Calibración de sensores térmicos para sistemas aéreos no tripulados utilizando un obturador calefaccionado externo
Autores: Virtue, Jacob; Turner, Darren; Williams, Guy; Zeliadt, Stephanie; McCabe, Matthew; Lucieer, Arko
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Calibración de sensores térmicos para sistemas aéreos no tripulados utilizando un obturador calefaccionado externo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Sensores infrarrojos térmicos
Sistemas aéreos no tripulados
Fuente de calibración
Condiciones de laboratorio
Fuente de cuerpo negro
Proyectos de mapeo térmico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los sensores térmicos infrarrojos no refrigerados se están utilizando cada vez más en sistemas aéreos no tripulados (UAS) para la agricultura, la silvicultura, los estudios de vida silvestre y la vigilancia. La adquisición de datos térmicos requiere pruebas precisas y uniformes del equipo para garantizar mediciones de temperatura precisas. Modificamos un sensor térmico infrarrojo no refrigerado, diseñado específicamente para la teledetección UAS, con un obturador calefaccionado externo patentado como fuente de calibración. Se comparó el rendimiento del sensor térmico modificado y un sensor térmico estándar (es decir, sin obturador calefaccionado) bajo condiciones de campo y de laboratorio con temperatura modulada. Durante las pruebas de laboratorio con una fuente de cuerpo negro a 35 grados C durante un período de prueba de 150 minutos, el sensor térmico modificado y el no modificado produjeron rangos de temperatura de 34.3-35.6 grados C y 33.5-36.4 grados C, respectivamente. Un experimento de laboratorio también incluyó la simulación de condiciones de vuelo al introducir un flujo de aire sobre el sensor térmico a una velocidad de 4 m/s. Con la fuente de cuerpo negro mantenida a una temperatura constante de 25 grados C, la introducción de 2 minutos de flujo de aire resultó en un evento de "enfriamiento por choque" en ambos sensores, oscilando entre 19-30 grados C y -15-65 grados C, respectivamente. Después del evento inicial de "enfriamiento por choque", el sensor térmico modificado y el no modificado oscilaron entre 22-27 grados C y 5-45 grados C, respectivamente. Durante las pruebas de campo realizadas en una plantación de pinos, el sensor térmico modificado también superó al sensor no modificado en una comparación lado a lado. Encontramos que el uso de un obturador calefaccionado montado mejoró las mediciones térmicas, produciendo datos de temperatura más consistentes y precisos para proyectos de mapeo térmico.
Descripción
Los sensores térmicos infrarrojos no refrigerados se están utilizando cada vez más en sistemas aéreos no tripulados (UAS) para la agricultura, la silvicultura, los estudios de vida silvestre y la vigilancia. La adquisición de datos térmicos requiere pruebas precisas y uniformes del equipo para garantizar mediciones de temperatura precisas. Modificamos un sensor térmico infrarrojo no refrigerado, diseñado específicamente para la teledetección UAS, con un obturador calefaccionado externo patentado como fuente de calibración. Se comparó el rendimiento del sensor térmico modificado y un sensor térmico estándar (es decir, sin obturador calefaccionado) bajo condiciones de campo y de laboratorio con temperatura modulada. Durante las pruebas de laboratorio con una fuente de cuerpo negro a 35 grados C durante un período de prueba de 150 minutos, el sensor térmico modificado y el no modificado produjeron rangos de temperatura de 34.3-35.6 grados C y 33.5-36.4 grados C, respectivamente. Un experimento de laboratorio también incluyó la simulación de condiciones de vuelo al introducir un flujo de aire sobre el sensor térmico a una velocidad de 4 m/s. Con la fuente de cuerpo negro mantenida a una temperatura constante de 25 grados C, la introducción de 2 minutos de flujo de aire resultó en un evento de "enfriamiento por choque" en ambos sensores, oscilando entre 19-30 grados C y -15-65 grados C, respectivamente. Después del evento inicial de "enfriamiento por choque", el sensor térmico modificado y el no modificado oscilaron entre 22-27 grados C y 5-45 grados C, respectivamente. Durante las pruebas de campo realizadas en una plantación de pinos, el sensor térmico modificado también superó al sensor no modificado en una comparación lado a lado. Encontramos que el uso de un obturador calefaccionado montado mejoró las mediciones térmicas, produciendo datos de temperatura más consistentes y precisos para proyectos de mapeo térmico.