Cameras Efeito Corona

No caso do N2 (o principal componente do ar ao nosso redor), as frequências de luz emitidas estão principalmente na faixa de UV, com apenas 5% acima de 400 nm, que é considerada a extremidade inferior do azul visível.

O espectro de luz da fluorescência do N2, após ser esticado verticalmente 1000 vezes maior.

O espectro de luz da fluorescência do N2, após ser esticado verticalmente 1000 vezes maior.

Detecção de descarga de corona

As descargas do Corona têm várias assinaturas que podem ser detectadas:

As câmeras UV são as melhores para detectar descargas de corona

As câmeras UV são as melhores para detectar descargas de corona.

O Sol emite luz ultravioleta em todas as faixas.

O Sol emite luz ultravioleta em todas as faixas.

As câmeras UV são as melhores para detectar descargas de corona.

A camada de ozônio só permite a passagem de algumas frequências em vários volumes.

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Tipo de radiação UVComprimento de ondaEfeitoTransmissão através da zona O
UVA, onda longa400-315 nmUVA, onda longaBronzeamento da peleBronzeamento da pele95%
UVB, faixa de comprimento de onda médioUVB, faixa de comprimento de onda médio315-280 nmUVB, faixa de ondas médiasDanos ao DNADanos ao DNA5%
UVС, faixa de ondas curtasUVС, faixa de ondas curtas280-100 nmMorte celular0%

Abaixo de 280 nm, a luz da fluorescência do N2 só é visível

Abaixo de 280 nm há muito pouca luz restante, portanto, um intensificador de imagem é usado para amplificar a luz a níveis em que a câmera possa percebê-la.

Os intensificadores de imagem são usados para amplificar a luz a níveis em que a câmera possa percebê-la.

Intensificadores de imagem

Devido ao espaçamento e ao desalinhamento das placas do microcanal, ocorre alguma dispersão de elétrons durante a transição de uma placa para a outra, resultando em pontos satélites ao redor da projeção do local de descarga.

Devido ao espaçamento e ao desalinhamento das placas do microcanal, ocorre alguma dispersão de elétrons durante a transição de uma placa para a outra, resultando em pontos satélites ao redor da projeção do local de descarga.

Operação do CCD

Quando a tela de fósforo é atingida por elétrons, ela brilha em verde.

Quando a tela de fósforo é atingida por elétrons, ela brilha em verde.

Quando a tela de fósforo é atingida, ela brilha em verde.

A luz verde é detectada pelos pixels do CCD, onde é convertida novamente em elétrons.

O CCD tem uma luz verde.

O CCD tem uma carga máxima que pode aceitar entre as leituras antes de transbordar.

O CCD tem uma carga máxima que pode aceitar entre as leituras antes de transbordar.

O CCD tem uma carga máxima que pode aceitar entre as leituras.

Quando um pixel "transborda", isso é chamado de blooming.

Quando um pixel "transborda", isso é chamado de blooming.

Os elétrons que transbordam chegam aos pixels vizinhos, aumentando seu valor de leitura, o que resulta em uma imagem com aparência borrada.

Os elétrons que transbordam são chamados de "blooming".

Quando um pixel está borrado, ele não é visível.

Quando um pixel satura e "transborda", os valores de intensidade adicionais que transbordam são perdidos.

Quando um pixel satura e "transborda", os valores de intensidade adicionais que transbordam são perdidos.

O ideal é reduzir o ganho até que o pixel não sature, mas então sinais de menor intensidade serão perdidos, o que reduzirá a sensibilidade da câmera.

O ideal é reduzir o ganho até que o pixel não sature, mas então sinais de menor intensidade serão perdidos, o que reduzirá a sensibilidade da câmera.

Processamento de imagem - Exibição

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A imagem bruta do corona não é útil para o inspetor, pois não contém informações estruturais que permitiriam ao inspetor identificar a localização física da descarga.

A imagem bruta do corona não é útil para o inspetor, pois não contém informações estruturais que permitiriam ao inspetor identificar a localização física da descarga.

Detecção de descarga corona

Para exibir imagens UVC e visíveis de forma útil, dois tipos de câmeras devem ser usados em conjunto com a óptica adequada.

A imagem UV detectada é sobreposta em uma imagem visível para mostrar onde ocorre a descarga. O ponto UV é falsamente colorido para torná-lo observável.

A imagem UV detectada é sobreposta em uma imagem visível para mostrar onde a descarga está ocorrendo.

Abordagem

Após a detecção de uma descarga, a câmera deve aumentar o zoom para mostrar ao operador a causa física da descarga.

A câmera aumenta o zoom para mostrar ao operador a causa física da descarga.

Aumentar o zoom é o termo comum para alterar o campo de visão.

Aumentar o zoom é o termo comum para alterar o campo de visão.

Diminuir o zoom.

Campo de visão (FOV)

O campo de visão é o ângulo sólido por meio do qual um detector é sensível à luz.

O campo de visão é o ângulo sólido por meio do qual um detector é sensível à luz.

FOV = Campo de visão

DFOV = Campo de visão diagonal

FFOV = Campo de visão diagonal

Campo de visão

HFOV = Campo de visão horizontal

HFOV = Campo de visão horizontal

HFOV = Campo de visão horizontal

Quando uma câmera tem um campo de visão diagonal

FFOV = Campo de visão vertical.

Quando uma câmera aumenta o zoom, o FOV é reduzido.

Quando uma câmera aumenta o zoom, o FOV é reduzido.

O quadro preto é o FOV inicial

O quadro preto é o FOV inicial.

O quadro verde mostra o FOV ampliado.

O quadro verde mostra o FOV ampliado.

Zoom óptico

O zoom óptico é o resultado da alteração do campo de visão (FOV) da câmera, que é obtida por meio da alteração mecânica da posição relativa dos elementos da lente.

O zoom óptico é o resultado da alteração do campo de visão (FOV) da câmera, que é obtida por meio da alteração mecânica da posição relativa dos elementos da lente.

O zoom óptico é o resultado da alteração do campo de visão (FOV) da câmera, que é obtido por meio da alteração mecânica da posição relativa dos elementos da lente.

Esse é o melhor tipo de zoom, pois torna visíveis os menores detalhes.

O melhor tipo de zoom, pois torna visíveis os menores detalhes.

A intensidade do zoom é a capacidade de aumentar e diminuir o zoom.

A intensidade do zoom pode ser expressa como zoom "##x", mas isso não é útil, pois você não sabe o FOV inicial ou final.

Portanto, é melhor indicar o FOV inicial e final.

Por exemplo,

Zoom digital

O zoom digital amplia cada pixel.

A ampliação pode ser interpolativa ou não interpolativa. A interpolativa fornece bordas gradientes, ao contrário da não interpolativa, que fornece bordas de blocos nítidos.

Exibição de vídeo

A maioria das câmeras modernas tem sensores de imagem com uma resolução maior do que a do visor da câmera.

A maioria das câmeras modernas tem sensores de imagem com uma resolução maior do que a do visor da câmera.

Visualização em zoom - Down Sampling

O fluxo de vídeo pode ser reduzido para se ajustar à altura ou à largura da tela por meio de downsampling.

O fluxo de vídeo pode ser reduzido para se ajustar à altura ou à largura da tela por meio de downsampling.

Sensibilidade

A sensibilidade da câmera é um aspecto importante. No entanto, não há um teste padronizado para a sensibilidade das câmaras Corona.

A sensibilidade pode ser expressa como uma porcentagem da sensibilidade da câmera.

A sensibilidade pode ser expressa de várias maneiras:

Unidades de sensibilidade:

Fatores que afetam a intensidade da descarga e a quantidade de UV gerada:

Nenhum dos itens acima é controlado nos testes de câmara corona; seus efeitos também não são totalmente compreendidos.

Todos os itens acima não são controlados nos testes de câmara corona; seus efeitos também não são totalmente compreendidos.

RIV - Em teoria, na realidade é calculado a partir de pC

IEC 60270:2000 - refere-se a como o pC foi medido, não à configuração para gerar a descarga. A norma foi redigida antes da existência das câmaras corona de proteção solar e não aborda nenhuma das variáveis que afetam o uso das câmaras corona.

IEC 60270:2000 - aborda como o pC foi medido, não a configuração para gerar a descarga.

NEMA 107-1987 - aborda como o RIV foi medido, mais uma vez foi escrito bem antes de as câmaras corona estarem disponíveis.

Dado o número de variáveis não controladas (e seus efeitos), não é apropriado usar uma descarga pontual como fonte de luz ultravioleta para testes de sensibilidade da câmera.

O uso de um dispositivo chamado corpo negro é mais adequado, pois poucas das variáveis que afetam as descargas afetam o corpo negro.

O corpo negro é usado na física como uma fonte estável de luz em uma faixa de frequências. A intensidade da luz por frequência é fácil e precisamente controlada pelo ajuste da temperatura do dispositivo.

A única variável é a temperatura do corpo negro.

A única variável é a distância que a câmera é mantida da abertura do corpo negro.

A única variável é a distância que a câmera é mantida da abertura do corpo negro.

A única coisa a ser acertada é o cálculo da luz ultravioleta emitida pelo BB através de sua abertura.

A única coisa a ser acertada é o cálculo da luz ultravioleta emitida pelo BB através de sua abertura.

O que a detecção interpreta?

O que a detecção interpreta?

A maioria dos usuários práticos considera que um ponto no mesmo local a 50% dos quadros por segundo é uma indicação de que há uma fonte de UV nesse local.

A maioria dos usuários práticos considera que um ponto no mesmo local a 50% dos quadros por segundo é uma indicação de que há uma fonte de UV nesse local.

Contagem

Foi necessária uma expressão para a intensidade da descarga para calcular a taxa de decaimento dos componentes afetados.

Inicialmente, foi aplicada a contagem pontual.

Ela foi eficaz apenas no caso dos dois primeiros componentes.

Só foi eficaz em descargas de baixa intensidade quando a câmera estava fora de foco, pois a sobreposição ou o contato de pontos distorceu os resultados.

Os resultados foram então calculados pela contagem do número de pontos.

A soma das intensidades das duas câmeras é a mesma que a soma das intensidades das duas câmeras.

A soma das intensidades provou ser uma abordagem melhor, pois seus resultados só foram distorcidos quando a imagem atingiu a saturação.

Os valores de escala de cinza de todos os pixels são somados e um valor de "imagem em branco" é subtraído.

O valor de "imagem em branco" é subtraído.

Esse valor é então ajustado para a irradiância UVc necessária para gerar a mesma intensidade.

Ao alterar a área de amostragem, a intensidade da luz recebida das descargas individuais pode ser medida.

Ao alterar a área de amostragem, a intensidade da luz recebida das descargas individuais pode ser medida.

Intensidade da descarga

Para obter a intensidade aparente da descarga, vários fatores devem ser levados em conta: