Oletko koskaan miettinyt, miksi lämpökameralla otetut kuvat ovat punaisia, sinisiä ja keltaisia tai miksi ne ovat mustavalkoisia pimeänäössä?
Nykyään lämpöä käytetään monissa eri skenaarioissa – sähkö- ja energiayhtiöt käyttävät sitä nähdäkseen, missä talo saattaa menettää lämpöä halkeamien kautta. Poliisi käyttää sitä epäiltyjen paikantamiseen helikoptereista. Lämpökameroita käytetään edistyneissä ajoneuvoissa näkemään ja luokittelemaan kohteita, joita on vaikea tarkastaa tyypillisillä autonomisen auton kameroilla. Sääasemat käyttävät sitä myrskyjen ja hurrikaanien seuraamiseen. Sitä käytetään lääketieteen alalla erilaisten häiriöiden ja sairauksien diagnosointiin. Laivoihin on asennettu lämpökamerat, jotka auttavat miehistöä havaitsemaan jäävuoret ja matkustajat yli laidan.
Tälle tekniikalle on monia muita jännittäviä sovelluksia. Jos olet kiinnostunut oppimaan lisää, muista seurata blogisarjaamme Introduction to Infrared (IR).
Miten lämpökamera toimii?
Ihmissilmät voivat nähdä auringon tai muun valon valaisemat kohteet tietyillä aallonpituuksilla visuaalisessa spektrissä. Sitä vastoin lämpökamerat "näkevät" lämpöä tai sähkömagneettista säteilyä, jonka infrapunaspektrin sisällä olevat kohteet lähettävät.
Infrapunavalo on pienten fotonien hiukkasten sähkömagneettista säteilyä. Kaikki absoluuttisen nollan (-273 astetta tai -459,69 astetta F) lämpötiloissa olevat esineet lähettävät infrapunasäteilyä; Näin infrapunakamerat välittävät ja havaitsevat lämpöä ja voivat toimia jopa täydellisessä pimeässä.
Vaikka se ei näy ihmissilmälle, on mahdollista tuntea infrapunasäteilyä. Jos pidät kättäsi lähellä höyryävän kahvikupin kylkeä – tunnet kupista vapautuvan lämmön. Lämpökamerat voivat nähdä tämän säteilyn ja muuntaa sen kuvaksi, jonka voimme nähdä silmillämme.
Miten lämpö eroaa perinteisistä kameroista?
Lämpökamera tuottaa samanlaisen kuvan kuin näkyvä kamera. Mutta toisin kuin näkyvä kamera, infrapuna-anturit havaitsevat sähkömagneettisia aaltoja, jotka poikkeavat valon aallonpituuksista. Tämä antaa lämpökameroille mahdollisuuden "nähdä" lämpöä tai teknisemmin infrapunasäteilyä. Mitä kuumempi esine on, sitä enemmän infrapunasäteilyä se tuottaa.
Toisin sanoen infrapunakuvauksen avulla voimme nähdä kohteen lämmön säteilevän sen pinnalta; siksi mittaamalla kehyksen eri kohteiden lämpötilaa ja määrittämällä jokaiselle lämpötilalle värisävyn. Tämä mahdollistaa myös kameroiden käytön lämpökamerana tarkkaan lämpötilan mittaukseen.
Kylmempiä lämpötiloja esitetään usein sinisen, violetin tai vihreän sävyinä, kun taas lämpimät lämpötilat ovat punaisia, oransseja tai keltaisia.
Jotkut kamerat käyttävät sen sijaan harmaasävyä. Valvontakameroiden yökuvat ovat aina mustavalkoisia. Siihen on hyvä syy; Ihmissilmät pystyvät erottamaan mustan ja valkoisen paremmin kuin muut värisävyt, kuten punaisen tai sinisen. Tästä syystä useimmat pimeänäkökamerat käyttävät yksiväristä suodatinta, jotta meidän on helpompi ymmärtää, mitä kuvassa on. Siksi poliisihelikopterit käyttävät harmaasävyjä saadakseen epäillyt erottumaan joukosta.
Mitä eroa on jäähdyttämättömillä ja jäähdytetyillä kameroilla?
Lämpökamera käyttää joko jäähdyttämätöntä tai jäähdytettyä anturia tunnistamaan sähkömagneettista säteilyä.
Tavallisemmassa jäähdyttämättömässä lämpökamerassa infrapunailmaisimet sijaitsevat huoneenlämmössä toimivassa yksikössä. Sitä vastoin jäähdytetyissä kameroissa käytetään ilmaisinta, joka on kryogeenisesti jäähdytetty noin 77 asteeseen K, -321 asteeseen F (-196 astetta C). Jäähdytettyjen elementtien ansiosta nämä jäähdytetyt järjestelmät tarjoavat paljon paremman herkkyyden verrattuna jäähdyttämättömiin järjestelmiin, joten ne pystyvät erottamaan pienemmät lämpötilan muutokset.