Sklep Stacjonarny: Wólczyńska 69/77 | Warszawa (Bielany)

Termowizja i jej zastosowanie

Posted by      04/08/2020 14:07:48    Comments 0
Termowizja i jej zastosowanie

Możliwość obserwowania otoczenia po zmroku nie jest dana tylko niektórym gatunkom zwierząt. Również i człowiek z wykorzystaniem odpowiedniego sprzętu może widzieć, kiedy jest ciemno, a to dzięki wykorzystaniu termowizji. Jak ona działa? Jaką technologię wykorzystuje się w urządzeniach termowizyjnych?

Jak działa termowizja?

Termowizja jest dziedziną nauki, która zajmuje się w szczególności detekcją, rejestracją i przetwarzaniem oraz wizualizowaniem promieniowania podczerwonego. Jej początków należy poszukiwać już w XIX wieku. Dokładnie 11 lutego 1800 roku po raz pierwszy zostało zarejestrowane promieniowanie podczerwone. Dokonał tego Sir William Herschel, angielski astronom, urodzony w Niemczech. Podczas eksperymentu z różnymi kolorami filtrów optycznych wykorzystywanych w astronomii zaobserwował on wzrost temperatury w czasie korzystania z czerwonego filtru. Wyciągnął on na podstawie kolejnych testów z tym filtrem wnioski, iż widmo promieniowania słonecznego jest szersze w porównaniu z widmem widzianym gołym okiem. Wykrył on, że obszar widocznej czerwieni przylega do obszaru niewidzialnego promieniowania, które wiele lat później zaczęto określać jako promieniowanie podczerwone.

William Herschel określił je jako „niewidzialne promieniowanie”. Niewiele zrobiono z tym odkryciem przez kolejne niemal 100 lat, ale w czasie I wojny światowej zastosowano w praktyce detektory podczerwieni, które pozwoliły na wykrywanie samolotów w powietrzu z odległości około 1,5 km, co jak na tamte czasy było dużym osiągnięciem.

Promieniowanie podczerwone – IR

Termowizja wykorzystuje obecnie pomiar promieniowania w paśmie podczerwieni, dzięki czemu widzialny jest rozkład temperatury na powierzchni obiektu mierzonego termogramem. Bardzo ważną funkcję w termowizji, a właściwie w dziedzinie nazywanej fachowo termografią, pełni promieniowanie podczerwone – IR (Infrared). Jest to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fal plasowanej pomiędzy światłem widzialnym gołym okiem a falami radiowymi. Oznacza to zakres od 780 nanometrów do 1 milimetra. Energia fotonów Infrared zawiera się w przedziale od 0,001 eV do 1,6 eV, z częstotliwością drgań mieszczącą się w zakresie od 300 GHz do 400 THz.

Warto podkreślić, że każde ciało, które ma temperaturę wyższą od zera stopni Celsjusza, emituje promieniowanie cieplne, co pozwala na zarejestrowanie emitowanego promieniowania elektromagnetycznego w zakresie podczerwieni.

Jakie zwierzęta widzą światło podczerwone?

Człowiek, nawet z najlepszym obiektywem optycznym, dostrzega mniej niż niektóre zwierzęta w swoim otoczeniu. Potrafią bowiem zobaczyć światło podczerwone. Wiele gadów, w tym żmije, grzechotniki, pytony czy węże boa widzą podczerwień. Mają czujniki umieszczone w swoich łbach. Grzechotnik w małych zagłębieniach znajdujących się po obu stronach jego głowy, ma tysiące komórek receptorowych. To czujniki podczerwieni mikroskopijnej wielkości, które są nawet ponad 10-krotnie bardziej czułe niż sztuczne czujniki podczerwieni zbudowane przez człowieka. Wężom one pomagają w odnajdywaniu i lokalizowaniu ofiar. Podczerwień widzą w większości przypadków ptaki i niektóre nietoperze.

Do czego można wykorzystać termowizję?

Termowizja nie jest tylko ciekawostką techniczną, ale realną metodą pozwalającą na detekcję ludzi i zwierząt. Badania termowizyjne mają szerokie zastosowanie w wojsku, ochronie granic, w ratownictwie, ale i badaniach naukowych czy przyrodniczych, w medycynie i w budownictwie.

Termowizja w wojsku

Początkowo urządzenia termowizyjne wykorzystywane były przede wszystkim w armii. Wojskowi stosowali je do wykrywania poruszających się pod osłoną nocy przeciwników. Ułatwiały one wyszukiwanie celów.

W służbach dbających o bezpieczeństwo ludności kamery termowizyjne są szeroko stosowane w ramach systemów ochrony zewnętrznej. Umożliwiają wykrywanie potencjalnych zagrożeń nawet w absolutnych ciemnościach i nie wymagają instalowania dodatkowego oświetlenia. Dają możliwość błyskawicznego rozpoznaniu zarejestrowanego obiektu, co eliminuje ryzyko tzw. fałszywych alarmów.

Wykrywanie poziomu cieczy w zamkniętych zbiornikach

Ciekawym sposobem na zastosowanie promieniowania IR jest bezinwazyjna lokalizacja rur z ciepłą wodą oraz wycieków czy nieszczelności. Można ocenić stan izolacji cieplnej kotłów, rurociągów czy izolowanych kanałów. Bardzo często promieniowanie podczerwone pozwala na wykrywanie poziomu cieczy w zamkniętych zbiornikach.

Termowizja dla myśliwych

Myśliwi mogą czerpać korzyści z zastosowania taktycznego termowizji. Termowizja dla myśliwych pozwala na obserwację zwierzyny łownej, w sposób bardzo komfortowy, niezależnie od tego, w jakich warunkach termicznych i oświetleniowych jest ona prowadzona.

Urządzenia pomiarowe na podczerwień

Wiele różnych urządzeń pomiarowych wykorzystuje fale podczerwone. Światło podczerwone jest używane w wielu precyzyjnych termometrach, pozwalających na natychmiastowe zmierzenie temperatury ciała człowieka.

W branży metalurgicznej stosowane są modele urządzeń pomiarowych, które mogą pracować w temperaturze otoczenia do 250 stopni Celsjusza, w określonej długości fali. Dostępne są również niewielkie kamery termowizyjne przeznaczone do zastosowań stacjonarnych, m.in. w aplikacjach obrazowania termicznego.

Tryb nocny kamer

Do nocnego obserwowania otoczenia często, zamiast kamery termowizyjnej, wykorzystywany jest noktowizor. Jednak ma on o wiele mniejsze możliwości niż urządzenia wykorzystujące termowizję. Pozwala na widzenie w mroku lub półmroku, a w przypadku kamer termowizyjnych możliwe jest zobaczenie sylwetki czy kształtu widzianych obiektów o temperaturze powyżej 0 stopni Celsjusza.

Termowizja w przemyśle

W przemyśle również można wykorzystać technikę termowizyjną do monitorowania rozległych obszarów, m.in. placów magazynowych czy parkingów. Zamiast stosować konwencjonalne kamery wraz z intensywnym oświetleniem monitorowanej przestrzeni, można wykorzystać po prostu kamery termowizyjne. Takie urządzenia, jak kamera z diodami na podczerwień nadają się także się do wnętrz, do wykrywania osób, które nie powinny się tam znaleźć. 

Czytaj także:

Jak działa kamera na podczerwień?

Nietypowe zastosowania fotopułapki

Leave a Reply