お問い合わせ

技術資料Application Note

技術資料

2023 年 3 月 15 日

中赤外線ボアスコープ: アクセスが困難な領域の熱画像化

前書き

中赤外線ボアスコープは、ボイラー管、炉壁など、アクセスが困難な領域を明確に検査するための要件をカスタマイズできる画像化機器です。光学設計と機械設計では、特殊な環境、特にレンズに対する高温の影響を考慮する必要があります。場合によっては、側壁を観察するために、特定の角度で光路が必要になることもあります。


動作原理

全体的な設計コンセプトを図 1 に示します。これは、熱画像レンズ、中赤外線カメラ、および取り付けと調整用の機械治具と装置で構成されています。オプションの水冷、エアパージユニット、保護ウィンドウにより、厳しい環境条件下でも IR カメラを最適に保護できます。

図 1. 中赤外線ボアスコープのレイアウト


中赤外線ボアスコープの主な仕様を以下に示します。市場の類似製品と比較して、当社はより広い視野 (FOV) とより優れたピクセル解像度を提供しています。


材質 単結晶ゲルマニウムとシリコン
波長 3.5 ? 4 μm
焦点距離 12 mm
F# 5
画像対角線 20 mm
円形 FOV 79.6°
検出器ピクセル数 640×480
ピクセルサイズ 25 μm

表 1. 中赤外線ボアスコープの主な仕様


熱中赤外線イメージング レンズは、長期間にわたって最大 70°C の温度 (高耐熱性) に耐えることができるタイプのイメージング レンズです。外部クロージャは、高い耐腐食性を持つように設計されています。
レイアウトは図 2 に示されています。

図 2. 熱画像レンズのレイアウト


たとえば、Mid-IR カメラのピクセル サイズが 25μm に選択された場合、計算上の解像度は 20lp/mm になります。設計時には、この解像度に基づいて MTF が評価されます。結果は図 3 に示されています。


図 3. 20lp/mm の空間分解能の MTF 曲線


用途

中赤外線ボアスコープは、高温または過酷な環境での使用に適しており、通常は高炉や高温動作の機器の横に設置してリアルタイムの監視と制御を行います。高温の物体によって形成される画像を優れた方法で監視できるように設計されています。下の図 4 は、高温の物体によって形成される画像を示しています。


図 4. 熱 IR レンズの画像結果

このシステムは、以下のアプリケーション シナリオで使用できますが、これらに限定されません。