Cámaras de imagen óptica de gas refrigeradas y no refrigeradas

En el mundo de las imágenes ópticas de gas (OGI), existen dos tipos principales de cámaras de detección de gas: refrigeradas y no refrigeradas. Cada uno tiene tecnología de detección de infrarrojos con ventajas y limitaciones específicas que son importantes a la hora de elegir una cámara. Siga leyendo para saber cómo funcionan las cámaras OGI y para qué aplicaciones son más adecuadas.

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¿Cómo funciona una cámara de imagen óptica de gas no refrigerada?

Casi todos los objetos emiten radiación infrarroja, incluso los que parecen muy fríos. Una cámara de detección de gas no refrigerado utiliza lo que se denomina un detector de microbolómetro—un sensor térmico que experimenta un cambio en la resistencia cuando se calienta o enfría—para medir y mostrar esa radiación. Así es como funciona:

El objetivo de la cámara enfoca la radiación infrarroja en los “elementos detectores”. Cada elemento detector es responsable de producir un píxel en la imagen visual final. Es decir, la resolución de la cámara indica cuántos elementos del detector tiene.

Cuando la radiación golpea los elementos detectores, se calientan y su respectiva resistencia cambia. El cambio de resistencia se mide para cada elemento, se convierte en un recuento digital, se calibra a través de la temperatura, se asigna un valor de color o escala de grises y se presenta como un píxel en la imagen visible.

¿Cómo funciona una cámara termográfica refrigerada?

Las cámaras refrigeradas funcionan recogiendo fotones de energía infrarroja que pasan a través de la óptica. Estos fotones se convierten en electrones que se almacenan en un condensador de integración. Después de un determinado período de tiempo—denominado tiempo de integración—la carga se lee en un recuento digital, se asigna un valor de color o escala de grises y se presenta como una imagen visible.

El elemento crítico de una cámara refrigerada es el crioenfriador, que está integrado con el sensor para bajar la temperatura a temperaturas criogénicas (alrededor de 77K o -196°C/-321°F). Esta reducción en la temperatura del sensor aumenta en gran medida la sensibilidad de la cámara al reducir el ruido a un nivel por debajo del de la señal de la escena de la que se están generando imágenes.

¿Cuáles son las ventajas de cada uno?

Las cámaras refrigeradas son más sensibles y caras que las cámaras sin refrigeración, que son más fáciles de fabricar y mantener. El aumento de la sensibilidad y la calidad de la imagen son factores importantes para ciertas aplicaciones, especialmente la obtención de imágenes ópticas de gas.

imágenes de la huella de una mano sobre una pared tomada con una cámara termográfica refrigerada y, de nuevo, transcurridos dos minutos.

imágenes de la huella de una mano sobre una pared tomada con una cámara termográfica no refrigerada y, de nuevo, transcurridos dos minutos.

El crioenfriador de una cámara refrigerada consume una gran cantidad de energía y finalmente se desgasta y debe reemplazarse después de unas 10 000- 000 horas de funcionamiento. Las cámaras no refrigeradas no requieren la misma cantidad de mantenimiento, tienen un menor consumo de energía y son más económicas que las cámaras refrigeradas.

Aunque pueden tener un precio más alto, ofrecen ventajas considerables con respecto a las cámaras qno refrigeradas. Las cámaras refrigeradas tienen velocidades de fotogramas más altas, permiten la sincronización con otros dispositivos de medición y son lo suficientemente sensibles como para descubrir detalles y tomar mediciones que de otro modo serían inalcanzables con cámaras termográficas no refrigeradas.

¿Por qué la mayoría de las cámaras ópticas de gas tienen detectores refrigerados?

Muchos gases invisibles a simple vista pueden visualizarse con la detección óptica de gas.

Históricamente, las cámaras OGI se han diseñado con detectores de infrarrojos refrigerados que proporcionan la sensibilidad necesaria para visualizar el gas. Las nuevas innovaciones tecnológicas han permitido que las cámaras OGI sin refrigeración como la FLIR GF77 puedan fabricarse a un coste mucho menor. Su mantenimiento también es más barato debido a la simplicidad del diseño, que no requiere refrigerador, lo que hace que posiblemente sean más adecuadas para aplicaciones de funcionamiento continuo e ininterrumpido.

Las cámaras OGI no refrigeradas, sin embargo, se limitan a detectar solo uno o un pequeño número de gases, mientras que las cámaras OGI refrigeradas son más sensibles y capaces de detectar una mayor variedad de emisiones de gases diferentes.

¿Qué cámara necesito para mi aplicación?

Las cámaras refrigeradas ofrecen más sensibilidad, mejor calidad de imagen y una mayor velocidad de fotogramas que las cámaras sin refrigeración. Esto hace que sean ideales para detectar fugas de gas pequeñas o de baja concentración, especialmente a distancia, y para su uso en el cumplimiento de las normativas medioambientales para la detección de fugas. Además, varias cámaras OGI refrigeradas FLIR son compatibles con tecnología que puede cuantificar fugas de gas (véase la FLIR QL320). Sin embargo, el crioenfriador añade peso, consumo de energía y un coste significativamente mayor.

Si la aplicación solo requiere la detección de fugas mayores, una cámara no refrigeradas como la FLIR GF77 es una opción más ligera, más ágil y menos costosa que puede seguir ofreciendo resultados fenomenales. Esta cámara está calibrada para la temperatura, por lo que ofrece capacidades duales para la detección de gases y la supervisión del estado de sistemas eléctricos y mecánicos. Y a diferencia de las cámaras refrigeradas, que tienen filtros internos para gases específicos, la tecnología de filtrado de gases está en los objetivos intercambiables de la GF77, lo que significa que esta cámara única se puede utilizar para encontrar metano, hexaflourido de azufre, amoniaco, etileno y más.

Hable con uno de nuestros expertos para determinar qué cámara es la adecuada para sus necesidades.