적외선 카메라를 통해 정확한 결과를 얻기 위해서는 필요한 측정의 유형을 이해하고
카메라 교정을 통해 목적에 적합하게 실행하여야 한다.
열화상 카메라의 특징
임무 및 분야별 사용목적에 적합한 특성과 기능을 가진 카메라와 소프트웨어를 선택하여 열화상 측정과 라디오메트리 측정 사이의 차이를 이해하는 것이 매우 중요하다.
열화상은 적외선 카메라로 대략 900~14,000 나노미터 파장대의 전자기파 복사를 감지하여 전외선으로 이미지화한다. 열화상 이미지는 보통 대상 물체나 장면 형태의 온도 차이를 측정하는 데 사용되며 온도는 섭씨, 화씨 또는 절대 온도 단위로 측정할 수 있다.
라디오메트리는 특히 적외선 파장대역의 전자기파 복사 에너지를 측정한다. 간단하게 말한다면 복사속의 절대량으로 정의할 수 있다. 이미징 라디오케트릭의 측정단위는 보통 라디언스로서 Watts단위로 표시한다. 약자 sr은 스테라디언을 의마하며 이것은 무차원 기하학적 비율로서 반지름과 등가의 구체 표면적을 포함하는 입체각으로 정의되는 양이다.
열화상은 대상 물체의 열 온도를 측정하는 것이며, 라디오메트리는 그 물체가 얼마나 많은 어네지를 방사하고 있는가를 측정한다. 이 두 개념은 서로 관계가 있지만 같은 것은 아니다. 적외선 카메라는 본질적으로 온도가 아니라 입사 에너지를 측정하는 것이지만, 열화상은 방사 에너지를 기반으로 한다.
열화상 카메라 측정방법
적외선 카메라 시스템을 사용하여 라이오메트리 및 열화상 측정을 하는 데는 5가지의 기본적인 단계가 있다.
- 대상 물체는 어떤 수준의 에너지 시그니처를 가지고 있으며 그것이 적외선 카메라의 렌즈를 통하여 수집된다. 이때 광자 디텍터의 경우 광자가, 마이크로볼로미터와 같은 열 디텍터일 경우 열에너지가 수집된다.
- 수집된 에너지에 의하여 디텍터는 신호 전압을 발생시키고 시스템의 A/D 컨버터가 이 신호전압을 디지털 카운트로 변환한다. 예를 들어 FLIR SC6000 IR 카메라는 14-bit다이내믹 범위를 가진 A/D 컨버터를 상용하여 카운트로 변환한다. 카메라를 렌즈를 통하여 입사되는 적외선 에너지가 많을수록 디지털 카운트가 높아진다.
- 카메라가 적절하게 교정되었으면 디지털 카운트라 복사 에너지 값으로 변환된다.
-마지막으로 교정된 카메라의 전자장치가 대상 물체의 알려진 또는 측정된 방사율을 사용하여 복사 에너지 값을 온도 값으로 변환시킨다.
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