Ako funguje tepelné zobrazovanie?

Ak ste niekedy videli fotky alebo videá, kde je všetko červené a žlté neporiadok, nazýva sa to termografia-viac hovorovo známy ako tepelné zobrazovanie. Tu je návod, ako to funguje.

Tepelné zobrazovanie sa používa vo všetkých druhoch rôznych scenárov - utility a energetické spoločnosti ho používajú na to, aby zistili, kde dom môže strácať teplo cez trhliny dverí a okien. Policajné vrtuľníky ju používajú na vyhľadávanie podozrivých v noci. Meteorologické stanice ho používajú na sledovanie búrok a hurikánov. Používa sa v lekárskej oblasti na diagnostiku rôznych porúch a chorôb. A niektoré domáce bezpečnostné kamery, ako napríklad tie na kruhovom krúžku, ho môžu použiť aj.

Čo je tepelné zobrazovanie?

V najzákladnejších termínoch vám tepelné zobrazovanie umožňuje vidieť aj to, že teplo objektu vyžaruje sám. Tepelné kamery viac alebo menej zaznamenávajú teplotu rôznych objektov v ráme a potom priradia každej teplote tieň farby, ktorá vám umožní zistiť, koľko tepla vyzařuje v porovnaní s objektmi v okolí.

Pri chladnejších teplotách sa často pridáva odtieň modrej, fialovej alebo zelenej, zatiaľ čo pri teplejších teplotách je možné priradiť odtieň červenej, oranžovej alebo žltej farby. Napríklad na obrázku v hornej časti tohto príspevku si všimnete, že osoba je pokrytá odtieňmi červenej, oranžovej a žltej, zatiaľ čo ostatné oblasti sú modré a fialové. Je to preto, že vyžaruje viac tepla ako okolité predmety.

Niektoré termokamery používajú miesto šedej. Napríklad policajné vrtuľníky používajú stupne šedi, aby boli podozriví vyčlenení.

Ako funguje tepelné zobrazovanie?

Príkladom profesionálnej termálnej kamery.

Tepelné kamery zistia teplotu rozpoznaním a zachytávaním rôznych úrovní infračerveného svetla. Toto svetlo je neviditeľné voľným okom, ale môže byť cítiť ako teplo, ak je intenzita dostatočne vysoká.

Všetky objekty vyžarujú nejaké infračervené žiarenie a to je jeden zo spôsobov prenosu tepla. Ak držíte ruku cez horúce uhlie na grile, tieto uhlie vyžarujú tón infračerveného žiarenia a teplo sa prenáša do vašej ruky. Navyše len asi polovica energie Slnka je vypúšťaná ako viditeľné svetlo - zvyšok je zmesou ultrafialového a infračerveného svetla.

Čím je teplejší objekt, tým viac infračerveného žiarenia produkuje. Tepelné kamery dokážu vidieť toto žiarenie a previesť ho na obraz, ktorý môžeme vidieť s očami, podobne ako kamera na nočné videnie dokáže zachytiť neviditeľné infračervené svetlo a previesť ho na obraz, ktorý vidia naše oči.

Vnútri tepelnej kamery je veľa malých meracích prístrojov, ktoré zachytávajú infračervené žiarenie nazývané mikrobolometre a každý pixel má jeden. Odtiaľ mikrobolometer zaznamená teplotu a potom priradí tento pixel príslušnej farbe. Ako ste si mohli uhádnuť, je to dôvod, prečo väčšina termických kamier má extrémne nízke rozlíšenie v porovnaní s modernými televízormi a ďalšími displejmi - v skutočnosti je veľmi dobré rozlíšenie pre termokamery len okolo 640 × 480.

Ako sa líši od nočnej vízie?

Technicky, tepelné zobrazovanie môcť byť formou nočného videnia a používa sa ako taká. Ale ak je vaším cieľom jednoducho vidieť v tme, je to trochu nadmerné.

Napríklad v policajných vrtuľníkoch je tepelné nočné videnie skvelé, pretože môže ľahko odlíšiť osobu od zvyšku prostredia. To nielen uľahčuje spozorovať podozrivé osoby v tme, ale aj za jasného denného svetla je oveľa jednoduchšie nájsť niekoho, kto by sa mohol spojiť s okolím.

Väčšina termálnych kamier sa však spolieha na dlhšie vlnové dĺžky infračerveného žiarenia, zatiaľ čo vaša typická kamera na zabezpečenie nočného videnia zachytáva kratšie vlnové dĺžky infračerveného svetla a výrobca je oveľa lacnejší. Tepelné kamery majú na druhej strane schopnosť zachytiť dlhšie vlnové dĺžky infračerveného žiarenia, čo mu umožňuje odhaliť teplo.

Obrázky od Heather Cowper / Flickr, NASA, NASA / Flickr, Kecko / Flickr