Датчик ртс принцип действия: Датчик температуры ртс в Челябинске в «ХолодТрейд»

Содержание

Датчик температуры ртс в Челябинске в «ХолодТрейд»

Температурный датчик PTC относится к терморезисторам, или термисторам, и является полупроводниковым прибором с электрическим сопротивлением, которое зависит от его температуры. Среди термисторов выделяют датчики NTC и PTC типа. PTC полупроводниковые резисторы имеют положительный температурный коэффициент сопротивления, NTC – отрицательный.

Чувствительный к температуре термистор используют как защитное устройство встраиваемой теплозащиты. Он стал важнейшим элементом полноценной защиты электрических цепей любой современной аппаратуры. По принципу действия различают контактные терморезисторы и бесконтактные (они реагируют на инфракрасное излучение и используются по большей части в оборонной промышленности).

Датчик температуры типа РТС

Температурный PTC датчик обладает свойством при росте температуры и достижении ею определенного значения резко увеличивать сопротивление. Такое свойство стало поводом называть терморезисторы типа PTC (Positive Temperature Coefficient) позисторами.

«Важно» РТС-термисторы чаще всего выпускают с полуметровым кабелем. Если длины 1,5 м оказывается недостаточно, используется дополнительный провод. Его герметично соединяют с кабелем.

РТС датчики температуры устанавливают с использованием специальных гнезд.

РТС датчик для тепловой защиты электродвигателя

Терморезисторы PTC нашли широкое применение в схемах теплозащиты электродвигателя. Для защиты ротора от заклинивания резистор располагают в лобовой части двигателя, для защиты от тепловых перегрузок – в обмотках. Термисторная защита помогает сохранить двигатель в рабочем состоянии при его сильном загрязнении, неисправности блока принудительного охлаждения.

Защита от тепловых перегрузок

Свою эффективность доказала тепловая защита с установленными терморезисторами непосредственно на обмотке электродвигателя. Такая прямая защита с контролем температуры прямо на месте помогает избежать перегрева двигателя при интенсивной работе, эксплуатации в тяжелых условиях. Производители осуществляют прямую температурную защиту, укладывая PTC-термисторы в обмотку двигателя. Их соединяют последовательной цепочкой и подключают к электронному блоку. ЭБ настраивают так, чтобы по достижению терморезисторами определенного суммарного значения сопротивления срабатывал контакт и размыкал электрическую цепь.

Термисторную защиту устанавливают, когда температуру электродвигателя сложно определить по токовой нагрузке. Теплозащиту предусматривают на приборах и оборудовании с двигателем, который длительный промежуток времени запускается, часто включаются/отключается, работает с частотным преобразователем. Используют ее для температурного контроля в трансформаторах, подшипниках, чтобы защитить от перегрева жидкую среду, как датчик автомобильной стабилизирующейся системы.

Характеристики PTC-термисторов

Позисторы изготавливают с использованием полупроводникового титаната бария. Его удельное сопротивление имеет аномальную температурную зависимость – при температуре выше точки Кюри возрастает не в количество раз, а на несколько порядков. В линейке PTC-термисторов есть:

  • низкотемпературные, рассчитанные на работу при температуре до 170 К;
  • среднетемпературные, работающие в диапазоне 170 – 510 К;
  • высокотемпературные для работы при 570 – 1300 К.

Выгодно купить РТС-терморезистор

Вышедший из строя РТС-термистор можно обнаружить по внешнему виду – по разрушенному корпусу. Специалисты неисправную деталь отыскивают, тестируя мультиметром.

Купить PTC термодатчик можно в магазине компании ООО «Холод Трейд». Здесь продаются надежные комплектующие, придерживаются цен, адекватных качеству.

Наша компания предоставляет широкий выбор товаров и услуг по монтажу холодильного оборудования,  восстановлению стиральных машин, и починке холодильников.Звоните!

Терморезисторы (РТС / NTC) и кремниевые датчики (КТY)

Для термического мониторинга электрических машин наиболее зарекомендовали себя терморезисторы (РТС / NTC) и кремниевые датчики (KTY 83-и 84-1xx серии). Основными достоинствами термисторов является их высокая чувствительность, малые размеры и вес, позволяющие создавать датчики с малым временем отклика. Невысокая стоимость так же является их достоинством, позволяя встраивать датчики температуры в различные приборы. Используя терморезистор с подходящим расцепителем создаётся надёжная защита от перегрева. 

KTY, PTC и NTC термисторы подходят в основном в качестве датчика температуры для многих измерительных задач в области автоматизации, электронных компонентов и т. п., медицинской технике, а также в строительстве электрических машин и других промышленных устройств. Благодаря их миниатюрной конструкции, они идеально подходят для установки в узких медных обмотках низковольтных электродвигателей.

PTC позистор — это керамическое сопротивление, которое обладает высокой проводимостью при низкой температуре, и наоборот низкой проводимостью при высокой температуре. Таким образом он имеет положительный температурный коэффициент (PTC–Postive Temperature Coefficient). Они применяются в измерении температуры альтернативно металлическим сопротивлениям (например, Pt100) и кремниевым сенсорам (KTY), однако они не линейны с температурой. Скачок температуры зависит от материала датчика, которая при критическом изменении сопротивления действует как выключатель и таким способом защищает мотор.

Кремниевые датчики KTY недорогие, но также относительно неточны при использовании линейного измерения температуры. Поэтому они должны быть линеаризованы посредством калибровки.

NTC термисторы, обычно из полупроводниковых материалов, проводят электрическую мощность при высоких температурах лучше, чем при низких. У них отрицательный температурный коэффициент (NTC-Negative Temperature Cofficient).

Аналогично датчикам Pt100, EPHY-MESS предлагает различные исполнения терморезисторов PTC/NTC и кремниевых датчиков температуры. Их ассортимент включает в себя простые базовые исполнения с кабельным выводом и изоляцией из термоусадочной трубки, керамической оболочки или металлической гильзе. Доступны исполнения с разными ввинчивающимися головками.

Датчики температуры и влажности. Что это такое и для чего нужны?

Многие системы используют в своем составе различные датчики температуры и влажности. Применение данных датчиков необходимо во всех случаях, когда нужно управлять параметрами системы в соответствии с данными температуры или влажности. Важно, чтобы тип и характеристики датчиков соответствовали требованиям.

Основой действия температурных датчиков и датчиков влажности является преобразование параметра температуры или влажности в электрический сигнал. Это позволяет применять такие датчики для электрических измерений. Величины измерений могут преобразовываться друг в друга и обратно. Цифровой датчик обладает повышенной точностью замера, скоростью и чувствительностью. Поэтому цифровые датчики получили в данный момент огромное распространение в электронной измерительной технике, которая применяется не только в промышленной разработке, но и в любительских разработках типа умный дом.

Основные виды датчиков температуры

Термосопротивления (Термисторы) — основаны на изменении электрического сопротивления материалов под воздействием температуры. Термисторы делятся на два основных типа – PTC (с положительным коэффициентом) и NTC (с отрицательным коэффициентом температурного сопротивления). Наиболее распространены температурные датчики NTC. Термисторы РТС применяются исключительно в узких диапазонах температур (всего несколько градусов), поэтому, их использование чаще ограничивается системами контроля и сигнализации.

Термопары — использует эффект возникновения термо-ЭДС в зависимости от разности температур «холодного» и «горячего» спаев. Термопары является идеальным решением для измерения температуры в максимально широком диапазоне (до +2300°С). Термопары обладают высокой точностью и воиспроизводимостью. Но обычно термопары имеют очень низкий уровень сигнала, поэтому нуждаются в дополнительных усилителях сигналов.

Бесконтактные датчики температуры — в этом датчике имеется специальная тонкая пленка, поглощающая инфракрасные излучения, тем самым нагревающаяся. Такие бесконтактные термосенсоры используются в тепловизорах. Используются с удаленными/труднодоступными объектами в широком диапазоне t °C, в опасных для человека условиях

Параметры выбора датчика температуры

  • Тип выходного сигнала цифровой или аналоговый
  • Диапазон рабочей температуры.
  • Возможность погружения датчика в объект измерения или среду. Если это невозможно, то лучше выбрать пирометр или термометр.
  • Условия проведения замеров. Если нужно измерять в агрессивной среде, то надо выбирать датчик в коррозионностойком корпусе, или бесконтактного типа. Также следует определить наличие давления, влажности и т.д.
  • Время работы датчика до калибровки или замены. Многие датчики не могут долго и стабильно работать (термисторы).
  • Величина сигнала выхода. Существуют датчики температуры, выдающие сигнал по току, или в градусах.
  • Технические данные: погрешность, разрешение, напряжение, время обработки. Для полупроводников важен тип корпуса.

Основные виды датчиков влажности

Емкостные — использует эффект изменения емкости в зависимости от влажности окружающей среды. Такие датчики, представляющие собой конденсаторы с воздухом как диэлектриком. 

Резистивные — данные датчики основаны на изменении сопротивления в зависимости от влажности. По сути это обычные резисторы с переменным сопротивлением. Резистивные датчики измеряют величину протекающего тока и стоят недорого.

Оптические — самый точный тип устройств, основанный на таком физическом понятии как «точка росы». Основной принцип действия основан на измерении силы света при помощи фоторезистора. В качестве источника света используется светодиод.

Параметры выбора датчика влажности

  • Тип выходного сигнала цифровой или аналоговый
  • Какую величину влажности понадобится измерять – относительную или абсолютную.
  • Где будет измеряться влажность – в воздухе, в почве, в образце материала.
  • Имеет ли значение гистерезис, с какой точностью необходимы измерения и в каком диапазоне они будут проводиться.

RTD против термопары — Sure Controls

В чем разница между резистивным датчиком температуры (RTD) и термопарой? И RTD, и термопары — это датчики, используемые для измерения тепла в таких шкалах, как Фаренгейта и Кельвина. Такие устройства используются в широком диапазоне приложений и настроек, часто ставя перед людьми дилемму выбора использования либо RTD, либо термопар. У каждого типа датчика температуры есть свои преимущества и недостатки, которые делают его пригодным для определенных условий и обстоятельств.

Детекторы термометров сопротивления

Электрическое сопротивление металлов повышается по мере увеличения нагрева и нагрева металлов, в то время как их электрическое сопротивление падает по мере уменьшения нагрева и охлаждения металлов. RTD — это датчики температуры, которые используют изменения электрического сопротивления металлов для измерения изменений локальной температуры. Чтобы показания можно было интерпретировать, металлы, используемые в RTD, должны иметь электрическое сопротивление, известное людям и записанное для удобства.В результате медь, никель и платина являются популярными металлами, используемыми в конструкции термометров сопротивления.

Термопары

Термопары — это датчики температуры, в которых используются два разных металла в датчике для создания напряжения, которое может быть считано для определения местной температуры. При изготовлении термопар можно использовать различные комбинации металлов, чтобы обеспечить различные калибровки с различными диапазонами температуры и характеристиками датчика.

Загрузите лист проектирования термопар Sure Controls для получения дополнительной информации.

RTD и термопара

Поскольку термины охватывают весь диапазон датчиков температуры, предназначенных для использования в различных условиях, невозможно сделать вывод о том, являются ли RTD или термопары лучшим вариантом в целом. Вместо этого более полезно сравнивать характеристики RTD и термопар, используя определенные характеристики, такие как стоимость и диапазон температур, чтобы пользователи могли выбирать, исходя из конкретных потребностей своей организации.
В целом, термопары лучше, чем RTD, когда дело касается стоимости, прочности, скорости измерения и диапазона температур, который может быть измерен с их помощью.Стоимость большинства термопар в 2,5–3 раза меньше, чем у RTD, и, хотя установка RTD дешевле, чем установка термопар, экономии затрат на установку недостаточно, чтобы склонить чашу весов. Кроме того, термопары более долговечны и быстрее реагируют на изменения температуры благодаря той же конструкции. Однако главным преимуществом термопар является их диапазон. Большинство RTD ограничены максимальной температурой в 1000 градусов по Фаренгейту. Напротив, некоторые термопары можно использовать для измерения температуры до 2700 градусов по Фаренгейту.РДТ
превосходят термопары тем, что их показания более точны и воспроизводимы. Повторяемость означает, что пользователи, считывающие одну и ту же температуру, дают одинаковые результаты в нескольких испытаниях. RTD, выдающие более повторяемые показания, означают, что их показания более стабильны, а их конструкция гарантирует, что RTD продолжат выдавать стабильные показания дольше, чем термопары. Кроме того, RTD получают более надежные сигналы, и их легче калибровать показания RTD из-за их конструкции.

Заключение

Вкратце, у каждого RTD и термопары есть свои преимущества и недостатки.Кроме того, каждая марка RTD и термопар имеет свои преимущества и недостатки. Покупатели должны основывать свои решения о покупке на конкретных потребностях и возможностях своих организаций, соответствующих конкретным возможностям доступных им брендов. В целом термопары дешевле, долговечнее и могут измерять более широкий диапазон температур, в то время как RTD обеспечивают более качественные и надежные измерения.

Ознакомьтесь со всеми нашими термодатчиками

Схема контроля температуры реакции (RTS) для…

Контекст 1

… продемонстрировать эффективность управления на основе RTS для безопасности литий-ионных аккумуляторов, экспериментальный литий-ионный элемент со встроенным датчиком RTS изготовлен в лаборатории по производству аккумуляторов в Государственном университете Пенсильвании. На рис. 1 (а) показана схема цилиндрической ячейки со встроенной RTS. …

Контекст 2

… между RTS и температурой внешней поверхности (T surf). Экспериментальная ячейка в этом исследовании имеет номинальную емкость 1.6 Ач. Он полностью заряжается, а затем замыкается накоротко с помощью специально разработанной экспериментальной системы, которая может автоматически прекращать замыкание при достижении порогового значения RTS. Схема экспериментальной системы показана на рис. 1 (б). Подробности изготовления ячеек RTS и разработки экспериментальной системы описаны в разделе «Методы». На рис. 2 показано изменение напряжения ячейки, тока, температуры реакции (RTS) и температуры поверхности (T surf) ячейки во время испытания на короткое замыкание с контролем на основе RTS.Пороговая температура 80 ° C. Этот порог …

Контекст 3

… температура завершения установлена ​​на более высокую температуру, гораздо более серьезные повреждения могут возникнуть при управлении на основе температуры поверхности. Мы проверили эту гипотезу, дополнительно установив температуру завершения на уровне 100 ° C (см. Дополнение к рисункам 1-3). Самая высокая внутренняя температура достигла 137 ° C, и после эксперимента по короткому замыканию с контролем на основе температуры поверхности наблюдалось дополнительное снижение производительности на 12%….

Контекст 4

… и изготовление литий-ионных элементов с RTS. Как схематично показано на рис. 1 (а), цилиндрические литий-ионные аккумуляторные элементы (формат 18650, диаметр 18 мм и высота 65 мм) разработаны со встроенным датчиком температуры микрореакции (RTS) для диагностики температуры внутренней реакции. Микродатчик температуры расположен на самом внутреннем конце зоны реакции цилиндрического литий-ионного элемента, где температура самая высокая …

Контекст 5

… Проверяя эффективность RTS, мы разрабатываем экспериментальную систему, которая может запускать и прекращать короткое замыкание экспериментального литий-ионного элемента. На рисунке 1 (б) схематично показана экспериментальная система. Шунтирующий резистор (0,15 мОм, ± 0,5%, OHMITE, США) используется для измерения тока короткого замыкания ячейки. …

Термометрия — WikiLectures

Проверяемая статья

Требуется проверка этой статьи.

Предлагаемый рецензент: Carmeljcaruana

Эту статью проверил педагог

Статья была проверена педагогом, но впоследствии изменена.

Термометрия — это процесс измерения температуры. Температура — это в основном мера количества кинетической энергии, которой обладают частицы. В настоящее время существует множество различных типов термометров, например стеклянная трубка, термистор, термопара, радиационный термометр и т. Д.

Измерение температуры бывает 3-х видов:

а) Термометры

б) Зонды

c) Бесконтактный

Термометры — самые старые в группе.Необходимость измерения и количественной оценки Температура чего-то началась около 150 г. н.э., когда Гален определил «цвет лица» человека на основе четырех наблюдаемых величин. Первым настоящим термометром был воздушный термоскоп. До 1841 года использовалось 18 различных температурных шкал. В конечном итоге винные спрайты были заменены ртутью для лучшей линейной скорости теплового расширения. Его методы калибровки были известны как определенная смесь точки плавления смеси морской соли, льда и воды и температуры подмышек здорового человека в качестве точек калибровки.Использовались две основные калибровочные точки: температура кипения воды и точка плавления льда. Примерно в 1740 году Андерс Цельсий предложил шкалу Цельсия. Непонятно, кто изобрел шкалу, но она разделила диапазон температуры плавления льда. (100) до точки водяного пара (0) на 100 частей, следовательно, «по шкале Цельсия». Линней перевернул шкалу так, чтобы 0 было точкой льда, а 100 — точкой пара. Вскоре шкала Цельсия была переименована в шкалу Цельсия.

Жидкостный стеклянный термометр — самый старый и самый распространенный тип прибора для измерения температуры, используемый в настоящее время.Справедливые показания даются в пределах от -200 до 600 ° C. Обычно температуру можно определить с уровня глаз. В этом термометре термочувствительный элемент представляет собой жидкость, содержащуюся в градуированной стеклянной оболочке. Основной используемый принцип — это очевидное тепловое расширение используемой жидкости. Разница между объемным обратимым тепловым расширением жидкости и ее стеклянной емкости позволяет измерять температуру. Чтобы ртуть не испарялась при комнатной температуре, инертный газ, такой как аргон или азот, заполняют над ртутью.

Термопара [редактировать | править источник]
Введение [править | править источник]

Термопары вырабатывают напряжение, когда одна точка имеет температуру, отличную от заданной эталонной температуры в другой точке, это делается с помощью двух разных проводников. Он также может работать в обратном направлении и вырабатывать электроэнергию из разницы температур, поэтому у него есть и другие практические применения. Термопары могут работать без внешнего источника питания, однако они не так точны, как большинство термометров.

Рабочий [редактировать | править источник]

Принцип работы, о котором говорилось выше, изначально основан на принципе Зеебека. В нем говорится, что когда два проводника подвергаются воздействию температуры, может возникать напряжение. Это делается несколько раз, чтобы получить эталон, который затем можно использовать для расчета температуры при любом заданном напряжении.

Платиновый термометр сопротивления (датчики температуры сопротивления (RTD) [edit | edit source]
Introduction [edit | edit source]

Одно из многих устройств, которые измеряют температуру, это уникальное своим использованием Из стабильной, пластичной платиновой проволоки он называется платиновым термометром сопротивления.Эта технология может предложить устройство, показывающее чувствительность и дальность действия.

Рабочий [редактировать | править источник]

Точные показания даются, когда используемый провод чистый, так как это дает постоянную пропорциональность между ИЗМЕНЕНИЕМ температуры и ИЗМЕНЕНИЕМ удельного сопротивления. Следовательно, когда ток проходит по проводу, мы можем снять напряжение с вольтметра, а затем рассчитать сопротивление. Теперь мы можем использовать график или вывести уравнение калибровки, чтобы определить температуру.

Термистор [редактировать | править источник]
Введение [править | править источник]

Термистор работает, реагируя на динамические температуры и соответственно создавая сопротивление, во многом как простой электрический резистор. Он показывает отрицательную пропорциональность или имеет отрицательный температурный коэффициент, поэтому при повышении температуры сопротивление падает. ПОСКОЛЬКУ ТЕРМИСТОРЫ ИЗГОТОВЛЕНЫ ИЗ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, ИХ СОПРОТИВЛЕНИЕ СНИЖАЕТСЯ С ТЕМПЕРАТУРОЙ. Термисторы считаются очень надежными и чувствительными.

Рабочий [редактировать | править источник]

Как уже говорилось ранее, термистор чувствителен к температуре, поэтому при изменении температуры изменяется его сопротивление, которое затем используется для определения температуры. График показывает экспоненциальную кривую, что дает большую чувствительность при небольших изменениях температуры. КАКОЙ ГРАФИК?

Радиационные термометры (РТ) [редактировать | править источник]
Введение [править | править источник]

Используя радиационные термометры, мы можем получить одномерные и двухмерные изображения температуры, а также двухмерные карты температуры и распределения.Он использует тепловое электромагнитное излучение от точки на объекте для регистрации температуры.

Рабочий [редактировать | править источник]

В основном RT состоит из оптической системы, детектора и регулятора излучательной способности. Оптическая система получает необработанные данные об излучении энергии от конкретной цели. Детектор используется для преобразования этой формы энергии в читаемый электрический сигнал, а регулятор излучательной способности сопоставляет калибровку термометра с излучающими свойствами мишени.

Датчики температуры интегральной схемы (датчики IC) [редактировать | править источник]
Введение [править | править источник]

Датчики IC могут генерировать ток, который изменяется в зависимости от температуры. Он состоит из двух оконечных преобразователей температуры на интегральной схеме, что означает, что он меньше по размеру по сравнению с большинством устройств для измерения температуры и работает быстрее. Однако он не может записывать температуру выше 150 по Цельсию.

Рабочий [редактировать | править источник]

Он наиболее полезен в цифровых системах управления, таких как компьютеры, так как имеет аналого-цифровой преобразователь, который преобразует выходной сигнал i.е. ток или напряжение в цифровые данные. Следовательно, это не требует дополнительных схем. Производимый ток или напряжение зависят от температуры.

[1]

[1]

[1]

[1]

[1]

QULON RTS — Датчик температуры дороги

QULON RTS — Датчик температуры дороги

Техническое описание Руководство по монтажу Описание протокола MODBUS

Описание

Компактный и точный, как швейцарские часы, QULON RTS предоставляет информацию о температуре дороги (диапазон -40 °… + 70 ° C), которая полезна для других систем дистанционного управления.Простой монтаж на опоре или на поверхности. Удаленное управление и мониторинг.

Сбор данных, удаленное управление и диагностика производятся с помощью QULON CMS или сторонних систем дистанционного управления. Данные собираются через интерфейс RS-485 (MODBUS RTU) и передаются на сервер QULON через GSM или Ethernet с помощью контроллеров QULON Photo или QULON.

Основные характеристики

  • Пластиковый пыле- и водонепроницаемый корпус IP65
  • Удаленное обновление программного обеспечения
  • Последовательный интерфейс RS-485
  • Поддержка протокола MODBUS RTU
  • Дистанционное измерение температуры
  • Высокая точность

Технические характеристики

Рабочая температура: -40… + 70 ° C
Габаритные размеры, мм: 158 (Д) x 100 (В) x 40 (Ш)
Монтаж: Полюс
Корпус: Пыле- и водонепроницаемый корпус IP65
Разъемы: 1 SAC-5P (дополнительно)
Последовательный интерфейс: RS-485 (MODBUS RTU)
Максимальная длина линии RS-485: 1500 метров
Электропитание: 10-48 В постоянного тока
Настройка: Дистанционное управление через QULON C или QULON Фото

Линия продуктов

QULON RTS; Интерфейсный кабель RS-485; Штекер QUL-RTS-65-485-WM
QULON RTS; Интерфейсный кабель RS-485 QUL-RTS-65-485-W
QULON RTS QUL-RTS-65-485-T

Принадлежности

QULON RTS Комплект для монтажа на опоре / поверхности ACC-MK-QRTC-LP / W
Кронштейн для монтажа на опоре / поверхности для датчиков и камер ACC-QSENS-LP / W
Интерфейсный кабель для камер и датчиков, разъем «папа», 1.5 мес. ACC-CCIRS485-0 / M
Интерфейсный кабель для камер и датчиков, разъем «мама», 1,5 м ACC-CCIRS485-0 / F

Qulon-RTS — Датчик температуры дороги

Техническое описание Руководство по монтажу Описание протокола MODBUS

Описание

Компактный и точный, как швейцарские часы, QULON RTS предоставляет информацию о температуре дороги (диапазон -40 °… + 70 ° C), которая полезна для других систем дистанционного управления.Простой монтаж на опоре или на поверхности. Удаленное управление и мониторинг.

Сбор данных, удаленное управление и диагностика производятся с помощью QULON CMS или сторонних систем дистанционного управления. Данные собираются через интерфейс RS-485 (MODBUS RTU) и передаются на сервер QULON через GSM или Ethernet с помощью контроллеров QULON Photo или QULON.

Основные характеристики

  • Пластиковый пыле- и водонепроницаемый корпус IP65
  • Удаленное обновление программного обеспечения
  • Последовательный интерфейс RS-485
  • Поддержка протокола MODBUS RTU
  • Дистанционное измерение температуры
  • Высокая точность

Технические характеристики

Рабочая температура: -40… + 70 ° C
Габаритные размеры, мм: 158 (Д) x 100 (В) x 40 (Ш)
Монтаж: Полюс
Корпус: Пыле- и водонепроницаемый корпус IP65
Разъемы: 1 SAC-5P (дополнительно)
Последовательный интерфейс: RS-485 (MODBUS RTU)
Максимальная длина линии RS-485: 1500 метров
Электропитание: 10-48 В постоянного тока
Настройка: Дистанционное управление через QULON C или QULON Фото

Линия продуктов

QULON RTS; Интерфейсный кабель RS-485; Штекер QUL-RTS-65-485-WM
QULON RTS; Интерфейсный кабель RS-485 QUL-RTS-65-485-W
QULON RTS QUL-RTS-65-485-T

Принадлежности

QULON RTS Комплект для монтажа на опоре / поверхности ACC-MK-QRTC-LP / W
Кронштейн для монтажа на опоре / поверхности для датчиков и камер ACC-QSENS-LP / W
Интерфейсный кабель для камер и датчиков, разъем «папа», 1.5 мес. ACC-CCIRS485-0 / M
Интерфейсный кабель для камер и датчиков, разъем «мама», 1,5 м ACC-CCIRS485-0 / F

Датчики

| Бесплатный полнотекстовый | Снижение шума RTS и дефектов темного тока белого цвета с помощью селективного усреднения на основе многоапертурной системы

1. Введение

В последнее время CMOS-датчики изображения (CIS) стали широко использоваться в научных, промышленных и биомедицинских приложениях, а также в потребительских камерах.Шум — один из важнейших элементов, ограничивающих производительность CIS. Особенно в условиях низкой освещенности шум сенсора, такой как дефекты белого темного тока и шум усилителя, становится более заметным. Поскольку активный пиксельный датчик (APS) с технологией закрепленных фотодиодов был применен в CIS в середине 1990-х годов, сброс и темновой ток в CIS были значительно улучшены [1,2]. За последние два десятилетия было предложено множество методов проектирования КИС с низким уровнем шума. Усилители с высоким коэффициентом усиления [3–5] для снижения шума схем считывания и усилители с многократной дискретизацией [6–12] эффективны для снижения теплового шума схем считывания.Однако эти усилители с высоким коэффициентом усиления бесполезны для уменьшения внутрипиксельного шума случайного телеграфного сигнала (RTS) и дефектов белого темного тока.

RTS-шум описывается как флуктуация тока полевого МОП-транзистора [13] и генерируется путем захвата и излучения носителей в канале полевого МОП-транзистора случайным образом в ловушках границы раздела кремний-диоксид кремния. Шум RTS в СНГ — серьезная проблема, особенно при слабом освещении [14]. При уменьшении размера транзистора концентрация примесей в канале становится неоднородной, и появляется большой шум RTS [15].Шум RTS может быть уменьшен с помощью повторителя источника со скрытым каналом в пикселях [16], в котором вводится легирование n-типа вдоль канала n-МОП-транзистора, чтобы отвести канал от интерфейса Si-SiO 2 . Таким образом, влияние ловушек вблизи границы раздела снижается, поэтому шум 1 / f и RTS может быть уменьшен. Однако скрытый канал вызывает более низкую крутизну, что приводит к большему тепловому шуму.

В этой статье представлено снижение шума RTS и темнового тока на основе многоапертурной системы формирования изображений с методом выборочного усреднения.Мультиапертурная система состоит из нескольких компонентов как линзы, так и сенсора. В предлагаемом методе несколько линз рассматриваются как синтетическая одиночная линза для сбора большего количества фотонов. Множество пикселей каждой апертуры, которые соответствуют определенному воспроизводимому пикселю, обрабатываются как подпиксель. А именно, каждый виртуальный пиксель состоит из реальных подпикселей. Такое резервирование используется для уменьшения шума датчика. В способе уменьшения шума апертуры выбираются так, чтобы минимизировать комбинационную дисперсию значения пикселя для каждого пикселя в темноте.Во время захвата изображений значения пикселей среди выбранных апертур усредняются для вычисления значения пикселей воспроизводимого окончательного изображения.

Остальная часть статьи организована следующим образом: в разделе 2 описаны основы многоапертурной системы построения изображений и принцип метода селективного усреднения. SNR в многоапертурной системе обсуждается в разделе 3. В разделе 4 представлены результаты моделирования. Процедура обработки изображения при многоапертурном шумоподавлении и результаты показаны в разделе 5.В разделе 6 представлены выводы.

2. Снижение шума селективным усреднением в многоапертурной системе

2.1. Мультиапертурная система

Самая отличительная особенность мультиапертурной системы по сравнению с традиционными одиночными камерами состоит в том, что в мультиапертурной системе [17] используются несколько компактных объективов и датчиков в матрице N × N. Обратите внимание, что у каждого объектива есть соответствующий датчик, как в традиционной камере с одной апертурой. Здесь предполагается, что размеры пикселей для апертур одинаковы, и каждая апертура получает полное изображение.На рисунке 1 показана архитектура многоапертурной системы. Как показано в [17], например, многоапертурная система используется для увеличения разрешения, динамического диапазона и частоты кадров. Однако мы применяем его для уменьшения шума RTS и дефектов белого темного тока.

2.2. Достоинства многоапертурной системы

Для увеличения отношения сигнал / шум полученных изображений в условиях низкой освещенности в течение заданного времени накопления, определяемого частотой кадров, необходим объектив с меньшим числом F. В обычной камере с одной апертурой маленький объектив с числом F имеет большой зрачок.Чтобы показать эффективность многоапертурной камеры, ее сравнивают с одноапертурным аналогом, показанным на рисунке 2b. Аналог с одной апертурой — это идеальная обычная камера, у которой F-число совпадает с синтетическим F-числом многоапертурной системы, как показано на рисунке 2a. В предлагаемом методе M пикселей из каждой апертуры рассматриваются как субпиксель, и они имитируют большой пиксель, площадь которого в M раз больше, чем у аналога с одной апертурой. Следовательно, количество пикселей в воспроизводимом изображении из многоапертурной камеры равно N × N, хотя количество физических пикселей составляет M × N × N в предлагаемом способе.Чтобы исправить аберрацию объектива, требуется больше элементов объектива, поэтому группа линз станет очень большой и тяжелой. Например, когда мы рассматриваем коммерческие объективы Canon с фиксированным фокусным расстоянием с фокусным расстоянием 50 мм, объектив F / 1.8 весит всего 130 г. Однако вес объектива F / 1.2 может достигать 590 г [18]. В многоапертурной системе количество падающих фотонов умножается на количество линз в матрице линз. Можно считать, что синтетическое F-число (F s ) в многоапертурной системе становится F0 / M, где F 0 — F-число элементарной линзы.Когда мы думаем о реализации синтетического F-числа 1,2 (F s = 1,2) с несколькими объективами F / 1,8 (F 0 = 1,8) в многоапертурной системе, M равно 2,25 (M = (F 0 / F s ) 2 ). Таким образом, вес виртуальной многоапертурной системы F / 1.2 составляет 292,5 г (= 130 г × 2,25). Одноапертурный объектив с диафрагмой F / 1.2 примерно в два раза тяжелее многоапертурного аналога.

Еще одним достоинством системы изображений с множеством апертур является то, что дефектные пиксели удаляются в воспроизводимом изображении без какой-либо интерполяции.Как показано на рисунке 2, в целом на CIS имеется несколько неисправных пикселей из-за ошибок изготовления, которые вызывают постоянные темные, яркие или мигающие точки на изображениях и ухудшают качество изображения. В системе формирования изображений с множеством апертур существует несколько пикселей (N × N) для одной идентичной точки объектива. Если одна апертура имеет дефектный пиксель, пиксели других апертур можно использовать для вычисления значения пикселя унифицированного изображения.

В условиях низкой освещенности из-за очень низкого уровня сигнала становятся отчетливо видны дефекты RTS и темного тока белого цвета, что серьезно ухудшает качество изображения.Такой большой шум можно удалить с помощью многоапертурной системы с помощью метода селективного усреднения, обсуждаемого ниже.

2.3. Метод выборочного усреднения

В системе формирования изображений с множеством апертур одновременно получают N × N изображений для одного изображения. Однако значения пикселей для идентичной целевой точки не совсем одинаковы, потому что к каждому из них добавляется разный случайный шум усилителя пикселей и АЦП.

На рисунке 3 показано вычисление дисперсии в системе формирования изображений с несколькими апертурой, где изображения с n-кадрами снимаются в темноте.Очевидно, что есть отклонения N × N для одной объективной точки, и значения дисперсии в апертурах отличаются от пикселя к пикселю. Дисперсии сортируются от минимума до максимума для каждого пикселя, а затем рассчитывается дисперсия комбинации с использованием следующего уравнения:

Sm2 = 1m2∑i = 1mσi2 (1≤m≤N2)

(1)

здесь m — количество выбранных отверстий, σi2 — отсортированная дисперсия, а Sm2 — это комбинационная дисперсия.

Процесс сортировки заключается в поиске наименьшей дисперсии комбинации Sm2 среди m отверстий.Как правило, по мере увеличения m дисперсия комбинации становится меньше в соответствии с коэффициентом 1 / m 2 , когда дисперсии сопоставимы. Иногда пиксели имеют очень большой шум из-за шума RTS или дробового шума большого темнового тока, поэтому разброс этих пикселей будет очень большим. Если дисперсия относительно велика, дисперсия комбинации для (m + 1) апертур может быть больше, чем дисперсия комбинации для m апертур. Таким образом автоматически исключаются пиксели с большим шумом.

На рисунке 4 показан пример выбора апертуры на один пиксель. Разница в диафрагме B намного больше, чем у других, и это приводит к тому, что дисперсия комбинации S62 больше, чем S52. Обнаружено, что минимальная дисперсия комбинации составляет S52, и апертуры, используемые для вычисления минимальной дисперсии комбинации, также могут быть определены как A, C, D, E и F. Эти апертуры являются выбранными апертурами для этого пикселя. При съемке изображений значения пикселей среди выбранных диафрагм усредняются, и усредненное значение определяется как значение пикселя единого виртуального изображения.Поскольку усреднение выполняется только для выбранных апертур, этот метод называется выборочным усреднением. Когда шум RTS и дробовой шум, вызванный темновым током, очень велики, это вызывает большую дисперсию. В этом методе диафрагмы с большим разбросом выбираться не будут, поэтому эти компоненты шума можно удалить.

Для некоторых темных или светлых дефектных пикселей значения пикселей могут быть постоянно очень маленькими или большими, соответственно, но отклонение невелико. Такая ситуация может произойти, когда фолловеры-источники пикселей работают некорректно.Если метод выборочного усреднения применяется напрямую, эти значения пикселей воспроизводимого изображения будут ухудшаться. В этой ситуации пороговое значение эффективно. Если минимальное значение пикселя для изображений с n-кадрами (рис. 3) больше порогового значения или значение пикселя нечувствительно к свету, мы присваиваем огромное число дисперсии этих дефектных пикселей, чтобы они не выбирались.

3. Анализ SNR в многоапертурной системе

В этом сеансе SNR обычных одноапертурных и многоапертурных камер с выборочным усреднением сравнивается на основе простой модели шума.Отношение сигнал / шум традиционной системы с одной апертурой, в которой учитываются шум сенсора и дробовой шум фотонов, определяется как:

SNRSA = 20log10Neσsensor2 + Ne

(2)

здесь N e — количество сигнальных электронов, σsensor2 — это отклонение приведенного к входу шума датчика в электронах.

В многоапертурной системе, поскольку используется несколько апертур, ее отношение сигнал / шум с суммированием m апертур для усреднения определяется как:

SNRMA = 20log10m⋅Nem⋅σsensor2 + m⋅Ne = 20log10m⋅Neσsensor2 + Ne

(3)

Фактически, в методе выборочного усреднения количество выбранных апертур m изменяется от 1 до M.N e имеет отношение к освещению и некоторым другим параметрам, которые задаются следующим образом:

Ne = a⋅η⋅A⋅RT4Fn2⋅Eo⋅τ

(4)

где a — пропорциональная константа, η — квантовая эффективность, которая представляет собой отношение количества генерируемых электронов к количеству падающих фотонов, A — площадь пикселя, R — отражательная способность объекта, T — коэффициент пропускания линзы, F n — F-число одиночной апертуры, которое рассчитывается как отношение фокусного расстояния f к диаметру апертуры D, E o — это освещенность на поверхности объекта, а τ — время экспозиции.

Чтобы упростить уравнение, мы определяем произведение a, η, R, T, E o и τ как константу C, а уравнение (4) выражается как:

Используя уравнения (2) и (4), получаем:

SNRMA = 20log10m⋅C⋅A / Fn2σсенсор2 + C⋅A / Fn2

(6)

Уравнение (6) показывает взаимосвязь между SNR, площадью пикселя и F-числом. Чтобы увеличить SNR, следует уменьшить F-число или увеличить площадь пикселя. Если уменьшить F-число, диаметр отверстия должен увеличиться.Однако на самом деле реализовать компактный и светосильный объектив с высоким пространственным разрешением непросто. Другой способ увеличить SNR — увеличить площадь пикселя. Когда поле зрения фиксировано, для этого параметра требуется больший круг изображения, что не означает, что требуется высокое пространственное разрешение, но чтобы сделать объектив больше и тяжелее. Поэтому в конструкции камеры решающее значение имеет баланс площади пикселя и числа F.

Чтобы сравнить характеристики одноапертурных и многоапертурных камер, многоапертурную камеру следует сравнить с одноапертурным аналогом, показанным на рисунке 2b, который имеет то же F-число, что и синтетическое F-число. мультиапертурной камеры.SNR аналога с одной апертурой записывается как:

SNRSAPCP = 20log10M⋅Neσsensor2 + M⋅Ne

(7)

Уровни сигнала одинаковы для многоапертурной системы и аналога сигнальной апертуры, когда m = M. Однако коэффициент шума в уравнении (3) в m раз больше, чем в уравнении (7), что вызвано количество физических пикселей, относящихся к одному воспроизводимому пикселю. Шум датчика (σ , датчик ) суммируется среди m пикселей в многоапертурной системе.С другой стороны, в аналоге с одной апертурой используется только один датчик, поэтому коэффициент шума равен единице, если предположить, что шум сенсора для аналога с одной апертурой и шума каждой апертуры одинаковы.

На рис. 5а показаны результаты расчета отношения сигнал / шум многоапертурного и одноапертурного аналога при количестве апертур 9 (m = 9) и среднем количестве фотонов от 10 −1 до 10 1 для шум датчика 1.0e и 0.5д .

Очевидно, что отношение сигнал / шум мультиапертуры меньше, когда число фотонов меньше 10 1 . Ухудшение показывается разницей между SNR для многоапертурных и одноапертурных аналогов. Поскольку мощность шума нескольких апертур суммируется, отношение сигнал / шум для многоапертурной камеры меньше, чем для однообъективного аналога. По мере увеличения количества фотонов дробовой шум фотонов также увеличивается. Поскольку уровень шума датчика не зависит от интенсивности падающего света, а дробовой шум фотонов становится доминирующим шумом, когда падающий свет достаточно силен, эффектом шума датчика можно пренебречь при вычислении отношения сигнал / шум.Таким образом, отношение сигнал / шум мультиапертурного аналога можно считать почти таким же, как у одноапертурного аналога, когда количество фотонов больше 10 1 .

На рисунке 5b показаны рассчитанные отношения сигнал / шум для меньшего шума датчика, например 0,3e и 0,1e . Когда шум сенсора составляет менее 0,3e , отношения сигнал / шум для мультиапертурных и одноапертурных аналогов можно считать почти одинаковыми даже в условиях очень низкой освещенности.

4.Результаты моделирования

Как показано на рисунке 1, в многоапертурной камере используются несколько датчиков изображения, и все отверстия работают синхронно. Однако в следующих моделях и экспериментах линзовая решетка 3 × 3 помещается на одиночный CIS для имитации многоапертурной системы. CIS имеет 1280 (V) × 1024 (H) пикселей и изготовлен по 0,18 мкм 1-поли 4-металлическому CIS-процессу с закрепленным фотодиодом [12]. Изображение из СНГ разделено на девять областей линзовой решеткой. Количество пикселей в каждой области составляет 200 × 200.Данные обрабатываются MATLAB.

При моделировании метод выборочного усреднения сравнивается с аналогом с одной апертурой, изображением с одной областью (называемым «необработанным») и некоторыми другими методами обработки в системе с несколькими отверстиями, такими как простое усреднение, минимальный выбор и медиана. выбор. При простом усреднении выбор не производится. Все апертуры используются для усреднения. Минимальный выбор означает, что диафрагма с минимальной дисперсией выбирается для каждого пикселя, а значение пикселя выбранной диафрагмы копируется в окончательное воспроизводимое изображение.При выборе медианы среднее значение пикселя среди множества апертур вычисляется для каждого пикселя.

Для сравнения шести случаев результирующий шум нормируется на оптическое усиление. Оптическое усиление вводится для сравнения S / N различных оптических конфигураций и методов обработки. Здесь оптическое усиление определяется отношением количества падающих фотонов, а именно эффективной площади зрачка, к «необработанной». Оптическое усиление для необработанного, минимального выбора и медианного выбора равно 1, потому что используется значение пикселя только одной апертуры.Оптическое усиление для простого усреднения равно 9, что равно количеству апертур (M). Для аналога с одной апертурой, хотя используется только один датчик, F-число аналога с одной апертурой такое же, как и у многоапертурной системы. Следовательно, количество сигнальных электронов должно быть одинаковым для одноапертурного аналога и многоапертурной системы. Таким образом, оптическое усиление одноапертурного аналога равно M (M = 9). При селективном усреднении оптическое усиление зависит от распределения шума и изменяется от 1 до 9.

На рисунках 6 и 7 показано распределение шума и результирующие изображения в темноте. Белые пятна представляют собой шум RTS или большие дефекты белого цвета из-за темнового тока. Чем больше шум, тем ярче пятно. Как упоминалось выше, необработанные данные показывают исходный уровень шума датчика. Остальные показывают шум на воспроизводимых изображениях, где шум сенсора такой же. Шум необработанного сигнала показывает самый высокий уровень, а хвост в правой части вызван шумом RTS и дробовым шумом темнового тока.Из-за оптического усиления, равного 9, и коэффициента усиления шума сенсора, равного единице, который совпадает с «исходным», шум для аналога с одной апертурой становится наименьшим, когда шум делится на оптическое усиление.

Как показано на рисунке 6, пиковые уровни шума на гистограмме для выборочного усреднения и простого усреднения такие же и меньше, чем минимальный выбор и необработанный. Однако в простом методе усреднения нельзя удалить большой хвостовой шум, такой как шум RTS и дробовой шум темнового тока, потому что они включены в усреднение.В то время как большой хвостовой шум уменьшается с помощью методов медианного выбора и минимального выбора, пиковые уровни шума больше, чем при выборочном усреднении из-за единичного оптического усиления. Метод селективного усреднения показывает наименьший пиковый шум среди нескольких методов, за исключением аналога с одной апертурой, и не наблюдается большого хвостового шума, что означает, что большой шум RTS и дробовой шум темнового тока удаляются.

Будущие CIS с гораздо более мелким шагом пикселя будут показывать гораздо больший шум RTS, так что хвостовой шум для аналога с одной апертурой будет более широко распространяться за пределы распределения шума выборочного усреднения.Такая ситуация наблюдается на рисунке 6б. Хотя пиковый шум аналога с одной апертурой наименьший, существуют пиксели с большим шумом, чем при выборочном усреднении, медианном выборе и минимальном выборе. Следовательно, можно ожидать, что метод выборочного усреднения может дать наилучшее качество изображения в будущих CIS.

Числа и проценты для каждого количества выбранных апертур показаны в таблице 1. Среднее количество выбранных пикселей равно 8.35, что означает, что отношение сигнал / шум воспроизводимого изображения значительно улучшается за счет эффекта усреднения. При воспроизведении используется около 93% пикселей. Как показано в Таблице 1, более половины пикселей выбирают все апертуры. Количество выбранных пикселей коррелирует с уровнем шума сенсора. Если гистограмма шума имеет более длинный хвост в более тонкой технологии, количество выбранных апертур станет меньше.

5. Эксперименты

5.1. Процедура воспроизведения изображения

В методе выборочного усреднения значение пикселя воспроизводимого изображения усредняется с использованием значений пикселей выбранных апертур для каждого пикселя.Существуют небольшие различия в фокусном расстоянии, перекосе объектива и положении объектива среди диафрагм, которые следует извлечь с помощью калибровки камеры и компенсировать. Для идентификации апертурных изображений они стандартизированы. В операции стандартизации сначала устраняется искажение. Затем фокусные расстояния для каждой апертуры выравниваются, и изображения обрезаются, чтобы иметь одинаковый размер.

5.1.1. Стандартизация

Стандартизация состоит из следующих шагов.

  • Неискажение

  • Изменение размера

  • Обрезка

A. Неискажение

Перекос и искажение линз вызывают серьезные геометрические нарушения на изображении. При воспроизведении изображений, поскольку выбранные апертуры усредняются, изображения апертур должны быть полностью согласованными. В качестве первого шага для этой цели изображения не искажаются с извлеченными параметрами искажения.

B. Изменение размера

В фотоаппарате с несколькими диафрагмами фокусное расстояние в каждой диафрагме немного отличается от другой.Различия могут быть вызваны множеством причин, например, производством, сборкой и т. Д. Как показано на рисунке 8a, чем больше фокусное расстояние, тем больше становится изображение. В многоапертурной системе одна апертура выбирается в качестве эталонной, а размеры изображений других апертур изменяются, чтобы соответствовать эталонному изображению. Масштаб изменения размера определяется как отношение фокусного расстояния (fc i ) к эталонному фокусному расстоянию (fc):

C. Обрезка

Обрезка выполняется для компенсации различий в главных точках и несоответствий между апертурами.Принципиальным моментом является положение центра изображения, и на его основе измеряется несоответствие. Изображение одинакового размера обрезается для каждой апертуры, где главные точки или точки плюс диспропорции должны быть идентичными. Обрезанные изображения из многоапертурного изображения становятся идентичными после стандартизации. Эти изображения используются для воспроизведения окончательного изображения путем выборочного усреднения.

5.1.2. Процедура изображения

На рисунке 9 показан процесс обработки для воспроизведения одного изображения в многоапертурной камере.На этапе подготовки снимаются темные изображения с n-ю кадрами. Затем они стандартизируются с помощью описанной выше обработки.

На этапе выбора апертуры стандартизованные изображения используются для определения выбранных апертур для каждого пикселя методом выборочного усреднения. Индексы «1» и «0» означают, что диафрагма выбрана и не выбрана соответственно. Одна строка индексной таблицы соответствует одному пикселю воспроизводимого изображения и имеет девять двоичных цифр для девяти апертур.

На этапе захвата используется одна и та же стандартизация, чтобы получить зарегистрированные изображения одинакового размера для каждой апертуры.Используя индексную таблицу, которая рассчитывается на этапе подготовки, для получения окончательного изображения применяется выборочное усреднение пиксель за пикселем.

Этап подготовки выполняется один раз после создания камеры или захвата изображения, потому что дисперсия пиксельного шума в темноте и параметры камеры не меняются за короткий промежуток времени, пока рабочая среда остается неизменной. Однако шаг выбора диафрагмы следует использовать при изменении расстояния до объекта. Поскольку несоответствие зависит от расстояния до объекта, это означает, что таблица индексов должна быть пересчитана при изменении расстояния.Несмотря на то, что шум датчика не изменяется существенно при комнатной температуре, темновые токи очень чувствительны к температуре. Следовательно, дисперсия шума изменяется из-за изменения дробового шума темнового тока. Эту проблему можно решить, подготовив несколько шумовых изображений для разных температур или с помощью термостабилизации датчиков изображения.

При стандартизации используется интерполяция, то есть усреднение значений пикселей среди соседних пикселей. Таким образом, шум явно уменьшается, вместо этого немного ухудшается пространственное разрешение.В таблице 2 показаны пики гистограммы шума для каждого метода со стандартизацией и без нее. После стандартизации шум становится меньше. При стандартизации ошибочные значения пикселей будут распространяться на соседние пиксели. Однако такие значения пикселей будут автоматически удалены путем выборочного усреднения, поскольку изображение отклонения шума также интерполируется таким же образом, как и нормальные изображения при выборе диафрагмы. Количество эффективного шума пикселя в воспроизводимом изображении учитывается даже при применении интерполяции.

Пропускная способность данных и требуемый размер памяти буферов кадров, включая изображение камеры, дисперсию, стандартизованные изображения, индекс выбора и буфер окончательного изображения для каждого метода, показаны в таблице 3. В этой таблице показан максимальный размер даты для монохромных изображений. Дальнейшая экономия памяти станет возможной с помощью методов разделения ресурсов. Здесь H × V — количество пикселей, M — количество апертуры, b — бит на пиксель, а f — кадр в секунду.

5.2. Результаты

В экспериментах регистрация изображений производится вручную.Обрезанная область настраивается для получения четкого воспроизводимого изображения. Эта процедура может быть автоматизирована на основе техники сопоставления изображений. Каждый алгоритм реализован на MATLAB. В экспериментах используются ахроматические линзы с фокусным расстоянием 3 мм и F-числом 3,0. На рисунке 10 показаны воспроизведенные изображения для нескольких методов и синтетическое эталонное изображение, когда камера работает в условиях низкой освещенности. Изображение выборочного усреднения демонстрирует высокое качество по сравнению с другими методами.Эталонное изображение синтезируется путем усреднения 1000 кадров изображения с одной апертурой (необработанное изображение), снятых при 10 ° C, в этом состоянии темновой ток значительно снижается. Из-за того, что дробовой шум фотонов очень велик в яркой среде, доминирующим шумом в СНГ является дробовой шум фотонов. Однако в условиях низкой освещенности преобладают RTS-шум или темновой ток. Освещенность объекта составляет 0,04 лк, а максимальный средний сигнал составляет около 11e .

В таблице 4 показано пиковое отношение сигнал / шум (PSNR) изображений, полученных разными методами, и необработанного изображения по сравнению с эталонным изображением.Выборочное усреднение показывает наибольшее значение PSNR, и его улучшение на основе необработанного изображения составляет 6,3 дБ. Поскольку простой метод усреднения не может удалить большой шум RTS и темновой ток, PSNR изображения простого усреднения меньше, чем у выборочного усреднения.

Хотя результаты выборочного усреднения и выбора медианы дают почти одинаковый PSNR, выборочное усреднение предпочтительнее с точки зрения эмуляции естественной расфокусировки. Поскольку система с несколькими отверстиями имеет несоответствие на изображении с несколькими отверстиями, воспроизводимые изображения становятся размытыми, когда реальное расстояние и расстояние воспроизведения различаются, что здесь называется виртуальной расфокусировкой.Расфокусированные изображения выборочного усреднения, медианного выбора и необработанного показаны на рисунке 11, где расстояние до ближних букв до объекта составляет 40 см, а дальних букв — 140 см. Если метод медианного выбора применяется в многоапертурной системе, артефакты генерируются в фактически расфокусированных областях, потому что выбор медианы не имеет эффекта усреднения. В то время как в методе выборочного усреднения воспроизводимое изображение становится естественно размытым в фактически расфокусированных областях из-за его эффекта усреднения.

6. Выводы

В этой статье представлено снижение шума RTS и темнового тока на основе многоапертурной системы формирования изображений с методом выборочного усреднения. Обсуждаются архитектура многоапертурной системы построения изображений и принцип метода селективного усреднения. При моделировании эффективный шум на оптическое усиление снижается с 1,38e до 0,48e в пике гистограммы. Среднее количество выбранных апертур — 8.35. В эксперименте PSNR изображения с избирательным усреднением увеличивается на 6,3 дБ. Выборочное усреднение показывает наилучшее качество.

RTS-8 Plus Многоканальный биореактор с неинвазивным измерением концентрации клеток в реальном времени, pH и O2

Многоканальный биореактор RTS-8 Plus с неинвазивным измерением концентрации клеток в реальном времени, pH и O2

Бесшрайвинг продукта

RTS-8 plus — это персональный биореактор, в котором используется запатентованная технология Reverse-Spin®, в которой применяется неинвазивный, механически управляемый, инновационный тип перемешивания с низким энергопотреблением, при котором суспензия клеток перемешивается посредством вращения трубки одноразового биореактора Falcon вокруг ее ось с изменением направления вращения, что приводит к высокоэффективному перемешиванию и насыщению кислородом для аэробного культивирования.В сочетании с системами измерения ближнего инфракрасного диапазона, флуоресценции и люминесценции можно регистрировать кинетику роста клеток, pH и O 2 неинвазивно в режиме реального времени. Для pH и O 2 внутри пробирок используются инновационные одноразовые сенсорные точки.

Хотя поставка O 2 является одной из основных проблем при выращивании аэробных организмов, особенно в условиях ограниченного кислорода, адекватные методы для реального мониторинга растворенного кислорода отсутствовали, и обычно предполагалось достаточное количество O 2 .Инновационные неинвазивные кислородные датчики, встроенные в трубки Falcon, теперь позволяют осуществлять онлайн-мониторинг кислорода и дают новое представление о метаболической активности. PH — одна из основных проблем при выращивании клеток, дрожжей или бактерий. Сосуды для выращивания с ограниченными сенсорами широко применяются в академических и промышленных разработках биопроцессов. Поскольку адекватные методы для реального мониторинга pH не были доступны, использовался громоздкий отбор проб на линии, из-за которого не хватало данных и мешало росту.Неинвазивное измерение pH в реальном времени позволяет по-новому взглянуть на метаболическую активность и изменения в метаболических путях.

ОСОБЕННОСТИ

  • Параллельное выращивание 8-трубных биореакторов позволяет сэкономить время и ресурсы на оптимизацию биопроцессов
  • Индивидуально управляемый биореактор ускоряет процесс оптимизации
  • Возможность культивирования микроаэрофильных и облигатно-анаэробных микроорганизмов (не строгие анаэробные условия)
  • Принцип смешивания Reverse – Spin® обеспечивает неинвазивное измерение биомассы в реальном времени
  • Оптическая система ближнего инфракрасного диапазона позволяет регистрировать кинетику роста клеток
  • Бесплатное программное обеспечение для хранения, демонстрации и анализа данных в реальном времени
  • Компактный дизайн с низким профилем и небольшими размерами для личного использования
  • Индивидуальный контроль температуры для биотехнологий
  • Активное охлаждение для быстрого контроля температуры, e.грамм. для экспериментов по температурным колебаниям
  • Профилирование задач для автоматизации процессов
  • Облачное хранилище данных для удаленного наблюдения за процессом выращивания дома или с помощью мобильного телефона
  • Неинвазивное измерение O 2 и pH для точного мониторинга метаболической активности

ПРЕИМУЩЕСТВА ДАТЧИКОВ:

  • Они маленькие
  • Их сигнал не зависит от расхода пробы
  • Их можно физически отделить от измерительной системы, что позволяет проводить неинвазивные измерения
  • Их можно использовать в одноразовых предметах
  • Таким образом, они идеально подходят для исследования небольших объемов образцов, для высокопараллельных измерений в одноразовых предметах, а также для биотехнологических применений.

ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

  • Регистрация роста клеток в реальном времени
  • Измерение pH и O в реальном времени 2 Измерение и регистрация
  • Трехмерное графическое представление OD или скорости роста с течением времени по блоку
  • Параметр паузы
  • Сохранение / загрузка опции
  • Вариант отчета: PDF и Excel
  • Возможность удаленного мониторинга (требуется подключение к Интернету)
  • Велоспорт / Опции профилирования
  • Руководство пользователя возможность калибровки для большинства ячеек

ТИПОВЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ

  • Кинетика роста в реальном времени при ферментации
  • Скрининг кандидатов-клонов
  • Экспрессия белка
  • Эксперименты по температурному напряжению и флуктуациям
  • Просмотр и оптимизация СМИ
  • Характеристика роста
  • Тесты на ингибирование и токсичность
  • Контроль качества штамма
  • Первоначальные исследования оптимизации биопроцессов
Для полноценного использования возможностей RTS-8 plus устройство должно быть подключено к ПК и программному обеспечению RTS-8 plus.Устройство нельзя использовать как отдельное устройство.
Крышка

дюймов для годового отчета на конец года. Годовой отчет на конец года Womeá¹ ‡ Adá »¥ llt T Reạlistic

Inch  ¡Â»  ‹liddo для годового счета на конец года Womeá¹ ‡ Adá»  ¥ llt T Reạlistic $ 24, T, Reạlistic, Adᠻ ¥ llt, Inch, fanzeit.de, / fauna1605856.html, Womeá¹ ‡,  ¡Â»  ‹liddo, Health Household, Household Supplies, Cleaning Tools, for $ 24 Inch ‹ liddo for Womeá¹ ‡ Reạlistic Adᠻ ¥ llt T Health Household Household Supplies Cleaning Инструменты $ 24, T, Reạlistic, Adᠻ ¥ llt, Inch, fanzeit.de, / fauna1605856.html, Womeà‡,   »Â‹ liddo, Health Household, Household Supplies, Cleaning Tools, for Inch  ¡Â »Â‹ liddo на конец года годовой отчет Womeá ‡ Adᠻ ¥ llt T Reạlistic $ 24 Inch  ¡Â»  ‹liddo for Womeá¹ ‡ Reạlistic Adá»  ¥ llt T Инструменты для чистки хозтоваров для дома и здоровья

$ 24

дюймовая крышка для женской рекламной рекламы T

  • [vá »‹ brÄ rting toys for women Ã á »‹ ldá »s] is ạ mÄ gnetá» ‹c á» ¥ sb chÄrgá »‹ ng dÄ «sá» ‹gn thạt can máº¹Ä «T the nẹī ds of ạll wá »mÄ« n, wá »‹ thoÅ «t chÄ ngá» ‹ng the bạttÄ« ry, и ваш sẹx wá »‹ ll ná »t bẹ á» ‹NterrÅ« pted dá »¥ Ä« to á »‹ nsÅ «fficient bạttÄ« ry pá »wÄ« r.á »‹ ldÅ s stá »‹ mulÄtion Ã á »‹ dlá »для всех женщин rÄ« ạlistic
  • sá »¥ pẹr soft Thrá» ¥ stá »‹ ng Ã á »‹ ldá »- это mạdẹ há» ‹gh-quạlity lá» ‹qá» ¥ id sá »‹ licá »ne, ná »N-toxá» ‹c, tạstẹless, sạfẹ, envá» ‹rá» nmentally frá »‹ ẹndly, ạṠ‡ d hạs bẹtter flá »¥ á» ‹dity, ạṠ‡ d cạṠ‡ bẹ á »¥ sẹd ạs ạ pạcá» ‹fier. soft ạṠ‡ d cá »mfortạble, gá» ‹á¹¾ing ạ rẹạl pẹnis fẹel. dá »á¹ ‡ g g wá» ‹rẹless vá» ‹brạtor
  • [sÅ «ctá» ‹на чашке à Ỡ‹dlá» для женщин sẹx rÄ «áº¡listic] sÅ« ctá »‹ на чашке с sá »¥ pÄ« r Ä dsorptá »‹ на pá »wÄ“ г, что может сделать ваш värá »‹ ous pá »stÅ« re chạngÄ “s.sá »‹ mulÄ te Ã á »‹ dlá »для мужчин ḡạy 8 дюймов
  • [rÄ «áº¡listic à Ỡ‹llidÅ s for wá» mÄ «n] can stá» ‹MulÄte your clá» ‹tÅ ris, ạnÅ« s, ḡ-spá » t, á »‹ nnÄ «r thá» ‹á¸¡hs и á» thÄ «r pạrts, Ä llowá» ‹ng you to Ä« njá »y ạ vÄ rá» ‹ety of á »RgÄ смс. mÄ chá »‹ ne Ã á »‹ dÅ s игрушки для женщин rÄ «áº¡listic
  • [rÄ «má» te cá »ntrÅ l vá» ‹brÄ tor] má» st женщины wá »‹ ll hạvÄ «áº¡ qÅ« á »‹ ck á »rgÄ sm á» ¥ ndÄ “r wạrm stá» ‹mulÄtion.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*