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Was bedeutet „NUC“ bei einer Wärmebildkamera?

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NUC steht für „Non-Uniformity Correction“ (Korrektur von Ungleichmäßigkeiten). Dabei werden die Signale der Detektorpixel so abgeglichen, dass eine ungleichmäßige Wärmebildszene im Bild gleichmäßiger erscheint. Bei vielen Wärmebildkameras mit Verschluss verursacht ein NUC-Zyklus ein leises Klicken und eine kurze Pause, da ein in

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NUC steht für „Non-Uniformity Correction“ (Korrektur von Ungleichmäßigkeiten). Dabei werden die Signale der Detektorpixel so abgeglichen, dass eine ungleichmäßige thermische Szene im Bild gleichmäßiger erscheint. Bei vielen Wärmebildkameras mit Verschluss verursacht ein NUC-Zyklus ein leises Klicken und eine kurze Pause, da sich ein interner Verschluss vor den Detektor bewegt, um einen Referenzwert zu liefern.
Das leise Klicken und die kurze Pause sind bei vielen Kameras mit Verschluss normal. NUC gleicht Abweichungen und Drift zwischen den einzelnen Pixeln aus, wenn sich die internen Bedingungen ändern. Es sorgt für eine stabile Bildgebung, ist jedoch nicht mit einer Werkskalibrierung gleichzusetzen und garantiert allein keine Temperaturgenauigkeit im Einsatz.

Warum müssen die Pixel eines Wärmebilddetektors korrigiert werden?
Ein Wärmebilddetektor-Array enthält viele Sensorelemente. Selbst wenn alle Pixel derselben einheitlichen Referenz ausgesetzt sind, variieren ihre individuellen Reaktionen geringfügig. Fertigungstoleranzen, die Temperatur des Detektors, die Elektronik sowie Wärme von der Kamera und der Optik können die Pixelreaktion verändern.
Werden diese Unterschiede nicht korrigiert, kann das Bild Festmusterrauschen, Schattierungen oder falsche Strukturen aufweisen, die vom Detektor und nicht von der Szene stammen. NUC wendet Korrekturen an, damit alle Pixel einheitlich reagieren.
Einfach ausgedrückt korrigiert NUC in der Regel den Offset, und in einigen Systemen kann es auch die Verstärkung korrigieren. Wie dies genau funktioniert, hängt jedoch vom jeweiligen Detektor und Kameradesign ab. NUC erhöht nicht die optische Auflösung und behebt auch nicht jede Art von Bildproblem. Unschärfe, Verschmutzungen auf dem Objektivfenster, Reflexionen, Sättigung, Kompression und atmosphärische Verluste erfordern separate Überprüfungen.

Was geschieht bei einem NUC-Vorgang mit Verschluss?
Bei einer Kamera mit Verschluss bewegt sich ein interner Verschluss zwischen Objektiv und Detektor. Der Verschluss stellt über das gesamte Array hinweg eine vergleichsweise gleichmäßige Referenz dar. Die Kamera misst die Pixelreaktionen auf diese Referenz und aktualisiert ihre Korrekturwerte.
Der Detektor kann die Szene nicht erfassen, solange der Verschluss geschlossen ist, sodass das Live-Bild kurzzeitig einfrieren kann. Die Bewegung kann ein leises Klicken verursachen. Die Unterbrechung ist kurz, wobei ihre Dauer und Häufigkeit vom Kameradesign und vom Betriebsmodus abhängen.
Ein automatischer NUC tritt häufiger nach dem Start oder bei Änderungen der Innen- oder Umgebungstemperatur auf. Sobald sich die Kamera stabilisiert hat, kann sich das Intervall ändern. Wenden Sie keine allgemeine Aufwärmzeit oder keinen allgemeinen NUC-Zeitplan auf jedes Produkt an; befolgen Sie die Anweisungen im Handbuch für das jeweilige Modell.
Bei einigen Kameras können Sie einen NUC auch manuell starten oder den Zeitpunkt dafür festlegen. Das ist praktisch, wenn Sie genau steuern möchten, wann die Unterbrechung erfolgt, wobei die spezifischen Optionen und empfohlenen Einstellungen von der jeweiligen Kamera abhängen.

Was bedeutet „shutterless NUC“?
Bei „shutterless NUC“ entfällt der mechanische Verschluss im Strahlengang während der normalen Bildaufnahme. Die Korrekturmethode ist spezifisch für den Detektor und das Kameradesign.
Der Vorteil ist eine unterbrechungsfreie Bildaufnahme ohne Pause für einen Verschluss. Ein „Shutterless“-Design muss dennoch verbleibende Ungleichmäßigkeiten bei Temperaturänderungen des Detektors kontrollieren. Szenenbasierte Methoden müssen zudem Korrekturfehler verhindern, wenn sich die betrachtete Szene schnell ändert. Die radiometrische Leistung erfordert eine separate Validierung für die jeweilige Kamera und den jeweiligen Betriebsbereich.

NUC, Kalibrierung und Genauigkeit sind unterschiedliche Begriffe
Begriff Was er beschreibt
NUC Korrektur von Ungleichmäßigkeiten und Drift im Pixelansprechverhalten
Kalibrierung Zusammenhang zwischen dem Ansprechen der Kamera und bekannten Referenzbedingungen
Messgenauigkeit Erwartete Übereinstimmung mit einer Referenz unter definierten Bedingungen
NETD Fähigkeit, geringe thermische Kontraste unter festgelegten Testbedingungen zu unterscheiden
NUC sorgt für ein stabiles Detektorverhalten, beweist jedoch nicht, dass eine angezeigte Temperatur korrekt ist. Eine zuverlässige Messgenauigkeit im Einsatz erfordert zudem eine angemessene Kalibrierung sowie ausreichende Ziel细节 am gewählten Fokuspunkt und in der gewählten Entfernung. Emissivität, reflektierte Strahlung, atmosphärische Transmission und die Transmission durch externe optische Fenster beeinflussen die für die Temperaturmessung verwendete Strahlung.
Eine Kamera kann daher nach der NUC ein klares Bild liefern und dennoch eine ungenaue Messung ergeben, weil das Messobjekt oder der Messaufbau ungeeignet ist. Das liegt daran, dass die NUC die Gleichmäßigkeit und nicht die absolute radiometrische Genauigkeit berücksichtigt. Ebenso beschreibt der NETD die Empfindlichkeit gegenüber kleinen thermischen Unterschieden – nicht den absoluten Temperaturfehler.
Verwenden Sie die Begriffe in Verfahren und Spezifikationen getrennt. Die Bezeichnung von NUC als vollständige „Kalibrierung“ kann die zusätzlichen Kontrollen verschleiern, die für radiometrische Messungen erforderlich sind.

Wann sollten Sie NUC auslösen oder weitere Untersuchungen durchführen?
Verwenden Sie manuelles NUC nur, wenn dies in der Kameradokumentation empfohlen wird oder wenn ein genehmigtes Betriebsverfahren dies vorschreibt. Improvisieren Sie keine externe Referenz und ändern Sie den automatischen Zeitablauf nicht ohne modellspezifische Anweisungen.
Bei einer Konstruktion mit Verschluss sind normalerweise ein kurzes Klicken und eine Pause zu erwarten. Führen Sie Untersuchungen durch, wenn nach der Stabilisierung der Kamera und dem Abschluss ihrer normalen Korrektur weiterhin starke Ungleichmäßigkeiten bestehen, wenn der Verschluss seine Bewegung nicht vollständig ausführen kann oder wenn unter stabilen Bedingungen anhaltende abnormale Unterbrechungen auftreten.
Überprüfen Sie zunächst das Handbuch, den Fokus, die Sauberkeit des Optikfensters, die Bildeinstellungen, die Betriebstemperatur sowie alle relevanten Fehlerprotokolle. Anhaltende Artefakte oder eine fehlgeschlagene Messüberprüfung erfordern möglicherweise vom Hersteller genehmigte Service- oder Kalibrierungsprüfungen. Ein wiederholter NUC ist kein Ersatz für optische Wartungsarbeiten oder eine Kalibrierungsüberprüfung.

Fazit
NUC sorgt dafür, dass die Pixelantworten eines Wärmebilddetektors bei sich ändernden internen Bedingungen gleichmäßiger bleiben. Kameras mit Verschluss können bei der Verwendung einer internen Referenz klicken und pausieren; verschlusslose Konstruktionen wenden andere Korrekturmethoden an.

Turing A640H ungekühltes Infrarotmodul, ungekühltes Wärmebildmodul

TF384 Ungekühltes Infrarot-Bildgebungsmodul
Beachten Sie bei der Bewertung von Wärmebildkamera-Modulen, dass NUC nur ein Aspekt der Bildstabilität ist. Es ersetzt weder geeignete Optik, korrekte Messwerte noch Kalibrierungsüberprüfung oder Wartung. Genaue Angaben zu Zeitabläufen, Steuerungen und Wartungskriterien finden Sie in der Dokumentation der jeweiligen Wärmebildkamera.

FAQ
Ist eine Thermokamera mit Klickgeräusch defekt?
Nicht unbedingt. Bei einer Ausführung mit Verschluss deuten ein leises Klicken und eine kurze Bildpause in der Regel auf einen NUC-Zyklus hin. Schlagen Sie im Handbuch nach, wenn sich das Verhalten ändert oder anhaltende Bildartefakte bestehen bleiben.
Ist ein NUC ohne Verschluss immer besser?
Nein. Es vermeidet zwar eine durch den Verschluss verursachte Unterbrechung, aber die Kamera muss dennoch die Drift bei Änderungen der Detektortemperatur kontrollieren. Szenenbasierte Methoden müssen zudem mit sich ändernden Szeneninhalten umgehen. Für radiometrische Anwendungen sollten Sie die Messleistung für das jeweilige Modell und den Betriebsbereich überprüfen.
Wie lange dauert ein NUC-Zyklus?
Die Unterbrechung ist in der Regel kurz, ihre Dauer variiert jedoch je nach Kamera und Betriebsmodus. Greifen Sie auf die Dokumentation des jeweiligen Modells zurück, wenn die Zeit eine Rolle spielt.
Kann der automatische NUC deaktiviert werden?
Nur einige Kameras bieten Timing- oder manuelle Steuerungsmöglichkeiten. Deaktivieren oder verzögern Sie die automatische Korrektur nicht, es sei denn, die Produktdokumentation und ein zugelassenes Verfahren unterstützen dies.