Aplicaciones de sensores y imágenes térmicas y su producción específica para el cliente

Cada objeto que vemos a nuestro alrededor irradia energía en forma de radiación infrarroja (IR). Dispositivos similares a cámaras (microbolómetros) los detectan con sus sensores de calor y convierten la información energética en forma visual. La imagen térmica infrarroja (TI) es una de las mejores técnicas de imagen que funciona independientemente de la temperatura, la atmósfera y las condiciones de iluminación. Es por eso que ha ganado popularidad en muchas áreas en tan poco tiempo.

Nuestro artículo se centra en el uso de cámaras térmicas infrarrojas en diversos campos, incluidos el militar, el médico, las ciudades inteligentes y la vigilancia de seguridad. También hay información detallada sobre la fabricación de cámaras termográficas personalizadas.

Aplicación militar de dispositivos de imágenes térmicas infrarrojas

La tecnología de imágenes térmicas se introdujo originalmente con fines militares, como la detección de movimiento en la industria aeroespacial y la visibilidad en condiciones de poca luz. La tecnología ya ha penetrado en todos los equipos militares, desde las armas de los soldados individuales hasta los vehículos terrestres.

1. Miras de imágenes térmicas

Las miras termográficas, un tipo de cámara termográfica militar, identifican y detectan la energía infrarroja (calor) emitida por los objetos. Esta energía se convierte en una imagen electrónica que representa la distribución de temperatura en el ambiente. También se les conoce como miras cuando se usan en armas como rifles y ametralladoras.

Visión por imágenes térmicas

Estas cámaras termográficas contienen una matriz de plano focal (FPA), que está hecha de materiales especiales para sensores de infrarrojos. El óxido de vanadio (VOx) es la tecnología más nueva y se utiliza con mayor frecuencia en equipos militares de imágenes térmicas debido a su mayor sensibilidad y confiabilidad. Las cámaras termográficas militares permiten a los soldados detectar e identificar rápidamente peligros o amenazas.

La mayoría de las cámaras termográficas militares están refrigeradas, lo que significa que el material del sensor debe enfriarse durante el funcionamiento. Esta cámara termográfica infrarroja refrigerada permite obtener muchos más detalles en comparación con la versión no refrigerada y detecta incluso las diferencias de temperatura más pequeñas.

Se recomienda una matriz de alta resolución para aplicaciones militares de imágenes térmicas. Un estándar común es 640 x 480 píxeles, que proporciona una imagen detallada que es fundamental para identificar objetivos con precisión a distintas distancias.

A diferencia de las miras termográficas civiles, las miras militares son resistentes y duraderas. Tienen revestimientos exteriores duraderos y están fabricados con materiales modernos que son livianos pero capaces de soportar las duras condiciones del campo de batalla.

Los ejemplos comunes de miras termográficas militares incluyen miras montadas en armas para apuntar con precisión rifles de francotirador y rifles de asalto, monoculares de mano y binoculares termográficos de grado militar para misiones de reconocimiento, y sistemas montados en vehículos que brindan al operador del vehículo una mejor visión en condiciones difíciles. condiciones de visibilidad.

2. Monoculares y binoculares de imágenes térmicas

Los binoculares de imágenes térmicas, el tipo más común y universal de equipo de imágenes térmicas militares, están diseñados para mejorar el conocimiento de la situación y el reconocimiento de largo alcance. Cuenta con lentes de alta resolución cubiertas con recubrimientos avanzados para minimizar el deslumbramiento y maximizar la transmisión de luz.

Piezas de imágenes térmicas

Además de la tecnología de imágenes térmicas de nivel militar, cuentan con estabilización de imagen avanzada que brinda a los soldados una vista clara y distinta de su entorno. Además, la mayoría de los binoculares refrigerados vienen con otros sistemas integrados. Por ejemplo, el GPS, el magnetismo y los inclinómetros son comunes en estos dispositivos militares de imágenes térmicas. Algunos binoculares termográficos están disponibles como dispositivos portátiles, pero algunas versiones un poco más pesadas tienen un trípode.

Los monoculares de imágenes térmicas, por otro lado, son una opción más compacta y liviana para los soldados que necesitan ser ágiles y móviles. A pesar de su tamaño más pequeño, estos monoculares de grado militar no comprometen la calidad de la imagen.

Los monoculares de grado militar generalmente se encuentran en el espectro del infrarrojo medio (MWIR); Pueden proporcionar imágenes claras a largas distancias en todas las condiciones climáticas. Tienen una construcción sólida y robusta fabricada en polímeros reforzados. Todo el cuerpo de los monoculares de imágenes térmicas está firmemente atornillado para resistir golpes y cualquier tipo de daño ambiental.

3. Imágenes térmicas en vehículos militares

Imágenes térmicas

El alcance de la tecnología de imágenes térmicas también se extiende a vehículos terrestres blindados, como tanques, donde los sistemas de imágenes y sensores se utilizan principalmente para la identificación de objetivos y la navegación. Para la navegación, cuentan con un sistema compacto llamado Driver Vision Enhancer (DVE). El sistema DVE consta de cámaras termográficas de alta resolución que capturan las firmas térmicas de los objetos y el terreno. Esto permite a los soldados ver más allá de las capacidades de los dispositivos de visión nocturna tradicionales.

Además del DVE, muchos vehículos militares están equipados con sistemas de conocimiento de la situación local (LSA). Los sistemas LSA son una combinación de cámaras térmicas y otros sensores que trabajan juntos para detectar, identificar y rastrear amenazas potenciales. Proporcionan una vista de 360 ​​grados del vehículo blindado, proporcionando a los ocupantes información importante sobre su entorno inmediato.

Tecnología de imágenes térmicas infrarrojas para la construcción de ciudades inteligentes

Además del uso militar, los sistemas de imágenes térmicas también se utilizan en la mayoría de las aplicaciones prácticas, desde vehículos autónomos hasta camiones de bomberos y drones.

1. Vehículos con piloto automático/sin conductor

Actualmente, la mayoría de los vehículos autónomos dependen de una combinación de cámaras de visión, LiDAR y radar para la navegación y la detección de obstáculos. Sin embargo, estos sensores tienen sus limitaciones. LiDAR puede mapear los alrededores del automóvil con increíble detalle, pero se vuelve significativamente menos efectivo bajo la lluvia o la nieve. El radar es más resistente en condiciones climáticas adversas, pero carece de la resolución espacial para identificar de manera confiable a los peatones y otros detalles. Finalmente, las cámaras ópticas requieren excelentes condiciones de iluminación para funcionar.

Carcasa de imágenes automotrices

Las cámaras termográficas llenan este vacío. Pueden detectar longitudes de onda del infrarrojo lejano de entre 8 y 15 micrómetros. Dado que los humanos emiten una huella de calor de aproximadamente 9,25 micrómetros, estas imágenes pueden detectarlo fácilmente. Además, la tecnología de imágenes puede identificar vehículos en función de sus puntos críticos, como: B. Tubos de escape.

2. Camiones de bomberos con tecnología de imagen térmica.

Los bomberos que extinguen incendios y rescatan a personas en caso de incendio disponen de una cámara termográfica adecuada. El módulo de cámaras, fabricado con materiales ignífugos, se sitúa en lo alto de las escaleras o en el punto más alto del vehículo. La característica especial de las cámaras térmicas para vehículos es la función Pan-Tilt-Zoom (PTZ).

Las cámaras termográficas se operan de forma inalámbrica desde una distancia segura. Los bomberos pueden ajustar de forma remota el enfoque y el ángulo de la cámara para obtener una vista completa de la escena del incendio. Las personas atrapadas en el incendio son visibles a través de puntos críticos en imágenes térmicas, lo que permite esfuerzos de rescate más rápidos y eficientes.

3. Vigilancia de incendios

Antes de que comience un incendio, la región respectiva comienza a calentarse. Las cámaras de seguridad normales no son capaces o no son lo suficientemente fuertes para soportar y funcionar en condiciones tan críticas. Una cámara térmica con forma de dron que monitoriza la región detecta el origen del incendio y lo envía en tiempo real al sistema de control para que se pueda llevar a cabo una respuesta rápida e inmediata. Además, el dron de imágenes térmicas se puede combinar con un sistema de alarma que automatiza el sistema de extinción de incendios.

4. D R térmica un lenguaje visual

En los drones, una cámara termográfica compacta y sin refrigeración está montada en una junta universal, que estabiliza la imagen y permite que la lente gire 360°. Cuando el dron despega, los datos se envían continuamente al controlador. Un sistema integrado de imágenes y sensores convierte los datos térmicos en imágenes térmicas.

Marco de dron mecanizado por CNC

También obtienes diferentes modos de color. Los objetos más calientes aparecen más brillantes mientras que las áreas más frías son más oscuras. Este dúo de drones e imágenes térmicas es muy útil para detectar problemas en zonas de difícil acceso.

Operaciones de búsqueda y rescate

Tradicionalmente, los helicópteros se han utilizado para operaciones de búsqueda y rescate. Sin embargo, no pueden llegar a zonas remotas y no pueden ver seres vivos en la oscuridad. Las cámaras térmicas, incluso las montadas en drones, pueden detectar la firma térmica de seres vivos a distancia. Además, con la tecnología de imágenes, funcionan mejor independientemente de las condiciones climáticas. En Vietnam, el despliegue de fuerzas de búsqueda y rescate durante las lluvias monzónicas y los deslizamientos de tierra es bastante común.

Seguimiento agrícola y producción agrícola.

Un dron térmico no sólo proporciona una vista aérea, sino también una imagen térmica que puede ayudar a los agricultores a identificar problemas con sus cultivos. Por ejemplo, un área calentada térmicamente puede indicar enfermedades y plagas en las plantas.

Mantenimiento y reparación de infraestructuras de edificación.

Los problemas eléctricos o de agua subterráneos son bastante difíciles de detectar. Sin embargo, estas irregularidades pueden diagnosticarse con una cámara termográfica, que puede detectar fluctuaciones de temperatura incluso a unos pocos centímetros por debajo de la superficie.

Los drones transportan dispositivos de imágenes térmicas a áreas de difícil acceso, lo que los hace ideales para uso industrial donde la seguridad es una prioridad. En Argentina, los drones con imágenes térmicas se utilizan para inspeccionar refinerías de petróleo. La fotografía aérea se toma sin necesidad de cerrar las instalaciones o visitar personalmente las instalaciones potencialmente peligrosas.

Protección de especies y seguimiento ambiental.

El sistema de imágenes térmicas puede detectar la firma térmica de todos los animales. La ventaja de utilizar un sensor de imágenes de drones es que se puede monitorear a los animales en su hábitat natural sin molestarlos, especialmente de noche.

Un ejemplo concreto es Suiza, donde se utiliza de forma innovadora la tecnología de drones con imágenes térmicas para proteger a los terneros durante la temporada de corte. Los drones equipados con cámaras termográficas y de imágenes pueden localizar crías escondidas en la hierba alta, evitando que mueran accidentalmente.

Cámaras térmicas infrarrojas para imágenes médicas

La termografía médica, una técnica que utiliza cámaras termográficas, se utiliza frecuentemente en el diagnóstico preclínico de diversas enfermedades. Al tratarse de una tecnología no invasiva y sin contacto, resulta eficaz para examinar todos los órganos y sus sistemas.

Cámaras térmicas para imágenes médicas

Por ejemplo, los trastornos circulatorios y las enfermedades inflamatorias se pueden diagnosticar basándose en patrones anormales de temperatura. El tejido canceroso, por otro lado, generalmente tiene una temperatura más alta que el tejido circundante.

En medicina, la calidad de la imagen es crucial. Por lo tanto, las lentes utilizadas aquí para procedimientos de imágenes médicas se diferencian de las de otras aplicaciones. Están fabricados de vidrio calcogenuro mediante moldeado de vidrio de precisión. También cuentan con un revestimiento antirreflectante (AR) avanzado que cubre toda la banda LWIR.

Procesos de fabricación personalizados para dispositivos de imágenes térmicas

Al mecanizar componentes mecánicos para cámaras termográficas, como carcasas de lentes y sensores, marcos y piezas de plástico, los procesos clave incluyen el mecanizado CNC, técnicas de moldeo como fundición a presión y moldeo por inyección, y fabricación de chapa metálica.

Procesamiento CNC

El fresado CNC de 5 ejes se utiliza principalmente para crear geometrías complejas de estructuras termográficas y componentes de carcasa. La mayor maniobrabilidad y la rotación multieje de las máquinas de 5 ejes permiten el mecanizado de ángulos y huecos complejos que no serían posibles con las máquinas tradicionales de 3 ejes.

Se puede utilizar una broca en forma de T para procesar los componentes internos de la carcasa de la cámara térmica. Esta taladradora especial permite la fabricación precisa de características internas y mejora la precisión de las carcasas de lentes y sensores en cámaras termográficas.

Fundición a presión y moldeo por inyección.

La fundición a presión es un proceso valioso para producir componentes de sensores térmicos a base de metal. Es particularmente adecuado para la producción de piezas que requieren alta resistencia, precisión y durabilidad, como por ejemplo: B. Películas protectoras para cajas. Los metales no ferrosos como el aluminio, comúnmente utilizados en componentes de sensores térmicos, son adecuados para la fundición a presión. Las piezas resultantes son robustas y precisas y tienen un excelente acabado superficial.

carcasa mecanizada

Por el contrario, el moldeo por inyección se utiliza principalmente para componentes plásticos de sensores térmicos. Su versatilidad permite el uso de una variedad de plásticos y polímeros, lo que lo hace ideal para producir componentes de carcasas de sensores livianos pero robustos. El moldeo por inyección es generalmente más barato y más rápido que la fundición a presión cuando se producen grandes cantidades de piezas de sensores de plástico.

Procesamiento de chapa metálica

La carcasa y los componentes mecánicos de los dispositivos de imágenes térmicas están diseñados para brindar durabilidad y protección. La fabricación de chapa utiliza diversas técnicas como corte, doblado y ensamblaje para producir piezas duraderas y de alta precisión, como marcos, carcasas y soportes estructurales que mejoran la fuerza y ​​la resistencia ambiental.

Comience a usar WayKen para sus dispositivos de detección e imágenes de máquinas

Prueba Wayken ahora

Concluyendo

La imagen térmica infrarroja es sin duda una tecnología revolucionaria. Originalmente fue desarrollado con fines militares. Sin embargo, ya ha penetrado en una variedad de aplicaciones, desde automóviles autónomos hasta drones con imágenes térmicas. Esta ampliación requiere un diseño individual para cada cámara termográfica.

contenido relacionado

Regresar al blog

Deja un comentario

Ten en cuenta que los comentarios deben aprobarse antes de que se publiquen.