دوربین تصویربرداری حرارتی دستگاه هایی هستند که از تشعشعات فروسرخ برای ایجاد تصاویری از دمای سطح اجسام استفاده می کنند. این تصاویر به صورت رنگی یا سیاه و سفید نمایش داده می شوند، به طوری که اجسام گرمتر با رنگ های روشن تر و اجسام سردتر با رنگ های تیره تر نشان داده می شوند.
دوربین های تصویربرداری حرارتی در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شوند، از جمله:
- نظارت: برای شناسایی افراد، وسایل نقلیه و سایر اشیا در مناطق بزرگ، مانند فرودگاه ها، نیروگاه ها و کارخانه ها.
- ایمنی: برای شناسایی خطرات ایمنی، مانند خطوط برق معیوب، نشتی گاز و آتش سوزی.
- تعمیر و نگهداری: برای تشخیص مشکلات در تجهیزات، مانند موتورها، ژنراتورها و لوله ها.
- پزشکی: برای تشخیص بیماری ها، مانند سرطان، بیماری های قلبی و بیماری های عروقی.
در این مقاله، به بررسی دوربین تصویربرداری حرارتی خواهیم پرداخت.
دوربین تصویربرداری حرارتی چیست؟
دوربین تصویربرداری حرارتی دستگاهی است که با استفاده از تشعشات فروسرخ، تصویری از دمای سطح اجسام ایجاد می کند. برخلاف دوربین های معمولی که از نور مرئی برای تشکیل تصویر استفاده می کنند.
دوربین های تصویربرداری حرارتی از تشعشات فروسرخ که به طور معمول برای چشم انسان نامرئی هستند، استفاده می کنند. این دوربین ها با استفاده از یک حسگر فروسرخ، این تشعشات را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند که سپس توسط یک پردازنده تصویر به تصاویری قابل مشاهده تبدیل می شوند.
دوربین های تصویربرداری حرارتی کاربردهای فراوانی دارند، از جمله:
- آتش نشانی: آتش نشانان می توانند از دوربین های تصویربرداری حرارتی برای شناسایی نقاط داغ در ساختمان های در حال سوختن استفاده کنند. این امر به آنها کمک می کند تا افراد و حیوانات را نجات دهند و آتش را به سرعت خاموش کنند.
- مشاهده حیات وحش: حیوانات گرما از بدن خود ساطع می کنند که حتی در تاریکی نیز قابل مشاهده است. دوربین های تصویربرداری حرارتی به محققان حیات وحش اجازه می دهند تا حیوانات را در شب یا در شرایطی که دیدن آنها با چشم غیرممکن است، مشاهده کنند.
- عایق بندی خانه: دوربین های تصویربرداری حرارتی می توانند به صاحبان خانه کمک کنند تا نقاطی را که عایق حرارتی آنها ضعیف است شناسایی کنند. این امر به آنها کمک می کند تا در هزینه های انرژی خود صرفه جویی کنند.
- بازرسی برق و لوله کشی: برقکاران و لوله کشان می توانند از دوربین های تصویربرداری حرارتی برای شناسایی مشکلات در سیم کشی و لوله کشی استفاده کنند. این امر به آنها کمک می کند تا از خطرات ایمنی جلوگیری کنند.
دوربین های تصویربرداری حرارتی به طور معمول به صورت دستی حمل می شوند، اما ممکن است روی کلاه ایمنی نصب شوند یا به تلفن همراه شما متصل شوند.
دوربین تصویربرداری حرارتی چگونه کار می کند؟
دوربین تصویربرداری حرارتی با تشخیص گرما یا تشعشات فروسرخ که اشیا ساطع می کنند و تبدیل آن به یک تصویر قابل مشاهده کار می کند. در ادامه یک توضیح ساده از نحوه عملکرد آن آمده است:
همه چیز در اطراف ما دارای دمایی است و مقداری گرما یا تشعشات فروسرخ ساطع می کند. این تشعشات برای چشم ما نامرئی است، اما برای دوربین حرارتی قابل مشاهده است.
دوربین حرارتی دارای یک لنز ویژه است که تشعشات فروسرخ را روی سنسور متمرکز می کند. سنسور از بسیاری پیکسل های کوچک تشکیل شده است که میزان تشعشات فروسرخ وارد شده به آنها را اندازه گیری می کند.
سنسور تشعشات فروسرخ را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند که به پردازنده ارسال می شوند. پردازنده بر اساس میزان گرم یا سرد بودن هر پیکسل، رنگی را به آن اختصاص می دهد. به عنوان مثال، پیکسل‌های داغ ممکن است قرمز رنگ باشند و پیکسل‌های سردتر ممکن است آبی رنگ باشند.
سپس پردازنده با استفاده از پیکسل های رنگی، تصویری ایجاد کرده و آن را روی صفحه نمایش نشان می دهد. این تصویر تفاوت دمای بین اشیاء و محیط اطراف آنها را نشان می دهد. این تصویر ترموگرام یا تصویر حرارتی نامیده می شود.
دوربین های حرارتی چه کاربردهایی دارند؟
دوربین‌های تصویربرداری حرارتی کاربردهای فراوانی در زمینه‌های و صنایع مختلف دارند. برخی از کاربردهای رایج عبارتند از:
ایمنی و اجرای قانون: دوربین‌های حرارتی می‌توانند به شناسایی متجاوزان، مظنونان یا افراد گمشده در محیط‌های تاریک یا دودی کمک کنند. همچنین می‌توانند به آتش‌نشانان در مکان‌یابی نقاط داغ، منابع آتش یا افراد گرفتار کمک کنند.
حیات وحش و آفات: دوربین‌های حرارتی می‌توانند به تشخیص حیوانات یا حشرات پنهان شده در پوشش گیاهی، استتار یا تاریکی کمک کنند. همچنین می‌توانند به نظارت بر سلامت، رفتار یا جمعیت حیات وحش کمک کنند.
بازرسی مکانیکی و نگهداری پیشگیرانه: دوربین‌های حرارتی می‌توانند به شناسایی گرمای بیش از حد، اصطکاک یا سایش و پارگی در اجزای مکانیکی مانند موتورها، پمپ‌ها یا یاتاقان‌ها کمک کنند. همچنین می‌توانند به تشخیص نشتی، ترک یا خوردگی در لوله‌ها، مخازن یا شیرها کمک کنند.
مشکلات عایق و نشت انرژی: دوربین‌های حرارتی می‌توانند به ارزیابی عملکرد حرارتی ساختمان‌ها مانند اتلاف گرما، نفوذ هوا یا مشکلات رطوبت کمک کنند. همچنین می‌توانند به یافتن عایق، پنجره، در یا سقف معیوب که بر راندمان انرژی ساختمان تأثیر می‌گذارند کمک کنند.
اسکنرهای حرارتی برای تکنسین‌ها و برقکاران: دوربین‌های حرارتی می‌توانند به تشخیص مشکلات الکتریکی مانند اتصالات شل، مدارهای اضافه بار یا سیم‌کشی معیوب کمک کنند. همچنین می‌توانند به اندازه‌گیری دمای اجزای الکتریکی مانند ترانسفورماتورها، سوئیچ‌ها یا فیوزها کمک کنند.
سلامت: دوربین‌های حرارتی می‌توانند به غربالگری تب، عفونت یا التهاب در انسان یا حیوان کمک کنند. همچنین می‌توانند به نظارت بر جریان خون، متابولیسم یا فرآیند بهبود بافت‌ها یا اندام‌ها کمک کنند.
اینها فقط چند نمونه از نحوه استفاده از دوربین‌های تصویربرداری حرارتی است.
انواع دوربین های حرارتی چیست؟
انواع مختلفی از دوربین‌های تصویربرداری حرارتی بر اساس محدوده طول موج تشعشعات فروسرخ که می‌توانند تشخیص دهند و فناوری‌ای که برای ایجاد تصاویر استفاده می‌کنند وجود دارد. در ادامه یک مرور کلی مختصر از انواع اصلی دوربین‌های تصویربرداری حرارتی آمده است:
دوربین‌های طول موج کوتاه: این دوربین‌ها طول موج‌های فروسرخ در محدوده ۰.۹ تا ۱.۷ میکرون را ثبت می‌کنند. آنها برای کاربردهای با دمای بالا، مانند پردازش فلز، جوشکاری یا تجزیه احتراق استفاده می‌شوند. آنها وضوح و حساسیت بالایی دارند، اما همچنین گران‌تر هستند و نیاز به خنک‌کننده دارند.
دوربین‌های طول موج متوسط: این دوربین‌ها طول موج‌های فروسرخ در محدوده ۱.۷ تا ۵ میکرون را ثبت می‌کنند. آنها برای کاربردهای دمای متوسط، مانند بازرسی صنعتی، تشخیص گاز یا تصویربرداری پزشکی استفاده می‌شوند. آنها وضوح و حساسیت متوسطی دارند، اما همچنین مقرون به صرفه‌تر هستند و به خنک‌کننده کمتری نیاز دارند.
دوربین‌های طول موج بلند: این دوربین‌ها طول موج‌های فروسرخ در محدوده ۸ تا ۱۴ میکرون را ثبت می‌کنند. آنها برای کاربردهای دمای پایین، مانند بازرسی ساختمان، بهره‌وری انرژی یا مشاهده حیات وحش استفاده می‌شوند. آنها وضوح و حساسیت پایین‌تری دارند، اما همچنین ارزان‌ترین هستند و نیازی به خنک‌کننده ندارند.
رایج‌ترین فناوری‌هایی که برای ایجاد تصاویر حرارتی استفاده می‌شوند عبارتند از:
میکروبولومترهای غیر خنک: اینها حسگرهای کوچکی هستند که با گرم شدن توسط تشعشات فروسرخ، مقاومت الکتریکی آنها تغییر می‌کند. آنها رایج‌ترین فناوری برای دوربین‌های تصویربرداری حرارتی هستند، زیرا کم‌هزینه، جمع‌وجور و بادوام هستند. آنها برای دوربین‌های طول موج بلند مناسب هستند.
تشخیص‌دهنده‌های فوتون سرد شده: اینها حسگرهایی هستند که در معرض تشعشات فروسرخ جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند. آنها حساس‌تر و سریع‌تر از میکروبولومترها هستند، اما همچنین برای کاهش نویز و افزایش عملکرد به خنک‌کننده نیاز دارند. آنها برای دوربین‌های طول موج کوتاه و متوسط مناسب هستند.
مهم ترین نکات در انتخاب دوربین حرارتی چیست؟
هنگام انتخاب دوربین تصویربرداری حرارتی، عوامل زیادی را باید بر اساس نیازها و بودجه خود در نظر بگیرید. در ادامه برخی از مهمترین نکاتی که باید در نظر داشته باشید آورده شده است:
-
وضوح: این تعداد پیکسل هایی است که دوربین می تواند در یک تصویر حرارتی ثبت کند. وضوح بالاتر به معنای جزئیات و دقت بیشتر، اما همچنین هزینه بالاتر است. رزولوشن های استاندارد 160 در 120، 320 در 240 و 640 در 480 پیکسل هستند.
-
حساسیت: این کوچکترین تفاوت دمایی است که دوربین می تواند تشخیص دهد و نمایش دهد. حساسیت بالاتر به معنای عملکرد بهتر در شرایط کنتراست کم یا دمای پایین، اما همچنین هزینه بالاتر است. محدوده حساسیت معمول از 0.01 درجه سانتیگراد تا 0.1 درجه سانتیگراد است.
-
دامنه دما: این حداقل و حداکثر دمایی است که دوربین می تواند اندازه گیری و نمایش دهد. محدوده دمای گسترده تر به معنای تطبیق پذیری و کاربرد بیشتر، اما همچنین هزینه بالاتر است. محدوده دمای معمول از -20 درجه سانتیگراد تا 650 درجه سانتیگراد است، اما برخی از دوربین ها می توانند تا -40 درجه سانتیگراد یا تا 2000 درجه سانتیگراد پایین بیایند.
-
ویژگی ها: بسیاری از ویژگی های اضافی وجود دارد که می تواند عملکرد و قابلیت استفاده دوربین را افزایش دهد، مانند:
- تنظیمات emissivity و انعکاس: اینها به شما امکان می دهند تا دوربین را برای مواد و سطوح مختلف تنظیم کنید که بر نحوه ساطع و بازتاب تشعشات فروسرخ تأثیر می گذارد.
- دوربین دیجیتال یکپارچه: این به شما امکان می دهد تا علاوه بر تصاویر حرارتی، عکس های معمولی از صحنه بگیرید که به شما کمک می کند تا مناطق مشکل را پیدا کرده و شناسایی کنید.
- تصویر در تصویر یا همجوشی حرارتی: اینها حالت‌هایی هستند که تصاویر حرارتی و دیجیتال را به روش‌های مختلف ترکیب می‌کنند، مانند قرار دادن تصویر حرارتی روی تصویر دیجیتال یا برجسته کردن نقاط داغ یا سرد در تصویر دیجیتال.
- اتصال Wi-Fi یا USB: اینها به شما امکان می دهند تا تصاویر حرارتی را به رایانه یا تلفن هوشمند خود منتقل کنید، جایی که می توانید آنها را تجزیه و تحلیل، به اشتراک بگذارید یا ذخیره کنید.
-
قیمت: قیمت دوربین تصویربرداری حرارتی به عوامل ذکر شده در بالا، و همچنین برند، کیفیت و گارانتی محصول بستگی دارد.اینها برخی از نکات اصلی است که هنگام انتخاب دوربین تصویربرداری حرارتی باید در نظر بگیرید.
مهمترین منابعی که برای تهیه این مطلب استفاده شد :
انتهای مطلب
