ما هو NETD؟

Question

ما هو NETD؟

Accepted Answer

تشير الحساسية الحرارية (NETD) إلى فرق درجة الحرارة المكافئ للضوضاء، وهو معلمة مهمة لتقييم كاميرات التصوير الحراري ذات الموجة المتوسطة بالأشعة تحت الحمراء (MWIR) والأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة (LWIR). وهي قيمة تمثل نسبة الإشارة إلى الضوضاء لفرق درجة الحرارة ، وهو ما يعادل الضوضاء اللحظية لكاميرا التصوير. ولذلك، فهو يمثل تقريبًا الحد الأدنى من فرق درجة الحرارة الذي يمكن لكاميرا التصوير الحراري حله، والذي يرتبط بشكل مباشر بوضوح قياسها.

عند اختيار أجهزة استشعار بنفس تكوين البكسل وتحت مقياس حراري ثابت، واستخدام أدوات ذات حساسيات حرارية مختلفة لالتقاط الصور، تكون النتائج كما يلي:

في ظل الحساسيات الحرارية المختلفة، تكون الصور المقدمة مختلفة جدًا. كلما كانت قيمة الحساسية أصغر، كانت الحساسية الحرارية أفضل وكانت الصورة أكثر وضوحًا.

قياس NETD

(1) طريقة النقطتين

تعد طريقة النقطتين طريقة شائعة لقياس NETD لكاميرا التصوير بالأشعة تحت الحمراء. وهي مبنية على فرضيتين: 1. أن يكون سطح الهدف موحداً بدون مصادر حرارة محلية. 2. الضوضاء بين بكسلات كاميرا التصوير مستقلة.

الخطوات المحددة هي كما يلي:

1. في بيئة مظلمة تمامًا، حدد نقطتي بكسل مع تباعد معتدل كنقطة الهدف.

2. قم بقياس إشارة الخرج لكاميرا التصوير الحراري وحساب فرق الإشارة بين البكسلين.

3. احسب NETD المقابل وفقًا لخصائص درجة حرارة كاميرا التصوير الحراري.

(2) طريقة المتوسط

طريقة المتوسط هي طريقة بسيطة وشائعة الاستخدام لقياس NETD لكاميرات التصوير الحراري. يعتمد ذلك على الخصائص الإحصائية لإشارة إخراج كاميرا التصوير للحصول على دقة قياس أعلى.

الخطوات المحددة هي كما يلي:

1. حدد منطقة بكسل ذات حجم مناسب في ظل ظروف بيئية مستقرة.

2. قم بقياس الانحراف المتوسط والمعياري لإشارات الخرج لجميع وحدات البكسل في المنطقة.

3. احسب NETD بناءً على خصائص درجة الحرارة والانحراف المعياري لكاميرا التصوير الحراري.

(3) طريقة تحليل الطيف

التحليل الطيفي هو طريقة لقياس NETD لكاميرا التصوير بالأشعة تحت الحمراء استنادًا إلى طيف الإشارة، وهو مناسب لكاميرات التصوير الحراري ذات خصائص تردد الضوضاء الواضحة.

الخطوات المحددة هي كما يلي:

1. يخضع إخراج الإشارة بواسطة كاميرا التصوير لتحويل فورييه للحصول على طيف الإشارة.

2. تحليل مكونات الضوضاء في الطيف وحساب NETD.

العوامل المؤثرة على NETD:

(1) نطاق قياس درجة الحرارة المصحح. اعتمادًا على نطاق قياس درجة الحرارة المحدد ودرجة حرارة الجسم، ستكون قراءات الضوضاء مختلفة. ومع ذلك، طالما أن هناك تباينًا حراريًا كبيرًا في الصورة ودرجة حرارة المنطقة المستهدفة أعلى بكثير من درجة حرارة الخلفية، فلن يؤثر ذلك على دقة القياس كثيرًا.

(2) درجة حرارة الكاشف. إذا تم وضع كاميرا التصوير في درجة حرارة أعلى، فإن ضوضاء النظام ستزداد، ويعتمد مدى ذلك على الاستقرار الداخلي لكاميرا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء.

(3) الرقم البؤري لعدسة الكاميرا. الرقم البؤري الأقل يعني فتحة أكبر، مما يسمح بدخول المزيد من الأشعة تحت الحمراء إلى الكاميرا. بشكل عام، تستقبل الفتحة الأكبر (الرقم البؤري السفلي) المزيد من الأشعة تحت الحمراء، مما يساعد على تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء في التصوير. من الناحية النظرية، كلما انخفض الرقم البؤري، انخفضت قيم الضوضاء وأصبحت جودة الصورة أفضل.