Jak funguje tepelné zobrazování?

Pokud jste někdy viděli fotky nebo videa, kde je všechno červené a žluté nepořádek, říká se to termografie-více hovorově známý jako tepelné zobrazení. Zde je návod, jak to funguje.

Tepelné zobrazování se používá ve všech nejrůznějších scénářích - utility a energetické společnosti ho používají k tomu, aby viděli, kde dům ztrácí teplo prasknutím dveří a oken. Policejní vrtulníky ji používají k vyhledání podezřelých v noci. Meteorologické stanice ho používají ke sledování bouřek a hurikánů. Používá se v oblasti medicíny k diagnostice různých poruch a onemocnění. A některé domácí bezpečnostní kamery, jako je to na prstenci, mohou také použít.

Co je termální zobrazování?

V nejzásadnějších termínech termální zobrazování umožňuje vidět i to, že teplo objektu vyzařuje sám. Tepelné kamery víceméně zaznamenávají teplotu různých objektů do rámečku a pak přiřadí každou teplotu odstín barvy, která vám umožní zjistit, kolik tepla vyzařuje ve srovnání s objekty kolem ní.

Chladnější teploty jsou často dány odstín modré, fialové nebo zelené, zatímco teplejší teploty mohou být přiřazeny odstín červené, oranžové nebo žluté. Například na obrázku v horní části tohoto příspěvku zjistíte, že osoba je pokryta odstíny červené, oranžové a žluté, zatímco ostatní oblasti jsou modré a fialové. To proto, že vyzařuje více tepla než okolní předměty.

Některé termokamery používají namísto toho odstíny šedé. Policistní helikoptéry například používají stupně šedi pro vyloučení podezřelých.

Jak funguje tepelné zobrazování?

Příklad profesionální termální kamery.

Tepelné kamery detekují teplotu rozpoznáním a zachycením různých úrovní infračerveného světla. Toto světlo je neviditelné pouhým okem, ale může být cítit jako teplo, pokud je intenzita dostatečně vysoká.

Všechny objekty vyzařují nějaké infračervené záření a je to jeden ze způsobů přenosu tepla. Pokud držíte ruku nad některými horkými uhlíky na grilu, tyto uhlí vyzařují tón infračerveného záření a teplo se přenáší do ruky. Kromě toho je zhruba polovina energie slunce vydávána jako viditelné světlo - zbytek je směs ultrafialového a infračerveného světla.

Čím je horký objekt, tím více infračerveného záření produkuje. Tepelné kamery mohou vidět toto záření a přeměnit je na obraz, který můžeme vidět s našimi očima, podobně jako kamera pro noční vidění může zachytit neviditelné infračervené světlo a přeměnit ho na obraz, který vidí naše oči.

Uvnitř tepelné kamery je spousta drobných měřících přístrojů, které zachycují infračervené záření, nazvané mikrobolometry, a každý pixel má jeden. Odtud mikrobolometr zaznamenává teplotu a pak tento pixel přiřadí příslušné barvě. Jak jste si možná uvědomili, proto většina termokamer má extrémně nízké rozlišení ve srovnání s moderními televizory a jinými displeji - ve skutečnosti je velmi dobré rozlišení pro termální kameru pouze kolem 640 × 480.

Jak se liší od noční vidění?

Technicky, tepelné zobrazování umět být formou nočního vidění a používá se jako taková. Ale pokud je vaším cílem jednoduše vidět ve tmě, je to trochu přehnané.

Například v policejních vrtulnících je skvělé tepelné noční vidění, protože může snadno odlišit osobu od zbytku prostředí. To nejen usnadňuje poznání podezřelých ve tmě, ale i za denního světla je mnohem jednodušší najít někoho, kdo by se mohl spojit s okolím.

Většina termálních kamer se však spoléhá na delší vlnové délky infračerveného záření, zatímco vaše typická bezpečnostní kamera pro noční vidění zachycuje kratší vlnové délky infračerveného záření a výrobci je mnohem levnější. Tepelné kamery mají na druhé straně schopnost zachycovat delší vlnové délky infračerveného záření, což umožňuje detekovat teplo.

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