دوربین های حرارتی چگونه کار می کنند؟

اگر تا به حال با تصاویر یا فیلم هایی رو به رو شده اید که همه چیز در آن ها به شکل بد قیافه ای به رنگ زرد و قرمز دیده می شود، باید بدانید که به آن ها ترموگرافی یا دمانگاری گفته می شود. این نوع تصویر برداری در میان عموم مردم با عنوان تصویر برداری حرارتی شناخته می شود. برای آشنایی با نحوه کار این نوع تصویر برداری، با ما همراه شوید.

تصویر برداری حرارتی در بخش های مختلفی کاربرد دارد. شرکت های تامین کننده انرژی از این فناوری برای یافتن محل نشت حرارت از شکاف های در و پنجره استفاده می کنند، بالگرد های پلیس از آن برای تعقیب افراد مظنون در شب بهره می گیرند و ایستگاه های هواشناسی به کمک آن طوفان ها و تند باد ها را دنبال می کنند. همچنین از تصویر برداری حرارتی در زمینه پزشکی برای تشخیص اختلالات و بیماری ها استفاده شده و حتی بعضی از دوربین های امنیتی منازل از آن بهره می برند.

تصویر برداری حرارتی چیست؟

به طور کلی باید گفت که تصویر برداری حرارتی به شما اجازه می دهد گرمای ساطع شده از اجسام مختلف را مشاهده کنید. دوربین های حرارتی کم و بیش می توانند دمای اشیای موجود در کادر خود را ثبت کرده و هر دما را با رنگ مخصوصی به نمایش بگذارند که به شما امکان می دهد دمای خارج شده از هر جسم  را با اشیای کناری اش مقایسه کنید.

معمولا دما های سرد تر با رنگ هایی مثل آبی، بنفش یا سبز نشانه گذاری می شوند، در حالی که دمای های گرم تر با رنگ هایی همچون قرمز، نارنجی یا زرد به نمایش در می آیند. برای مثال، همان طور که در تصویر زیر مشخص است، بدن شخص با هاله ای از رنگ های قرمز، نارنجی و زرد دیده می شود، ولی سایر بخش های محیط به رنگ های آبی و بنفش به تصویر در آمده است. دلیل این امر ساطع شدن گرمای بیشتر از بدن این خانم نسبت به محیط اطرافش است.

برخی از دوربین های حرارتی از تصاویر سیاه و سفید استفاده می کنند. به عنوان نمونه، بالگرد های پلیس از دوربین های حرارتی سیاه و سفید استفاده می کنند که مظنون یا هدف را کاملا برجسته می کند.

تصویر برداری حرارتی چگونه کار می کند؟

دوربین های حرارتی با دریافت مقادیر متفاوتی از نور مادون قرمز، قادرند دما را یافته و تشخیص دهند. این نور با چشمان غیر مسلح قابل مشاهده نیست، ولی اگر از شدت بالایی برخوردار باشد، می توان آن را احساس کرد.

همه اشیاء به نوعی از خود اشعه های مادون قرمز منتشر می کنند و این یکی از راه های انتقال حرارت است. اگر شما دست خود را بالای یک ذغال بر افروخته نگه دارید، آن ذغال در حال انتشار هزاران اشعه مادون قرمز است و به این صورت حرارت آن به دست شما منتقل می شود. به علاوه، فقط نزدیک نیمی از انرژی خورشید به صورت نور های مرئی به ما می رسد و مابقی ترکیبی از انوار مادون قرمز و فرابنفش است.

هر چه یک شیء داغ تر باشد، اشعه های مادون قرمز ساطع شده از آن نیز بیشتر است. دوربین های حرارتی می توانند این تابش ها را مشاهده کنند و آن ها را به تصاویری تبدیل کنند که برای چشمان ما نیز قابل دیدن باشد؛ درست مثل دوربین های دید در شب که نور های مادون قرمز نامرئی را دریافت کرده و آن ها را به تصاویر قابل مشاهده مبدل می کنند.

درون دوربین های حرارتی تعدادی دستگاه اندازه گیری کوچک به نام میکروبلومتر وجود دارد (به ازای هر پیکسل یک عدد). میکروبلومتر ها از داخل دوربین دما را ثبت کرده و به هر پیکسل یک رنگ مناسب اختصاص می دهند. همانطور که احتمالا حدس زده اید، به همین خاطر است که اکثر دوربین های حرارتی نسبت به تلویزیون ها و صفحه نمایش های مدرن دارای رزولوشن بسیار اندکی هستند. در حقیقت، بهترین رزولوشن دوربین های حرارتی فعلی چیزی در حدود ۶۴۰x480 است.

تفاوت دوربین حرارتی و دوربین دید در شب در چه حد است؟

از نظر فنی، تصویر برداری حرارتی را می توان نوعی از تصویر برداری دید در شب دانست که برای اهداف مشابهی نیز به کار می رود. اما اگر هدف شما تنها مشاهده تاریکی است، خروجی آن ها از انتظار شما فراتر خواهد بود.

برای مثال، دید در شب حرارتی برای بالگرد های پلیس قابلیتی بسیار عالی محسوب می شود، چرا که به راحتی یک فرد را از محیط اطرافش متمایز می کند. به لطف این وسیله نه تنها افراد مظنون به راحتی در تاریکی قابل دیدن هستند، بلکه حتی در روشنایی روز نیز می توان فردی را که در محیط استتار کرده است مشاهده کرد.

اگرچه اکثر دوربین های حرارتی به طول موج های بلند تر اشعه مادون قرمز وابسته اند، ولی دوربین های امنیتی دید در شب معمولی از طول موج های کوتاه تر مادون قرمز استفاده می کنند و تولید آن ها نیز بسیار ارزان تر تمام می شود. از سوی دیگر، دوربین های حرارتی توانایی دریافت طول موج های بلند تر را داشته که اجازه تشخیص گرما را به آن می دهد.