Détecteurs thermiques : savoir lire la datasheet d’un détecteur infrarouge

Détecteurs thermiques : savoir lire la datasheet d’un détecteur infrarouge

Sep 09 . 3min read

Lorsqu'on veut utiliser un détecteur infrarouge, le premier réflexe est de se procurer sa documentation technique et de la consulter. La datasheet (ou « fiche technique ») décrit les propriétés distinctives et essentielles du composant d'une manière concentrée. Sans connaître les termes techniques ou les conventions, il est facile de passer à côté de détails importants ! Nous vous proposons de vous présenter la structure d'une datasheet pour trier les informations pertinentes et de vous aider à mieux comprendre les critères de comparaison.

Il est important de noter que le rôle de la datasheet est limité. Elle vous indique les performances, les caractéristiques et les options, mais elle ne s'attarde généralement pas sur la manière dont le composant fonctionne, ni comment l'utiliser dans un contexte spécifique en fonction de l’application visée. Il sera ainsi nécessaire d’échanger directement avec le fabricant qui saura vous orienter au mieux par rapport à vos besoins précis pour faire un choix définitif.

 

La structure

Une datasheet se présente la plupart du temps sous une forme générique : on retrouve la référence en haut de page ainsi que les caractéristiques principales qui sont résumées. On trouve ensuite une brève description du produit qui vous permet déjà de vous orienter. Le rappel des domaines d’applications dans lesquels ce composant va être utilisé est aussi très utile. La description sommaire est souvent suivie d'une liste de points forts du produit, les principales caractéristiques à retenir.

Suivent ensuite les performances techniques du produit. Ce sont des valeurs optimales et elles ne sont pas forcément possibles toutes en même temps, elles doivent donc être interprétées dans un contexte précis.  Ainsi la lecture des performances sera toujours le résultat d’un compromis en fonction de l’application visée. Néanmoins, ces informations permettent de mener une première analyse des capteurs infrarouges pré-sélectionnés.

 

Les critères à connaitre

  1. Les critères de performances :
  • NETD

NETD est l’acronyme de Noise Equivalent Thermal Difference. Elle est exprimée en mK (ou millièmes de °C). C’est la plus petite différence de température détectable par un détecteur. Elle correspond à un rapport signal à bruit (S/B) de 1. C’est-à-dire que la variation de signal de sortie du détecteur pour une différence de température égale au NETD correspond au bruit du détecteur. Plus la valeur du NETD est faible, plus le détecteur est sensible.

Le NETD peut donc être compris comme un équivalent du contraste en visible. Il jouera un rôle important surtout dans les scènes présentant un faible contraste thermique ; c’est-à-dire dans laquelle tous les objets sont à peu près à la même température comme les paysages par exemple.

Il est important de noter que les conditions de mesure du NETD ne sont pas standardisées ; il n’existe pas de normes. Il faut bien vérifier que ces conditions sont mentionnées sur la datasheet. Par exemple, pour les produits LYNRED les conditions sont les suivantes : f/1 (ouverture de l’optique), 300K(température ambiante), 30Hz (frame rate/fréquence d’image).

  • Constance de temps thermique ou Tau Th

Il s’agit de la capacité de réaction du pixel à comprendre ce qu’il se passe. Ce critère est important selon l’application visée : c’est une notion à prendre en compte impérativement pour les applications de machine vision ou les missiles lorsque les éléments de la scène observée sont très rapides. Ce critère est lié à la forme/design du pixel qui influence également le NETD et la sensibilité (= capacité du détecteur à recevoir du flux thermique). La constante de temps thermique est rarement précisée dans la datasheet ; il est important de la demander au fournisseur.

  • Dynamique de scène

Elle doit être considérée par rapport à l’application visée : variation de température, conditions d’utilisation (environnement humide, très chaud...) Ce critère est également très lié au NETD.

Ces 3 critères sont liés entre eux et le choix sera forcément le résultat d’un compromis.

Un élément de comparaison entre détecteur reste le graphique de FOM (figure de mérite) qui permet de comparer le NETD et la constante de temps thermique car raisonner uniquement sur le NETD n’est pas suffisant.

  • La plage de température (operating temperature)

Ce critère s’apprécie également en fonction de l’application visée : par exemple, pour la défense, elle sera de -40°C + 85°C mais pour la chasse -20°C + 60°C est suffisant. Plus la plage est large et plus elle est contraignante.

  • La résolution

Encore une fois, il s’agit d’un critère à apprécier en fonction de l’application visée car la résolution détermine la qualité de l’image obtenue. Plus la résolution du capteur est élevée, plus les différents points de l’image seront nets et précis. Les résolutions plus élevées permettent de mesurer des petits objets de plus loin.

Datasheet

 

  1. Les critères de compacité :
  • La consommation

Elle traduit l’autonomie du système. Il s’agit d’un critère important notamment pour toutes les applications portables (jumelles d'observation, caméra portable de pompier, caméra portable pour la thermographie, caméras de vision pour les soldats).

  • Poids / taille

Ce rapport est important à prendre en compte dans une logique de compatibilité avec le système final développé.

  • Le pas pixel 

Son influence est sensible sur la partie optique et la compacité.

 

Les datasheets sont des sources d’information indispensables pour mener correctement une analyse ou pré-sélection de détecteurs infrarouges. Vous trouverez toutes les informations nécessaires pour bien comprendre si ce composant peut convenir dans le contexte que vous avez défini.  N’hésitez pas à contacter le fabricant pour aller plus loin dans votre recherche et affiner votre projet. Le choix d'un détecteur thermique doit se faire sur le meilleur compromis entre performance et besoin applicatif.

 

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