High-Speed-Modus

Mehrere Modelle der High-End-Kameraserie ImageIR® von InfraTec bieten Anwendern die Option, bei derselben Kamera zwischen zwei Geschwindigkeitsmodi wählen. Im normalen Modus stehen die bekannten Bildraten für Voll-, Halb- und Teilbild mit der vollen geometrischen Auflösung zur Verfügung. Im High-Speed-Modus können Aufnahmen mit dem jeweils identischen Bildfeld erstellt werden – während die Bildrate, sprich die Geschwindigkeit bei Bildverarbeitung und Bildspeicherung, auf mehr als das Dreifache des bisherigen Wertes steigt.

High-speed Modus für Wärmebildkamera-Serie ImageIR®

Neuer High-Speed-Modus für Wärmebildkameraserie ImageIR®

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Vorteile von Binning

  • Binning bedeutet die Hardware-Kombination von Pixeln eines (IR-)FPAs
  • Ergebnis ist effektiver, größerer neuer Bildpunkt
  • Größere Pixel: besserer SNR --> niedrige NETD
  • Weniger Pixel: höhere Bildrate
  • Gleiches FOV im Standard-Modus (hohe Pixelanzahl) und High-Speed-Modus (hohe Geschwindigkeit, niedrige NETD)
  • Jederzeit mit einem Klick zwischen beiden Modi wechseln

Pixelzahl verringern, Bildfeld beibehalten

Das Prinzip hinter dieser Option heißt Binning. Dabei werden jeweils vier Pixel benachbarter Zeilen und Spalten zu einem Pixel zusammengefasst. Für das Auslesen des Detektors genügt folglich deutlich weniger Zeit und die Bildrate erhöht sich entsprechend. Gleichzeitig sinkt die Pixelanzahl des resultierenden Thermogramms. Das Bildfeld bleibt jedoch konstant, sodass sich der mit der Kamera erfasste Szenenausschnitt nicht ändert. Der gewählte Objektabstand und die verwendete Optik können für die jeweilige Aufgabe beibehalten werden.

Natürlich lässt sich auch bei einer herkömmlichen Wärmebildkamera beispielsweise durch den Wechsel von Voll- auf Halbbild die Bildrate steigern. Dabei ändert sich jedoch das Bildfeld. Der entsprechende Ausgleich erfordert ein erneutes Anpassen des Objektabstandes und eine Korrektur in Bezug auf die verwendeten Objektive.

High-Speed-Modus steigert zusätzlich die thermische Auflösung

Das Zusammenfassen der Pixel beim Binning resultiert zudem in einer höheren thermischen Empfindlichkeit für jeden virtuellen Bildpunkt. Der Grund dafür ist die Tatsache, dass jedes Auslesen der einzelnen Pixel zu einem Rauschen im Signal führt. Eine geringere Pixelanzahl bei gleichbleibender Detektorgröße bedeutet automatisch ein reduziertes Signalrauschen. Gemeinsam mit der größeren wirksamen Pixelfläche verbessert sich im High-Speed-Modus der ImageIR®-Kameras also auch das Signal-/Rausch-Verhältnis – und zwar um annähernd den Faktor 2. Dieser Gewinn an thermischer Auflösung sorgt dafür, dass noch geringere Temperaturunterschiede sicher erkannt werden können.

Einmal umschalten, doppelt profitieren

Das Wechseln zwischen den beiden Geschwindigkeitsmodi erfolgt bequem per Software. Geht es um das Abbilden geometrisch kleinster Details, nutzen Anwender die native Pixelzahl des Kameradetektors. Liegt der Fokus stärker auf dem exakten zeitlichen Verfolgen eines schnellen Prozesses, greifen sie auf den High-Speed-Modus und die damit verbundenen höheren Bildraten zurück. Die Resultate beider Szenarien können sie anschließend in geeigneter Weise überlagern.

Die Binning-Technologie ermöglicht den Einsatz einer einzigen Kamera für die Analyse unterschiedlicher Messszenarien, die vorher mehrere unterschiedliche Thermografiekameras erfordert hätte. Das Beispiel der Kameraserie ImageIR® 9400 verdeutlicht das Potenzial dieser Entwicklung. Gewöhnlich lassen sich mit dieser Kamera Aufnahmen im Vollbild mit (1.280 x 1.024) IR-Pixeln bei 180 Hz erstellen. Dank Binning steigt die Bildfrequenz im High-Speed-Modus mit (640 x 512) IR-Pixeln bei gleichem Bildfeld um mehr als das Dreifache auf 622 Hz. Die Funktion ist im Voll-, Halb- und Teilbild nutzbar.

InfraTec Glossar High-Speed-Modus

 

Pixelraster ohne High-speed Modus

  • Pitch: 10 µm
  • Auflösung: (1.280 x 1.024) IR-Pixel
InfraTec Glossar High-Speed-Modus

 

Pixelraster mit High-speed Modus

  • Pitch: 20 µm
  • Auflösung: (640 x 512) IR-Pixel
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