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[工仪] 给希玛ST9450a+热成像仪配个硒化锌透镜(DIY微距镜)

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发表于 2022-8-18 13:56:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 qrut 于 2022-8-25 12:33 编辑

外观



支持3点测温,自动追踪冷热点。有个可见光摄像头和补光灯,可以实现可见光图像和红外图像融合显示(但是融合合成距离最短25cm,因此对于微距来说实用性不大)




型号



热成像分辨率256x192,测温范围-20~550度。



扳机截图按键



尾部4分之1英寸螺母孔,可以连接标准相机支架等等。




顶部tf卡和c口充电孔



由于最短焦距25cm左右,因此应对短距离微距成像会失焦模糊,体验比较差,于是想撸个微距镜,但是成品(其实也是3d打印的diy作品)价格很贵,多在150元以上,而且没找到我这个型号的适配,所以只能自己做一个了。

红外微距镜需要一个透镜,但是由于普通热成像工作波长一般在8-14um附近,一般玻璃透镜对黑体红外热辐射几乎呈现全吸收状态,因此无法使用普通玻璃透镜,只能使用硒化锌透镜(主要应用于二氧化碳激光聚焦透镜),波长范围0.x-16um 左右,因此可以完全覆盖热成像对波长的要求。


中性玻璃透过波长一般0.3~2.5um,因此对10um左右波长几乎是全吸收,所以红外激光可以用来切玻璃。



马宝硒化锌透镜有很多种,国产和进口的,进口的主要是能承受更大的激光功率,这个对于我这例应用是次要要求,因此选择国产会更利于降低成本,即便国产也是比较贵的,规格大概有12mm 15mm 18mm 19mm 20mm 等等,焦距也有好几种,如何选择就需要了解一些光学知识,微距镜实际上就相当于给热成像配个老花镜,人老了会出现能看清远处不能看清近处的问题(近视另说),主要睫状肌硬化不能有效使像准确聚焦到视网膜上,一般热成像由于设计时等效焦距是(25cm--40cm)~无穷远的定焦镜头,因此对25cm以内的微距无法自动调焦实现微距取景,图像就会糊掉。如果配个凸透镜就会使焦距落在透镜焦距范围内实现微距功能。

下面凸透镜的几种光学应用范围,有人认为配个透镜是放大镜的作用,实际并不是。


放大镜看到的是正立的放大虚像,物像同侧。


下面放大镜原理,详细可以百度,给热成像配眼镜实际上是修正焦距。



硒化锌透镜焦距分几十mm-120mm 左右,其中12mm15mm直径,最大焦距只50mm左右,因此必须很贴近物体才能清晰成像,我希望最小工作距离在10cm左右,因此就需要100mm左右焦距屈光度+10d的透镜,透镜还分很多直径大小,只有18mm和以上有100mm以上焦距,因此必须选择直径18mm及以上的透镜,考虑到相同焦距透镜直径越大成像效果越好(边缘畸变越小),还要考虑热成像仪能安装的最大直径范围,还要考虑价格问题,越大越贵。我这个热成像空间比较小,因此权衡各种因素,选择的18mm 焦距101.6mm的产品,国产镜片,价格55元左右吧,具体记不清了(这是我能找到最便宜的价格,咸鱼那些标30,20的一问实价比这个贵的多)。

到手后,正面参数和工作波长,算一下屈光度 焦距的倒数为屈光度,1/0.1m(约101.6mm) =+10d(凸透镜正数,凹透镜负数),因此这个镜片倍率大概10d  ,换算成老花镜大概1000度(屈光度x100),如果用作放大镜放大倍数公式1+25/f ,  25cm明视距离 f焦距 大概3.5倍,可以看到倍率和倍数是两个概念。



还给了一个擦拭布



里面还裹一层纸



一面平(略凹)


一面凸



可以近似看做平凸镜,这个是模拟放大镜时的效果,在焦距10cm内最大放大倍数大概是3.5(用做放大镜时物距<f时放大正立虚像,物像同侧), 紧贴热成像红外镜头后只修正焦距,因此同等对焦距离图像大小几乎不变,就像你戴个100度(屈光度+1d f1m 人眼睫状肌调节功能会自动对焦使得实际清晰焦距范围25cm~1m左右)老花镜后看物体同等距离大小几乎不变,除非更高度数更小焦距的老花镜使对焦距离变的更小,需要你更贴近物体才能对焦清晰,你才会感觉物体被放大了,实际是物体离你更近造成的,热成像为定焦镜头不能自动对焦没有调节作用如果需要更近的微距效果就需要焦距更小的透镜(实际清晰焦距范围会比透镜焦距上下有一点儿的浮动容差),10cm左右是我认为比较合适的工作距离,因此选100mm焦距,这样8-12cm范围附近都是基本清晰的,双透镜叠加合成焦距估算公式:f合=(f1*f2)/(f1+f2-d),d两透镜距离。



比划一下比较合适,左面摄像头,右面摄像头补光灯,中间热成像。



还需要做个支架,一块灰色塑料加工成这个形状。




确定好孔位



铳子定位孔



宝塔钻加工后



704中心孔涂胶



放入透镜



固化后



由于没有卡位,只能双面胶连接支架,实际上也很牢固。



下面对比有无透镜时的效果,一块pos机的主板。



这是无透镜时10cm左右的成像效果,可以看到糊成一片,没有细节。
加热主板后,这张是铁红  ,所有测试都是无光全黑下成像。



这张是黑热



这张是白热,都是糊成一片。



下面加装微距透镜时的效果,10cm左右(8-12都行)。



可以看到很多细节了



上面的阻容基本都可以很容易的分辨了



黑热



全黑无光下板子上的ic清晰可见



捕捉发热点用白热比较好,红色光标会自动追踪最热点,迅速找到短路过热元件,灵敏度比熏松香要好得多。



如果哪个元件例如0402小电容发热红点会迅速标记,且该点高亮并指示温度。






全黑下微距下的手指细节



已经可以看到指甲轮廓了






这个黑热模式



白热,发射率没有细调,测温还是比较准的。



全黑下康明台灯微距细节



康明的logo已经可以清晰看到



转换插座细节






用手指压一下床单,抬起后的热辐射残影能维持很久。







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发表于 2022-8-18 14:00:59 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
高大上哈哈

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发表于 2022-8-18 14:18:13 | 显示全部楼层
理论实际结合,动手干活。
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发表于 2022-8-18 14:29:39 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
分辨率256*192不便宜

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qrut + 20

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 楼主| 发表于 2022-8-18 14:54:26 | 显示全部楼层

还好,配个眼镜能看清了
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 楼主| 发表于 2022-8-18 14:54:47 | 显示全部楼层
zzqqzzz 发表于 2022-8-18 14:18
理论实际结合,动手干活。

谢谢支持~
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 楼主| 发表于 2022-8-18 14:55:28 | 显示全部楼层
开心果1 发表于 2022-8-18 14:29
分辨率256*192不便宜

还凑合,算是比较便宜的了~
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 楼主| 发表于 2022-8-18 14:55:51 | 显示全部楼层

谢谢支持~
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发表于 2022-8-18 15:41:12 | 显示全部楼层
球球给做了眼镜,热成像仪马上就支楞起来了,要求包邮顺丰并倒贴199,我是学生。。。

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aacyxjz + 10 学生证亮出来

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发表于 2022-8-18 15:48:16 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
怎么会玩啊。。。
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发表于 2022-8-18 16:10:35 | 显示全部楼层
qrut 发表于 2022-8-18 14:55
还凑合,算是比较便宜的了~

有多便宜啊?说出你的价格
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发表于 2022-8-18 16:19:55 | 显示全部楼层
上一贴看你要整,还是整了哈。不错不错
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发表于 2022-8-18 16:58:29 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
加了透镜能当夜视仪用吧
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发表于 2022-8-18 17:12:49 | 显示全部楼层
为什么能看清台灯上的字呢?这个不是热红外吗?按道理温度一样辐射强度都差不多,难道商标印刷油墨这点程度的材质就能影响到表面辐射?
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 楼主| 发表于 2022-8-18 17:25:03 | 显示全部楼层
8139 发表于 2022-8-18 15:41
球球给做了眼镜,热成像仪马上就支楞起来了,要求包邮顺丰并倒贴199,我是学生。。。 ...

嘿嘿 我是学生 这句好经典啊
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 楼主| 发表于 2022-8-18 17:27:15 | 显示全部楼层
revery 发表于 2022-8-18 17:12
为什么能看清台灯上的字呢?这个不是热红外吗?按道理温度一样辐射强度都差不多,难道商标印刷油墨这点程度 ...

油墨和塑料黑体辐射不一样~
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 楼主| 发表于 2022-8-18 17:30:11 | 显示全部楼层
wfzdm 发表于 2022-8-18 16:58
加了透镜能当夜视仪用吧

这个和红外夜视仪区别还是较大的,热成像不需要额外的补光(红外)~

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kyhwhb + 10

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 楼主| 发表于 2022-8-18 17:30:31 | 显示全部楼层
yiguangqiang 发表于 2022-8-18 16:19
上一贴看你要整,还是整了哈。不错不错

嘿嘿说干就干~
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 楼主| 发表于 2022-8-18 17:30:41 | 显示全部楼层
jf201006 发表于 2022-8-18 15:48
怎么会玩啊。。。

谢谢支持~

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jf201006 + 6 认真回帖

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