Kā darbojas termiskā attēlveidošana?

Ja esat kādreiz redzējis fotoattēlus vai videoklipus, kur viss ir sarkans un dzeltens, tas tiek saukts termogrāfija-vairāk sarunvalodā pazīstams kā termiskā attēlveidošana. Lūk, kā tas darbojas.

Termiskā attēlveidošana tiek izmantota visdažādākajos scenārijos - lietderība un enerģijas uzņēmumi to izmanto, lai redzētu, kur māja varētu zaudēt siltumu caur durvju un logu plaisām. Policijas helikopteri izmanto to, lai naktī atrastu aizdomās turētos. Laika apstākļu stacijas to izmanto, lai izsekotu vētras un viesuļvētras. To izmanto medicīnas jomā, lai diagnosticētu dažādus traucējumus un slimības. Un dažas mājas drošības kameras, piemēram, tās, kas atrodas pie zvana durvju zvana, var to izmantot.

Kas ir termiskā attēlveidošana?

Visvienkāršākajos terminos attēlveidošana ļauj arī redzēt objekta siltumu, kas izstarojas pats. Siltuma kameras vairāk vai mazāk ieraksta dažādu objektu temperatūru rāmī un pēc tam piešķir katrai temperatūrai krāsu toni, kas ļauj jums redzēt, cik daudz siltuma tā izstaro, salīdzinot ar apkārtējiem objektiem.

Aukstuma temperatūrai bieži tiek piešķirts zilā, violetā vai zaļā krāsā, bet siltākas temperatūras var piešķirt sarkanā, oranžā vai dzeltenā krāsā. Piemēram, attēlā, kas atrodas šī ziņojuma augšpusē, jūs pamanīsiet, ka persona ir pārklāta sarkanā, oranžā un dzeltenā krāsā, bet citas zonas ir zilas un violetas. Tas ir tāpēc, ka viņa izstaro vairāk siltuma nekā apkārtējie objekti.

Dažas termiskās kameras to vietā izmanto pelēktoņu. Piemēram, policijas helikopteri izmanto pelēktoņu, lai aizdomās turētie izceļas.

Kā darbojas termiskā attēlveidošana?

Profesionāla termokameras piemērs.

Termiskās kameras nosaka temperatūru, atpazīstot un uztverot dažādus infrasarkano staru gaismas līmeņus. Šī gaisma ir neredzama neapbruņotu aci, bet to var sajust kā siltumu, ja intensitāte ir pietiekami augsta.

Visi objekti izstaro kādu infrasarkano starojumu, un tas ir viens no veidiem, kā siltums tiek nodots. Ja jūs turat roku pār dažām karstām oglēm uz grila, šīs ogles izstaro tonnas infrasarkanā starojuma, un siltums pārnes uz jūsu roku. Turklāt tikai aptuveni puse no saules enerģijas tiek izvadīta kā redzams apgaismojums, pārējais ir ultravioletā un infrasarkanā gaisma..

Karstāks objekts, jo vairāk infrasarkanā starojuma tas rada. Termiskās kameras var redzēt šo starojumu un pārvērst to par attēlu, ko mēs varam redzēt ar mūsu acīm, līdzīgi kā nakts redzamības kamera var uztvert neredzamu infrasarkano gaismu un pārvērst to par attēlu, ko var redzēt mūsu acis.

Termiskās fotokameras iekšpusē ir nelielu mēraparātu ķekars, kas uztver infrasarkano starojumu, ko sauc par mikrobolometriem, un katram pikseļiem ir viens. No turienes mikrobolometrs ieraksta temperatūru un pēc tam piešķir šim piksejam atbilstošu krāsu. Kā jūs varētu būt uzminējuši, tāpēc lielākajā daļā siltuma kameru ir ļoti zema izšķirtspēja, salīdzinot ar mūsdienu televizoriem un citiem displejiem - patiesībā ļoti laba izšķirtspēja siltuma kamerai ir tikai aptuveni 640 × 480.

Kā tas atšķiras no nakts redzes?

Tehniski termiskā attēlveidošana var būt nakts redzamības veidam, un tas tiek izmantots kā tāds. Bet, ja jūsu mērķis ir vienkārši redzēt tumsā, tas ir mazliet pārspīlēts.

Piemēram, policijas helikopteros ir laba siltuma nakts redzamība, jo tā var viegli atšķirt personu no pārējās vides. Tas ne tikai atvieglo aizdomās turamo pamanīšanu tumsā, bet pat plašā dienas gaismā ir daudz vieglāk atrast kādu, kas varētu būt sajaukts ar apkārtni.

Tomēr lielākā daļa siltuma kameru paļaujas uz ilgākiem infrasarkano staru viļņa garumiem, savukārt jūsu tipiskā nakts redzamības drošības kamera uztver īsākus infrasarkano staru viļņu garumus un ir daudz lētāk ražotājam. No otras puses, siltuma kamerām ir iespēja uzņemt garākus infrasarkano staru viļņa garumus, ļaujot tam noteikt siltumu.

Attēli no Heather Cowper / Flickr, NASA, NASA / Flickr, Kecko / Flickr