Jak działa obrazowanie termiczne?

Jeśli kiedykolwiek widziałeś zdjęcia lub filmy, w których wszystko jest czerwonym i żółtym bałaganem, to się nazywa termografia-bardziej potocznie zwane obrazowaniem termicznym. Oto jak to działa.

Obrazowanie termiczne wykorzystuje się w różnych scenariuszach - przedsiębiorstwa użyteczności publicznej i przedsiębiorstwa energetyczne wykorzystują je, aby zobaczyć, gdzie w domu może dochodzić do utraty ciepła przez pęknięcia drzwi i okien. Policja używa śmigłowców do lokalizowania podejrzanych w nocy. Stacje meteorologiczne wykorzystują je do śledzenia burz i huraganów. Jest wykorzystywany w medycynie do diagnozowania różnych zaburzeń i chorób. Niektóre kamery bezpieczeństwa domowego, takie jak te na dzwonku dzwonkowym, również mogą z niego korzystać.

Co to jest obrazowanie termiczne?

W najbardziej podstawowych terminach termografia pozwala ci zobaczyć promieniujące ciepło obiektu. Kamery termiczne rejestrują mniej więcej temperaturę różnych obiektów w kadrze, a następnie przypisują każdą temperaturę w odcieniu koloru, który pozwala zobaczyć, ile ciepła promieniuje w porównaniu do otaczających obiektów..

Temperatury zimniejsze często mają odcienie niebieskiego, fioletowego lub zielonego, podczas gdy cieplejszym temperaturom można przypisać odcień czerwieni, pomarańczu lub żółtego. Na przykład na obrazie u góry tego posta zauważysz, że osoba jest pokryta odcieniami czerwieni, pomarańczu i żółtego, podczas gdy inne obszary są niebieskie i fioletowe. To dlatego, że promieniuje więcej ciepła niż otaczające przedmioty.

Niektóre kamery termiczne używają zamiast tego skali szarości. Na przykład helikoptery policyjne używają skali szarości, aby odróżnić podejrzanych.

Jak działa obrazowanie termiczne?

Przykład profesjonalnej kamery termowizyjnej.

Kamery termowizyjne wykrywają temperaturę, rozpoznając i przechwytując różne poziomy światła podczerwonego. To światło jest niewidoczne gołym okiem, ale może być odczuwalne jako ciepło, jeśli intensywność jest wystarczająco wysoka.

Wszystkie obiekty emitują promieniowanie podczerwone i jest to jeden ze sposobów przekazywania ciepła. Jeśli trzymasz rękę nad gorącymi węglami z grilla, te węgle emitują tonę promieniowania podczerwonego, a ciepło przenosi się na twoją rękę. Co więcej, tylko około połowy energii słonecznej jest emitowane jako światło widzialne - reszta to mieszanka ultravoilet i światła podczerwonego.

Im cieplejszy obiekt, tym więcej promieniowania podczerwonego wytwarza. Kamery termowizyjne widzą to promieniowanie i przekształcają je w obraz, który możemy zobaczyć na własne oczy, podobnie jak kamera noktowizyjna może uchwycić niewidzialne światło podczerwone i przekonwertować je na obraz, który widzą nasze oczy.

Wewnątrz kamery termowizyjnej znajduje się garść małych urządzeń pomiarowych, które przechwytują promieniowanie podczerwone, zwane mikrobolometrami, a każdy piksel ma jeden. Stąd mikrobolometr rejestruje temperaturę, a następnie przypisuje ten piksel do odpowiedniego koloru. Jak można się domyślić, dlatego większość kamer termowizyjnych ma wyjątkowo niską rozdzielczość w porównaniu do nowoczesnych telewizorów i innych wyświetlaczy - w rzeczywistości bardzo dobra rozdzielczość dla kamery termowizyjnej wynosi tylko około 640 × 480.

Czym różni się od nocnej wizji?

Technicznie, obrazowanie termiczne mogą być formą noktowizyjną i jest używana jako taka. Ale jeśli twoim celem jest po prostu zobaczyć w ciemności, to jest trochę przesada.

Na przykład w przypadku śmigłowców policyjnych świetny jest termiczny widzenie w nocy, ponieważ może on łatwo odróżnić osobę od reszty środowiska. To nie tylko ułatwia wykrywanie podejrzanych w ciemności, ale nawet w świetle dziennym znacznie ułatwia znalezienie kogoś, kto mógł się wmieszać w otoczenie..

Jednak większość kamer termowizyjnych polega na dłuższych falach podczerwieni, podczas gdy typowa kamera noktowizyjna rejestruje krótsze fale podczerwieni i jest znacznie tańsza dla producenta. Z drugiej strony kamery termowizyjne mają możliwość rejestrowania dłuższych fal podczerwieni, co pozwala na wykrywanie ciepła.

Obrazy autorstwa Heather Cowper / Flickr, NASA, NASA / Flickr, Kecko / Flickr