冷却型と非冷却型の光学ガスイメージングカメラの比較
光学ガスイメージング（OGI）の世界では、主に冷却型と非冷却型の2種類があります。それぞれに赤外線検出技術があり、カメラを選ぶ際に特定の利点と限界があることを理解することが重要です。OGIカメラの仕組みと、最適なアプリケーションについて、続きをお読みください。
非冷却型の光学ガスイメージングカメラはどのように機能しますか?
ほとんどすべての物体は、非常に冷たく見えても赤外線を放射します。非冷却式型ガス検知用カメラは、マイクロボロメータ検知器（熱を加えたり冷やしたりすると抵抗値が変化する熱式センサー）と呼ばれるものを使って、その放射線を測定し表示します。その仕組みは次のとおりです：
カメラのレンズは、赤外線放射を“検出器素子”に集束させます。各検出器素子は、最終視覚画像で1ピクセルを生成します。言い換えれば、カメラの解像度は、検出器のエレメント数を示します。
放射線が検出器の素子に当たると、素子は加熱しそれぞれの抵抗が変化します。各素子の抵抗値変化を測定し、デジタルカウントに変換し、温度で較正し、色またはグレースケール値を割り当てて、表示画像のピクセルとして表示します。
冷却熱画像カメラはどのように機能しますか?
冷却型カメラは、光学系を通過する赤外線エネルギーの光子を収集することによって機能します。この光子は電子に変換され、積分コンデンサにに蓄積されます。一定時間後（積分時間と呼ぶ）、電荷をデジタルカウントで読み出し、色またはグレースケール値を割り当てて、表示可能な画像として提示されます。
冷却型カメラの重要な要素は、低温を極低温温度（約77Kまたは196°C/-321°F）に下げるためにセンサーに統合されたクライオクーラーです。このセンサー温度の低下は、撮像されるシーンからの信号のノイズレベルよりも低いレベルまで低減することにより、カメラの感度を大幅に向上させます。
それぞれの利点は何ですか?
冷却型カメラは、非冷却型カメラに比べて高感度で、製造やメンテナンスが容易な分、高価になります。感度と画質の向上は、特定のアプリケーション、特に光学ガスイメージングにおいて重要な要素となります。
冷却熱画像カメラで撮影した壁の手掌の画像。2分後に再度撮影。
非冷却熱画像カメラで撮影した壁の手掌の画像。2分後に再度撮影。
冷却型カメラのクライオクーラーは、大量の電力を取り込み、最終的には消耗し、約10,000～13,000時間の動作後に交換する必要があります。非冷却型カメラは、同じメンテナンス量を必要とせず低消費電力で、冷却型カメラよりも低コストです。
価格は高いかもしれませんが、冷却カメラには大きな利点があります。冷却型カメラは、フレームレートが高く、他の測定デバイスとの同期を可能にし、詳細を明らかにします。非冷却型サーマルカメラでは達成できない測定を行うのに十分な感度を備えています。
ほとんどの光学ガスイメージングカメラに冷却検出器があるのはなぜですか?
肉眼では見えない多くのガスは、光学ガスイメージングで視覚化できます。
従来、OGIカメラは、ガスの視覚化に必要な感度を提供する冷却IR検出器を使用して設計されました。新しい技術革新により、FLIR GF77のような非冷却型OGIカメラをはるかに低いコストで製造できるようになりました。また、冷却器を必要としないシンプルな設計のため、メンテナンスコストも低く、24時間365日連続稼働のアプリケーションに適しています。
しかし、非冷却型OGIカメラは1種類または少数のガスのみを検出に限定されるます。冷却型OGIカメラはより多くの種類のガスを検出できるよう感度が高く、より広範囲の異なるガス放出を検出できます。
私の用途にはどのカメラが必要ですか?
冷却型カメラは、非冷却型カメラよりも高い感度、より優れた画質、高いフレームレートを提供します。そのため、特に遠距離からの低濃度ガス漏れの検出や、漏れ検出のための環境規制への適合に最適です。また、複数のFLIR冷却型OGIカメラは、ガス漏れを定量化できる技術と互換性があります（FLIR QL320を参照）。しかし、クライオクーラーは重量と消費電力を増加させ、コストも大幅にアップします。
より大きな漏れを検出する必要がある場合は、FLIR GF77のような非冷却型カメラを使用すれば、軽量で軽快、かつ低価格でありながら、驚異的な結果を出すことができます。このカメラは温度較正がされているため、ガス検出と電気および機械システムの状態監視の2つの機能を提供します。また、特定のガス用の内部フィルターを備えた冷却型カメラとは異なり、ガスフィルター技術はGF77の交換可能なレンズに組み込まれており、このカメラはメタン、六フッ化硫黄、アンモニア、エチレンなどの検出に使用できます。
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