Caméras d’imagerie des gaz refroidies et non refroidies

Dans le monde de l’imagerie optique des gaz (OGI), il existe deux principaux types de caméras de détection de gaz : refroidie et non refroidie. Chacune est dotée d’une technologie de détection infrarouge avec des avantages et des limitations spécifiques qu’il est important de comprendre lors du choix d’une caméra. Lisez la suite pour découvrir comment fonctionnent les caméras OGI et les applications pour lesquelles elles sont les mieux adaptées.

Cette vidéo n'est pas disponible en raison de vos paramètres de cookies.

---

Comment fonctionne une caméra d’imagerie optique des gaz non refroidie ?

Presque tous les objets émettent des rayonnements infrarouges, même ceux qui semblent très froids. Une caméra de détection des gaz non refroidie utilise ce que l’on appelle un détecteur de microbolomètre, un capteur thermique qui subit un changement de résistance lorsqu’il est chauffé ou refroidi, pour mesurer et afficher ce rayonnement. Voici comment cela fonctionne :

L’objectif de la caméra focalise le rayonnement infrarouge sur les « éléments de détection ». Chaque élément de détection est responsable de la production d’un pixel dans l’image visuelle finale. En d’autres termes, la résolution de la caméra vous indique le nombre d’éléments de détection qu’elle possède.

Lorsque le rayonnement frappe les éléments de détection, ils chauffent et leur résistance respective change. Le changement de résistance est mesuré pour chaque élément, converti en un comptage numérique, étalonné par la température, une valeur de couleur ou d’échelle de gris est attribuée, et présenté sous forme de pixel dans l’image visible.

Comment fonctionne une caméra d’imagerie thermique refroidie ?

Les caméras refroidies fonctionnent en recueillant des photons d’énergie infrarouge qui passent à travers l’optique. Ces photons sont convertis en électrons stockés dans un condensateur d’intégration. Après une certaine période, appelée temps d’intégration, la charge est lue en comptage numérique, une valeur de couleur ou d’échelle de gris est attribuée et présentée comme une image visible.

L’élément critique d’une caméra refroidie est le cryo-refroidisseur, qui est intégré au capteur afin de réduire la température à des températures cryogéniques (environ 77K ou -196 °C/-321 °F). Cet abaissement de la température du capteur augmente considérablement la sensibilité de la caméra en réduisant le bruit à un niveau inférieur à celui du signal de la scène filmée.

Quels sont les avantages de chacune ?

Les caméras refroidies sont plus sensibles et plus chères que les caméras non refroidies, qui sont plus faciles à fabriquer et à entretenir. Une sensibilité et une qualité d’image accrues sont des facteurs importants pour certaines applications, en particulier l’imagerie optique des gaz.

Images d’une empreinte de main sur un mur, prise à l’aide d’une caméra thermique refroidie, puis prise à nouveau 2 minutes plus tard.

Images d'une empreinte de main sur un mur, prise à l'aide d'une caméra thermique non refroidie, puis prise à nouveau 2 minutes plus tard.

Le cryo-refroidisseur d’une caméra refroidie consomme une grande quantité d’énergie et finira par s’user. Il devra être remplacé après environ 10 000 à 13 000 heures de fonctionnement. Les caméras non refroidies ne nécessitent pas le même niveau d’entretien, ont une consommation d’énergie inférieure et sont moins coûteuses que les caméras refroidies.

Bien que son coût soit plus élevé, une caméra refroidie offre des avantages considérables. Les caméras refroidies ont des fréquences d’images plus élevées, permettent la synchronisation avec d’autres dispositifs de mesure, et sont suffisamment sensibles pour révéler des détails et prendre des mesures qui seraient autrement impossibles à réaliser avec des caméras thermiques non refroidies.

Pourquoi la plupart des caméras d’imagerie optique des gaz ont-elles des détecteurs refroidis ?

De nombreux gaz invisibles à l'œil nu peuvent être détectés à l'aide de l'imagerie optique des gaz.

Historiquement, les caméras OGI ont été conçues avec des détecteurs IR refroidis qui fournissent la sensibilité requise pour visualiser le gaz. De nouvelles innovations technologiques ont permis d’utiliser des caméras OGI non refroidies, comme la FLIR GF77, qui peuvent être fabriquées à un coût bien inférieur. Son entretien coûte également moins cher, du fait de sa conception simple sans refroidissement, ce qui les rend potentiellement bien adaptées à un fonctionnement en continu, 24h/24, 7j/7.

Les caméras OGI non refroidies sont cependant limitées à la détection d’un ou d’un petit nombre de gaz, tandis que les caméras OGI refroidies sont plus sensibles et capables de détecter un plus large éventail d’émissions de gaz différentes.

De quelle caméra ai-je besoin pour mon application ?

Les caméras refroidies offrent plus de sensibilité, une meilleure qualité d’image et une fréquence d’images plus élevée que les caméras non refroidies. Cela les rend idéales pour détecter les fuites de gaz de petite ou faible concentration, en particulier à distance, et pour une utilisation dans le respect des réglementations environnementales pour la détection des fuites. En outre, plusieurs caméras OGI refroidies de FLIR sont compatibles avec une technologie qui peut quantifier les fuites de gaz (voir la FLIR QL320). Cependant, le cryo-refroidisseur ajoute du poids, a une consommation d’énergie et un coût nettement plus élevé.

Caméras d’imagerie des gaz refroidies et non refroidies Cette caméra est calibrée pour la température, elle offre donc des capacités doubles pour la détection de gaz et la surveillance de l’état des systèmes électriques et mécaniques. Et contrairement aux caméras refroidies, qui ont des filtres internes pour des gaz spécifiques, la technologie de filtrage des gaz se trouve dans les objectifs interchangeables de la GF77, ce qui signifie que cette caméra peut être utilisée pour trouver du méthane, de l’hexafluorure de soufre, de l’ammoniaque, de l’éthylène, et plus encore.

Adressez-vous à l’un de nos experts pour déterminer la caméra adaptée à vos besoins.