Kaip veikia terminis vaizdavimas?

Jei kada nors matėte nuotraukas ar vaizdo įrašus, kur viskas yra raudona ir geltona netvarka, tai vadinama termografija-daugiau kalbų, vadinamų terminiu vaizdu. Štai kaip tai veikia.

Terminis vaizdavimas naudojamas įvairiuose scenarijuose - naudingumas ir energetikos įmonės ją naudoja norėdami pamatyti, kur namas gali prarasti šilumą per durų ir langų įtrūkimus. Policijos sraigtasparniai jį naudoja įtariamųjų suradimui naktį. Meteorologinės stotys juo naudoja sekti audrų ir uraganų. Jis naudojamas medicinos srityje diagnozuoti skirtingus sutrikimus ir ligas. Ir kai kurios namų saugos kameros, kaip antai žiedo durų, gali jį naudoti.

Kas yra terminis vaizdavimas?

Esminiais terminais terminis vaizdavimas leidžia jums matyti objekto šilumą, kuris spinduliuoja pats. Šiluminės kameros daugiau ar mažiau įrašo įvairių objektų temperatūrą rėmelyje, o po to kiekvienai temperatūrai priskiria spalvos atspalvį, kuris leidžia jums pamatyti, kiek šilumos spinduliuoja, palyginti su aplinkiniais objektais.

Cold temperatūros dažnai būna mėlynos, violetinės arba žalios spalvos, o šiltesnės temperatūros gali būti priskiriamos raudonos, oranžinės arba geltonos spalvos atspalviui. Pavyzdžiui, šio pranešimo viršuje esančiame paveikslėlyje pastebėsite, kad asmuo yra padengtas raudonos, oranžinės ir geltonos spalvos atspalviais, o kitos sritys yra mėlynos ir violetinės. Taip yra todėl, kad ji spinduliuoja daugiau šilumos nei aplinkiniai objektai.

Kai kurios šiluminės kameros vietoj to naudoja pilkos spalvos skalę. Pavyzdžiui, policijos sraigtasparniai naudojasi pilkos spalvos skalėmis, kad įtariamieji išsiskirtų.

Kaip veikia terminis vaizdavimas?

Profesionalios šiluminės kameros pavyzdys.

Šiluminės kameros aptinka temperatūrą, atpažindamos ir užfiksuodamos skirtingus infraraudonųjų spindulių šviesos lygius. Ši šviesa yra nematoma plika akimi, bet gali būti jaučiama kaip šiluma, jei intensyvumas yra pakankamai aukštas.

Visi objektai skleidžia tam tikrą infraraudonųjų spindulių spinduliuotę, ir tai yra vienas iš būdų, kaip perduoti šilumą. Jei laikysite ranką ant kai kurių ant grotelių esančių karšto anglių, šios anglies spinduliai spinduliuoja toną infraraudonųjų spindulių, o šiluma perkeliama į jūsų rankas. Be to, tik apie pusę saulės energijos išleidžiama kaip matomą šviesą, o likusi dalis - tai ultravioletinės ir infraraudonųjų spindulių šviesos derinys..

Kuo karštesnis objektas, tuo daugiau infraraudonųjų spindulių ji gamina. Šiluminės kameros gali matyti šią spinduliuotę ir paversti jį vaizdu, kurį galime pamatyti su akimis, kaip ir naktinio matymo kamera gali užfiksuoti nematomą infraraudonąją šviesą ir paversti jį vaizdu, kurį gali matyti mūsų akys.

Šiluminės kameros viduje yra mažų matavimo prietaisų, kurie užfiksuoja infraraudonąją spinduliuotę, vadinamą mikrobolometru, ir kiekvienas pikselis turi vieną. Iš ten mikrobolometras įrašo temperatūrą ir paskui priskiria tą pikselį atitinkamai spalvai. Kaip jūs galėjote atspėti, tai kodėl dauguma šiluminių fotoaparatų yra labai mažos skiriamosios gebos, palyginti su šiuolaikiniais televizoriais ir kitais ekranais - iš tikrųjų labai gera šiluminės kameros skiriamoji geba yra tik apie 640 × 480.

Kaip tai skiriasi nuo naktinės vizijos?

Techniniu požiūriu, terminis vaizdavimas gali būti naktinio matymo forma ir ji naudojama kaip tokia. Bet jei jūsų tikslas yra tiesiog matyti tamsoje, tai šiek tiek per daug.

Pvz., Policijos sraigtasparniai turi didelę šilumos naktinį matymą, nes jis gali lengvai atskirti asmenį nuo likusios aplinkos. Tai ne tik leidžia lengviau pastebėti įtariamuosius tamsoje, bet net ir plačiu dienos šviesos metu daug lengviau rasti ką nors, kas galėjo sumaišyti su savo aplinka.

Tačiau dauguma šiluminių fotoaparatų remiasi ilgesniais infraraudonųjų spindulių bangos ilgiais, tuo tarpu jūsų įprastinė naktinio matymo kamera užfiksuoja trumpesnius infraraudonųjų spindulių bangų ilgius ir yra daug pigiau gamintojui. Kita vertus, šiluminės kameros gali užfiksuoti ilgesnius infraraudonųjų spindulių bangų ilgius, leidžiančius aptikti šilumą.

Heather Cowper / Flickr, NASA, NASA / Flickr, Kecko / Flickr vaizdai