Verschlusslose thermische Infrarot-Sensorarraysysteme mit kleiner Messunsicherheit
Final Report Abstract
Die Zielsetzung des Projektes wurde mit der Entwicklung einer shutterlosen Korrektur für IR-Kameras mit und ohne temperaturstabilisierten IR-Sensoren erfüllt. Der hier vorgestellte Korrekturansatz stellt eine erhebliche Erweiterung des bisher gebräuchlichen shutterbasierten Standardkorrekturverfahrens dar. Hierzu wurden eine Reihe von Grundlagenuntersuchungen durchgeführt und ein geeigneter Versuchsaufbau für die Kalibrierung der IR-Kameras entwickelt. Auf der Basis von zusätzlichen Temperaurmessungen im Kamerainnenraum wird dessen Temperaturverteilung abgebildet. Die gemessenen Temperaturen dienen als Eingangsgrößen für polynomiale Korrekturfunktionen, welche aus Annäherungsfunktionen abgeleitet wurden. Um bestmögliche Korrekturergebnisse zu gewährleisten, wurden diese Funktionen optimiert. Der neuartige Korrekturansatz wurde in den Kalibrierprozess einer radiometrischen IR-Kamera integriert und anhand von drei beispielhaften IR-Kameras durchgeführt. Die erzielten Messunsicherheiten wurden abschließend mit denen des shutterbasierten Standardkorrekturverfahrens verglichen. Dabei konnte gezeigt werden, dass mit dem entwickelten shutterlosen Korrekturverfahren im Vergleich zu den bisher shutterbasierten Verfahren sogar geringere Messunsicherheiten erreicht werden können! Nachteilig wirkt, dass gegenüber dem shutterbasierten Ansatz ein erhöhter zeitlicher und messtechnischer Aufwand erforderlich ist.
Publications
- Modeling signal-determining radiation components of microbolometer-based infrared measurement systems. AMA Conferences 2013, Nuremberg, Proceedings IRS2, 100-104, 2013
A. Tempelhahn, H. Budzier, V. Krause, G. Gerlach
(See online at https://dx.doi.org/10.5162/irs2013/iP3) - Modeling transient thermal behavior of shutter-less microbolometer-based infrared cameras, in: SPIE Security + Defence, Amsterdam, Netherlands, SPIE, 924904, 2014
A. Tempelhahn, H. Budzier, V. Krause, G. Gerlach
(See online at https://dx.doi.org/10.1117/12.2066624) - Development of a shutterless calibration process for microbolometer-based infrared measurement systems, The ejournal of Nondestructive Testing - ISSN 1435-4934, 20 (05), 2015
A. Tempelhahn, H. Budzier, V. Krause, G. Gerlach
(See online at https://dx.doi.org/10.21611/qirt.2014.060) - Improving the shutter-less compensation method for TEC-less microbolometer-based infrared cameras, in: SPIE Defense + Security, Baltimore, SPIE, 94511F, 2015
A. Tempelhahn, H. Budzier, V. Krause, G. Gerlach
(See online at https://dx.doi.org/10.1117/12.2177003) - Reducing the measurement uncertainty of shutter-less microbolometer-based infrared measurement systems. AMA Conferences 2015, Nuremberg, Proceedings IRS2, 961- 966, 2015
A. Tempelhahn, H. Budzier, V. Krause, G. Gerlach
(See online at https://dx.doi.org/10.5162/irs2015/P1) - Shutter-less calibration of uncooled infrared cameras, J. Sens. Sens. Syst. 5 (1) 9–16, 2016
A. Tempelhahn, H. Budzier, V. Krause, G. Gerlach
(See online at https://dx.doi.org/10.5194/jsss-5-9-2016)
