanyetik spektrum band iinde, insan gznn

alglayabilecei, grnr krmznn hemen ilerisindebulunan bir blgedir.

Krmz rengin hemen zerinde balayan kzltesi bandiinde termal grntleme yaplan iki dalga boyu aralmevcuttur.Bunlar sras ile "Orta Kzltesi (3-5m)" ve "Uzak

Kzltesi (8-12m)" bantlardr.


6/32

ELEKTROMANYETK SPEKTRUM

370n

m

720n

m

3m

5m

8m

12m

LWIRMWIRGrnr Ik

KIZILTES SPEKTRUMKIZILTES SPEKTRUM

GRNR YAKINIR

ORTAIR

UZAKIR

MKRODALGA

MKROMETRE

KIZILTES

0.37 0.72 1.3 5.6 1000


7/32

KIZILTES KAMERALAR

Kzltesi kameralar, gece boyunca gndz netliinde grnt

almak iin tasarlanmtr. Elde edilen grnt gece siyah-beyaz ,gndz renkli

tonlardadr. Bu kameralar, objektif evresindeki zel kzltesi LEDlere

sahiptir.

Gece karanlnda ve k olmayan durumlarda bu ledlerkullanlr.

Bu ledlerden yaylan kzltesi n, kamerann grntaralndaki cisimlerden yansyarak tekrar kamera ekrannadner.

Kameraya ulaan bu yansyan nlar bir mercek yardm ilededektr zerinde odaklanr.

Dedektrden alnan kzltesi nlar nce elektrik ardndandata sinyallerine dntrlerek kullanlr.


8/32

KIZILTES KAMERALAR

Fotometrik uygulamalarda kullanlan kzltesi kameralar,elektromagnetik spektrumun orta kzltesi blgesindealrlar.Kzltesi kameralarn genel elemanlar ekildeki gibidir.


9/32

Kzltesi grntleme sistemleri uzun dalga boylarndaaltrlr.

Mercek materyalleri olarak silisyum ve germanyum

camlar kullanlr. Dier birok materyal, kzltesi blgeiin effaf olmadndan kullanlmazlar.

Silisyum tabanl materyaller CCD(yk balamal dzen)

kameralarda, germanyum ise termal kzltesikameralarda kullanlr.

Bu mercekler, n dedektr zerinde odaklanmasnsalar.

Kzltesi kameralarda dedekte etmek iin termal vefoton dedektrler kullanlr.

Termal dedektrler gelen n miktarna gre deiimgsterirler.


10/32

Foton dedektrler; zerine den nlarn kritik dalga boyu denenbir deerden byk olup olmad kontrol edilir.

Kameraya gelen n dalga boyu, kritik dalga boyundankk ise tepki verilmemektedirler.

Kritik dalga boyu, dedektrde kullanlan malzemeye gredeimektedir.


11/32


12/32

Bunlardan ilk mekanik olarak alrken sonuncusutamamen elektriksel olarak alr.

Laboratuar ortamnda Sv nitrojen, arazide Joule-thompson mini soutucu yaygn olarak kullanlr

Son yllarda Stirling devirli buzdolab kullanmdaartmtr.

Grlts azaltlan sinyal en sonunda sinyal ilememekanizmas yardm ile data sinyaline dntrlerekgrnt olumas iin monitre gnderilir ve cisimalglanmas tamamlanm olur.


13/32

KIZILTES TEKNOLOJNN AVANTAJLARI VEDEZAVANTAJLARI

1. ok az miktarda enerji harcanr.

2. Maliyeti dktr

3. evre artlarndan etkilenmez

4. Data transfer oran yksektir.5. Gece ve gndz kullanm kolayl salar.

6. Grnr haberleme yolu gerektirir.

7. Ksa mesafede etkindirler


14/32

Termal Grntleme

Cisimlerden yaylan ve insan gz tarafndan

alglanamayan kzltesi enerjiden elde edilen bilginingrnr hale dntrlmesi termal grntlemeteknolojisi tarafndan salanr.

Byle bir grntde nesnelerin sahip olduklar farklscaklklar farkl renk tonlarnda grnrler.

Termal Grntleme Sistemleri grnr k bandndaalan kameralardan farkl olarak gndz veya geceyksek netlik ve znrlkte grnt elde ederler.Ayrca grnr k band iinde etkin olan sis, toz veduman gibi faktrler kzltesi band iindeki enerjiiletimini daha az etkiler


15/32

KIZILTES IIMA

Kzltesi blge, elektromanyetik spektrumdaki grnr ve mikrodalgablgelerin arasndadr.

Isnan nesneler kzltesi blgede nsal enerji aa karmaktadr.

Btn nesneler, hatta oda scaklnda ve donmu nesneler dekzltesi blgede az da olsa nsal enerji yayarlar. Yani scakl mutlaksfrn (O Kelvin, -273 C) zerindeki tm cisimler kzltesi enerji yayar.

Olduka yksek scaklktaki bir nesnenin, nsal enerji spektrumu dayksektir

Oda scaklndaki bir cismin en fazla kzltesi enerji yayd dalgaboyu (tepe dalga boyu) yaklak 10 mdir

ekilde grld gibi cismin scakl arttka tepe dalga boyuazalmaktadr. Gnein sahip olduu scaklk 5900 Ke eit ve tepedalgaboyu yaklak 0.53 m (yeil k)dir. Gne mortesinden,(ultraviolet-UV) uzak IR blgenin tesine kadar bol miktarda enerji aakarr


16/32

KIZILTES IIMA


17/32

TERMAL ENERJ

Termal grntlemede cisim tarafndan yaylan, iletilen ve

yanstlan kzltesinin tamam gsterilmektedir.

Bu yzden bu yolla cismin scakl ile ilgili kesin bir deerbulunmas olduka zordur zel matematiksel hesaplamalar

ister.

Tplm Enerji = Yaylan Enerji + letilen Enerji + Yanstlan Enerji

Bir termal kamera ile bakldnda grlen enerji toplam enerjiyi

gstermektedir


18/32

Yaylan Enerji : Genellikle llmek istenilen enerjidir.

letilen Enerji : Uzak bir termal kaynaktan gelip iindengeen enerjiYanstlan Enerji :Uzak bir termal kaynaktan gelip cisminyzeyinden yansyan enerji

Cisim bulunduu ortamdan daha yksek bir scaklasahipse termodinamiin ikinci yasasna gre scakcisimden souk cisme doru bir s ak gerekleir.

Termografisi alnacak ortamda souk bir alan varsa bucisim scak cisim tarafndan yaylan radyasyonu

emecektir


19/32

Bu cisimlerin yayma ve emme yeteneklerine emissivitydenmektedir.

D ortam artlarnda s iletimine neden olan rzgarnvarl da gz nne alnmaldr.

Termografik kamera ilk adm olarak insan gznngremeyecei elektromanyetik nmlar grecek dahasonra eitli matematiksel algoritmalar kullanp bunugzle grlebilir bir resme dntrp genellikle JPG

formatnda kaydedecektir.


20/32

TERMAL KAMERA SSTEMLERNN YAPISI

Bir termal kamera sisteminin yaps Dedektr, Opto-Mekanik ve Sinyal leme Kontrol olmak zere anafonksiyonel balk altnda toplanabilir.1. Opto Mekanik

Dedektre kzltesi enerjiyi aktaran optik elemanlarsistemin bak asn ve optik bytmesini belirler.

Sistemde yer alan dedektr yapsna bal olarak bir

tarayc ayna kullanlr.Hem grnr hem de kzltesi enerjiyi geiren azsayda optik malzeme bulunmaktadr.


21/32

Termal grntleme amacyla kullanlan optikmalzemelerin banda Ge ve ZnS(inko slfr)gelmektedir

2.DedektrPerformans belirleyici unsurlarn ba Dedektrdr.Bu dedektrlerin yapmnda ; HgCdTe(Cva KadmiyumTelluride ), InSb, QWIP(Kuantum kzltesi nl

fotodedektr) vb maddeler kullanlmaktadr.


22/32

Hassas dedektrlerin kullanlmas znrlarttrmaktadr

Dedektrlerde, optik-mekanik sistem ile alnankzltesi nlar sonucu sl deiimler meydana gelir.

Kameraya gelen k,k miktarna bal olan bu sldeiimlere gre deerlendirerek elektriksel sinyale

evirir.


23/32

3. Sinyal leme Kontrol sistemlerinde modern elektronik devre elemanlarndan

oluan donanmlar ve bu donanmlara zel gml

yazlm olarak da adlandrlan yazlm tasarm yntemlerikullanlmaktadr.

Tasarmlarda yksek ilem kapasiteli Saysal aretlemcilerin yansra Alan Programlanabilir Kap Dizileride youn olarak kullanlr.

Yazlm ve donanm Termal Grntleme Sistemlerindeayrlmaz bir btn olutururlar.

Sinyal ileme mekanizmas, dedektrden alnan elektriksinyalini data sinyaline evirerek, sinyalin monitr

tarafndan kullanlmasn salar. Bylece, cisimlerin scaklna bal olan grnts

oluturulmu olur.


24/32

TERMAL KAMERA GRNT OLUTURMAAAMALARI

Termal kamerann grnt oluturma ilevi 5 aamadan oluur

1. Kamerann gr as iindeki tm nesnelerden yaylankzltesi radyasyon bir lensle odaklanr.

2. Kzltesi dedektrler, odaklanan kzltesi tarayarakkullanr. Taranan k yardm ile dedektrler termogram veyascaklk haritas karr.

3. Oluturulan bu termogram elektrik sinyallerine dntrlr.

4. Elektrik sinyalleri dataya dntrlmek zere bir sinyal ilemenitesine gnderilir. Sinyal ileme nitesi ,bir devre zerinegml bulunan kk bir ipten oluur.


25/32

Oluturulan data, grnt oluturmas iin ekranagnderilir.

Termal grntnn olumas iin ortamda nbulunmasna ihtiya yoktur.


26/32

Orta-infrared (termal) kta ekilmi kk bir kpeinresmi(sahte renk)

Orta-infrared (termal) kta ekilmi iki devekuu resmi


27/32

Bir insan tarafndan tutulan ylann termografik resmi

alt sahasnda bir trafo


28/32

Termografinin Avantajlar

Grnr bir resim verdii iin byk bir alann scaklkarlatrlabilir.

Gerek zamanl olarak hareketli hedefleri yakalayabilmeyetenei vardr.

Arza sonucu snmaya balam ve yksek scaklknedeniyle bozulabilecek malzemelerin bulunmassalanabilir.

Dier metotlarla lm yaplamayacak kadar tehlikeliyerlerde lm ve gzlem yapabilmeye imkantanmaktadr.


29/32

Termografinin Dezavantajlar

Az sayda retilmeleri nedeniyle fiyatlar oldukayksektir ( 6000 usd ve zeri )

Tecrbeli bile olsanz grntleri tercme etmek zorolabilmektedir.

Doru scaklk lmleri, emissivity ve dier yzeylerdenmeydana gelen yansmalar nedeniyle engellenmektedir.

Sadece yzey scakln lebilir.


30/32

Termal ve infrared kameralarn uygulamaalanlar

Medikal grntleme Veterinerlik uygulamalar Gece gr sistemleri Aratrma projeleri Proses kontrol Askeri savunma ve gvenlik amal Kimyasal grntleme Volkan inceleme sistemleri Durum gzleme sistemleri


31/32

SONU

Termal ve infrared kameralar genelde gece gr

sistemleri iin askeri alanda kullanlrlar. Termal ve infrared kameralarn alma mantklar

hemen hemen ayndr. Farkl olan ey ise cisimlerialglama ekilleridir.

Her iki kamera eidinin temeli de, n olmadortamlarda cisimlerden bir ekilde yansma yolu ile kalnarak n iletilip grsel hale getirilmesidir.

Bu sayede gece karanlnda dahi net grntlersalanm olur.

Daha gvenli ve daha rahat bir yaam iin termal veinfrared kameralar gittike hayatmzda yeredinmektedirler.


32/32

KAYNAKLAR

A. Rogalski, Progress in Quantum Electronics 27 (2003)

59210. R.Ciupa, A. Rogalski, Performance limitations of photon

and thermal infrared detectors, Opto- Electronics Review5 (1997) 257266.

Burnay,S.G.,williams,T.L.,Jones,G.H.: Applications ofThermal Imaging, Adam Hilger, London,1988

http://thermoanalytics.com/

www.Google.com

www.wikipedia.com www.Howstuffworks.com
http://thermoanalytics.com/http://www.google.com/http://www.wikipedia.com/http://www.howstuffworks.com/http://www.howstuffworks.com/http://www.wikipedia.com/http://www.google.com/http://thermoanalytics.com/

termalvekizilÖtesİ kameralar

Documents