Et termisk kamera eller infrarødt kamera er en enhet som, fra de midt - infrarøde utslippene av det elektromagnetiske spekteret til de oppdagede kroppene, danner lysbilder som er synlige for det menneskelige øyet .
Disse kameraene opererer, mer spesifikt, med bølgelengder i den termiske infrarøde sonen, som anses å være mellom 3 µm og 14 µm. Et termisk eller infrarødt kamera lar deg se bestrålingen av en person, et dyr eller en gjenstand av det vi ikke kan se av det vi kaller synlig lys.
Alle legemer sender ut en viss mengde svartlegemestråling (i infrarød form) avhengig av temperaturen deres . Generelt sender objekter med høyere temperatur ut mer infrarød stråling enn de med lavere temperatur.
Bildene som vises på en skjerm , og har en tendens til å være monokrome, fordi det brukes en enkelt type sensor som oppfatter en bestemt infrarød bølgelengde . De viser de varmeste områdene i en kropp i hvitt og de minste i svart, og med gråtoner de mellomliggende temperaturgradene mellom de termiske grensene.
Det finnes imidlertid andre infrarøde kameraer som utelukkende brukes til å måle temperaturer og behandle bildene slik at de fremstår fargede, fordi de er lettere å tolke med øyet. Men disse fargene samsvarer ikke med den oppfattede infrarøde strålingen, men tildeles vilkårlig av kameraet, i henhold til intensitetsområdet til en bestemt infrarød bølgelengde, og det er derfor de kalles falske farger eller pseudofarger .
Disse falske fargene har flere bruksområder, for eksempel kartografiske , siden de beskriver de forskjellige høydene på relieffet på et kart : De kaldeste delene er blå, som vanligvis er de høyeste, og de varmeste delene, som er lavest, er røde. ; de mellomliggende delene i høyden, og derfor i temperatur, i andre farger som gul og oransje.
Andre generelle bruksområder for infrarøde kameraer er: Å se i mørket, gjennom røyk eller under bakken.
Det er utviklet måter å unngå deteksjon av infrarøde kameraer, men de er ikke effektive. Å kle seg i varmeisolerende klær skjuler seg midlertidig fra kameraet, fordi klærne gradvis varmes opp til omgivelsestemperaturen og blir detekterbare. Å pakke deg inn i aluminiumsfolie og bruke våte klær skjuler deg ikke for kraftige kameraer, det forvirrer bare oppfattede avlesninger.
De bruker eksotiske halvledere , som er vakuumkjølte , noe som øker deres følsomhet. De vanligste materialene er kadmiumkvikksølvtellurid ( CdHgTe eller CMT ) og indiumantimonid (InSb). Infrarødfølsomme detektorer kan også lages med elementer av kvantebrønntypen .
De brukes til kjøling ved temperaturer fra 4 K til 110 K, med 80 K som det vanligste; uten denne kjølingen er sensorens egen termiske støy større enn det detekterte signalet.
Ikke nedkjøltDe fungerer ved romtemperatur ; funksjoner ofres for å få billigere utstyr med lavere forbruk. De mest brukte materialene er amorft silisium og oksider av vanadium .
Detektorene er inneholdt i en vakuumforseglet beholder ( Dewar ) og avkjølt mange grader under null celsius av dyrt kryogent utstyr. Dette øker dens følsomhet betraktelig med hensyn til omgivelsesdetektorer , på grunn av dens store temperaturforskjell i forhold til det detekterte emitterende legemet. Hvis detektoren ikke var kryogenisk avkjølt, ville omgivelsestemperaturen til detektoren forstyrre temperaturavlesningene som mottas av detektoren. Fordelene med kryogeniske detektorer er:
Ulempene med kryogeniske detektorer er:
På grunn av de høye kostnadene er bruken begrenset til væpnede styrker og sikkerhetsstyrker.
Infrarøde kameraer med omgivelsesdetektorerDisse fungerer ved romtemperatur. De mest moderne bruker sensorer som fungerer ved å endre de elektriske egenskapene til materialet til den emitterende kroppen. Disse endringene (av strøm, spenning eller motstand) måles og sammenlignes med driftstemperaturverdiene til sensoren. Sensorene kan stabiliseres ved en driftstemperatur, over null Celsius , for å redusere bildeoppfattelsesinterferens, og krever derfor ikke kjøleutstyr.
Fordelene med disse detektorene er:
Men dens ulemper:
Med konstante fremskritt på dette feltet nærmer ytelsen til disse kameraene seg ytelsen til kameraer med kryogeniske detektorer.
De sender ut infrarød stråling med en reflektor innebygd i kameraet eller plassert et annet sted. Den infrarøde strålen lyser opp det detekterte kroppen, og belysningen sendes ut av kroppen for å bli oppfattet av kameraet og tolket i et monokromt bilde.
Reflektoren har et filter som forhindrer at kameraet blir forstyrret av å observere synlig lys. Hvis reflektoren har større rekkevidde, desto større er størrelsen og vekten på filteret og desto større er batteriet, fordi det øker energiforbruket . Dette er grunnen til at de fleste bærbare aktive kameraer har en reflektor med en rekkevidde på 100 meter, men noen produsenter overdriver rekkevidden på kameraer til flere hundre meter.
Passive infrarøde kameraerDe kalles også termiske kameraer . De mangler reflektorer, og oppfatter infrarød stråling slik den sendes ut av en kropp. De er de vanligste.
Disse kameraene brukes til å spore mennesker i områder hvor det er vanskelig å se dem (om natten, røyk eller tåke), finne nylige spor etter noen som har forlatt et sted, følge en bestemt bil, se spor av fuktighet på visse overflater, inspeksjon av elementer industrielle etc
Spesifikasjoner for infrarød sensor inkluderer:
De ble opprinnelig utviklet for militær bruk i Korea-krigen . Kameraene migrerte gradvis til andre felt som medisin eller arkeologi . Nylig har optiske fremskritt og bruk av sofistikerte programvaregrensesnitt forbedret allsidigheten til denne typen kamera, for eksempel kan kroppstemperaturen bli kjent umiddelbart, kameraet kan sjekke om temperaturen er høyere enn normalt og en hørbar alarm for å identifisere person.
Søknader inkluderer:
Termokameraet, som et teknologisk verktøy som hjelper på arbeidsplassen, har hatt en langsom introduksjon i Spania og Latin-Amerika; på den annen side, i USA har deres penetrasjon i arbeidsverdenen vært bemerkelsesverdig raskere. Selv om implementeringen på stadig mer mangfoldige felt har økt gradvis, er bruken fortsatt begrenset innen vitenskapelig forskning, i sivilbeskyttelsesstyrker, i brannvesen og på militært område, det vil si i armerte styrker.
Når det gjelder bruken av termisk kamera i forskningsfeltet, skiller Universitat Politècnica de Catalunya seg ut i Spania, som brukte denne typen kamera i forskningen til NanoSatLab-prosjektet. [ 1 ] Også i Spania skiller bruken av termiske kameraer seg ut i brannvesenet, med eksempler som installasjon av et branndeteksjonssystem med et termisk kamera i Vacarisses kommune, [ 2 ] [ 3 ] eller inkorporering av termiske kameraer i droner og helikoptre til brannvesenet i henholdsvis Valencia og Madrid. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
Når det gjelder bruken av termisk kamera i Latin-Amerika og USA, dekker dette stadig flere ulike arbeidsområder. Når det gjelder bruken av termisk kamera i vitenskapelig forskning i Latin-Amerika, skiller den nyere bruken som har blitt gitt til denne typen kamera innen veterinærmedisin i Mexico seg ut, der et termisk kamera ble brukt til å verifisere helsestatusen til en sjøløve fra dyrehagen i Aragón. [ 7 ] Også i Mexico har termiske kameraer blitt brukt av sivilbeskyttelsesstyrker, nærmere bestemt av søke- og redningsteam for å lokalisere ofre blant ruinene etter jordskjelvet som rammet landet i 2017 . [ 8 ] På det militære området har termiske kameraer blitt innlemmet som nyttige kampverktøy i pansrede biler og droner av henholdsvis Chiles hærer og den østlige republikken Uruguay. [ 9 ] [ 10 ] Det er også måter å bruke termiske kameraer for ikke-profesjonelle eller arbeidsformål, som i det merkelige tilfellet som skjedde i Colombia, der kriminelle brukte denne typen enheter for å oppdage spor av varme som minibankbrukere venstre på tastene der de skrev inn sin hemmelige nummerkombinasjon. [ 11 ] Til slutt er bruken av termiske kameraer av sikkerhetsstyrker, som politiet, ganske utbredt i USA, og disse har til og med funnet ofre for voldtekt takket være denne typen teknologi. [ 12 ]