Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc ar termokameru uzņemtie attēli ir sarkanā, zilā un dzeltenā krāsā vai kāpēc nakts redzamībā tie ir melnbalti?
Mūsdienās siltumu izmanto daudzos dažādos scenārijos — komunālie un enerģētikas uzņēmumi to izmanto, lai noskaidrotu, kur māja var zaudēt siltumu plaisu dēļ. Policija to izmanto, lai no helikopteriem atrastu aizdomās turamos. Termiskās kameras tiek izmantotas uzlabotos transportlīdzekļos, lai redzētu un klasificētu priekšmetus, kurus ir grūti rūpīgi pārbaudīt, izmantojot parastās autonomas automašīnas kameras. Meteoroloģiskās stacijas to izmanto, lai izsekotu vētrām un viesuļvētrām. To izmanto medicīnas jomā dažādu traucējumu un slimību diagnosticēšanai. Termiskās attēlveidošanas kameras ir uzstādītas uz kuģiem, lai palīdzētu apkalpei pamanīt aisbergus un pasažierus aiz borta.
Kā darbojas termokamera?
Cilvēka acis var redzēt objektus, ko apgaismo saule vai cita veida gaisma noteiktos viļņu garumos vizuālajā spektrā. Turpretim termokameras "redz" siltumu vai elektromagnētisko starojumu, ko izstaro infrasarkanā spektra objekti.
Infrasarkanā gaisma ir mazu daļiņu, ko sauc par fotoniem, elektromagnētiskais starojums. Visi objekti, kuru temperatūra pārsniedz absolūto nulli (-273 grādi vai -459,69 grādi F), izstaro infrasarkano starojumu; šādi siltumu pārnes un uztver infrasarkanās kameras un var darboties pat pilnīgā tumsā.
Lai gan tas nav redzams cilvēka acij, ir iespējams sajust infrasarkano starojumu. Ja turat roku tuvu kūpošās kafijas tases sāniem – jūtat siltumu, kas izplūst no krūzes. Termiskās kameras var redzēt šo starojumu un pārvērst to attēlā, ko mēs varam redzēt ar mūsu acīm.
Kā siltuma kamera atšķiras no tradicionālajām kamerām?
Termiskā kamera rada attēlu, kas līdzīgs redzamās kameras attēlam. Bet atšķirībā no redzamās kameras infrasarkanie sensori nosaka elektromagnētiskos viļņus, kuru viļņu garums atšķiras no gaismas viļņiem. Tas nodrošina termokamerām iespēju "redzēt" siltumu vai, tehniski sakot, infrasarkano starojumu. Jo karstāks ir objekts, jo vairāk infrasarkanā starojuma tas rada.
Citiem vārdiem sakot, infrasarkanā attēlveidošana ļauj mums redzēt objekta siltumu, kas izstaro no tā virsmas; tāpēc mērot dažādu kadrā esošo objektu temperatūru un katrai temperatūrai piešķirot krāsas nokrāsu. Tas arī ļauj kameras izmantot kā termogrāfisko kameru precīzai temperatūras mērīšanai.
Aukstāka temperatūra bieži tiek attēlota kā zila, violeta vai zaļa nokrāsa, savukārt siltāka temperatūra ir sarkana, oranža vai dzeltena.
Dažas kameras tā vietā izmanto pelēktoņus. Nakts video no drošības kamerām vienmēr ir melnbalti. Tam ir labs iemesls; cilvēka acis var labāk atšķirt melno un balto, nekā tās spēj atšķirt citus krāsu toņus, piemēram, sarkano vai zilo. Tāpēc lielākajā daļā nakts redzamības kameru tiek izmantots vienkrāsains filtrs, lai mums būtu vieglāk saprast attēlā redzamo. Tāpēc arī policijas helikopteri izmanto pelēkos toņus, lai izceltu aizdomās turamos.
Kāda ir atšķirība starp nedzesētām un atdzesētām kamerām?
Termiskā attēlveidošanas kamera izmanto neatdzesētu vai atdzesētu sensoru, lai noteiktu elektromagnētisko starojumu.
Visizplatītākajā termokamerā bez dzesēšanas infrasarkano staru noteikšanas elementi atrodas vienībā, kas darbojas istabas temperatūrā. Turpretim dzesētās kamerās tiek izmantots detektors, kas kriogēniski atdzesēts līdz aptuveni 77 grādiem K, -321 grādiem F (-196 grādiem C). Tā kā to elementi tiek atdzesēti, šīs dzesēšanas sistēmas piedāvā daudz labāku jutību salīdzinājumā ar neatdzesētām sistēmām, un tāpēc tās spēj atšķirt mazākas temperatūras izmaiņas.