Jak działa kamera termowizyjna?

Kamera termowizyjna to niezwykle przydatne urządzenie, które znajduje swoje zastosowanie zarówno w różnorodnych gałęziach przemysłu, jak i w codziennym życiu. Wynika to z możliwości, jakie daje termografia, czyli proces obrazowania w paśmie średniej podczerwieni. Warto w związku z tym przyjrzeć się bliżej temu, jak działa kamera termowizyjna i jakie funkcje, obok podstawowej, oferuje.

Krótka historia powstania kamery termowizyjnej

Chociaż promieniowanie podczerwone odkryto jeszcze w XVIII wieku (a dokładniej w 1800 roku), to na jego praktyczne zastosowanie trzeba było poczekać jeszcze ponad dwa stulecia. Konieczność namierzania ruchu wrogich wojsk, a zwłaszcza samolotów, to smutna przyczyna rozwoju technologii podczas I wojny światowej.

Zastosowanie cywilne kamer termowizyjnych to kwestia kolejnych kilkudziesięciu lat. Pierwsza kamera z termowizją godna tego miana powstała w 1960 roku. Jej jedynym minusem było ograniczenie w użytkowaniu związane z koniecznością ciągłego chłodzenia ciekłym azotem. Na dodatek duża waga urządzenia skutecznie eliminowała ją z zastosowania na prywatnych posesjach. Prawdziwy rozwój technologii rejestrowania obrazu w paśmie podczerwieni to już przełom XX i XXI wieku. Dopiero od tego momentu kamery termowizyjne upowszechniły się do tego stopnia, że zagościły w prywatnych domach.

Zasada działania kamery termowizyjnej

Jak zostało już wspomniane, urządzenie bazuje na emisji promieniowania podczerwonego. To naturalne zjawisko, które dotyczy każdego ciała posiadającego temperaturę powyżej zera. Kamera przetwarza informacje o wybranym zakresie fal elektromagnetycznych dzięki detektorowi i w efekcie daje obraz temperatur. Najcieplejsze elementy pojawiają się jako czerwone plamy, a najzimniejsze – jako niebieskie.

A co konkretnie wpływa na obraz uzyskiwany przy pomocy termowizji? Trzeba pamiętać, że na promieniowanie mające swoje źródło w obiekcie oraz promieniowanie odbite ma wpływ atmosfera. Z tego powodu nie można polegać na podstawowych parametrach. Kamery automatycznie kompensują wpływ najróżniejszych źródeł promieniowania, takich jak emisyjność obiektu, temperatura otoczenia wraz z odbitą temperaturą pozorną, odległość rejestrowanych obiektów, wilgotność oraz temperaturę atmosfery.

Używając specjalistycznego języka można określić to w ten sposób: główną różnicą pomiędzy kamerą termowizyjną a tradycyjnym urządzeniem są matryce detektorów podczerwieni, które działają wraz z układem przeszukiwania obrazu. Cały system umożliwia analizę rejestrowanego wideo piksel po pikselu. Odczytane z matrycy detektorów punkty wytwarzają sygnał elektryczny, który ulega zmianom wraz z intensywnością promieniowania podczerwonego. Warto w tym miejscu dodać, że podczerwień cechuje się większą energią od promieniowania widzialnego, co pozwala na rejestrację bardziej oddalonych obiektów.

To doskonale pokazuje, jak skomplikowanym urządzeniem są kamery z termowizją. Ich skalibrowanie jest więc dość trudnym zadaniem, którym zajmują się niemal wyłącznie profesjonaliści.

Gdzie kamery termowizyjne znajdują zastosowanie?

Współczesne kamery termowizyjne można wykorzystać dosłownie wszędzie. To zasługa błyskawicznego rozwoju technologii. Urządzenia są lekkie i proste w obsłudze, nie wymagają też szczególnej konserwacji. Wobec tego znajduje zastosowanie zwłaszcza w miejscach ze słabą widocznością (np. wiecznie zaciemnionych) czy lasach. Stanowią też doskonałe zabezpieczenie terenu o każdej porze dnia i nocy. To szczególnie przydatne na prywatnych posesjach oraz w obiektach przemysłowych, które muszą zachować szczególne środki bezpieczeństwa.

Sytuacja z pandemią koronawirusa przypomniała też, że kamery termowizyjne nadają się świetnie do badania temperatury przechodniów. Mogą więc pomóc w lokalizowaniu ognisk epidemii. Osoby z podwyższoną temperaturą będą wyróżniać się na tle pozostałych obiektów i na tej podstawie można np. odmówić wstępu na teren obiektu czy skierować do dalszych badań.

To jeden z powodów, dla których kamery termowizyjne zyskują coraz większą popularność. Z całą pewnością przydadzą się w każdym miejscu, w którym dba się o bezpieczeństwo w każdym aspekcie.