Termowizor - Polski Serwis Naukowy

Termowizor pomiarowy

Termowizor – optoelektroniczne urządzenie obrazowe analizujące tzw. temperaturowe promieniowanie podczerwieni. Występuje w wersjach obserwacyjnych oraz pomiarowych.

Na Zachodzie urządzenia te występują głównie pod nazwami będącymi odpowiednikami nazw: kamera termiczna, termograficzna lub kamera podczerwieni, zwłaszcza gdy z kontekstu wynika, że jej zakres czułości widmowej obejmuje pasma 3-5 lub 8-13 mikrometrów. Pasma te pokrywają się z obszarami wysokiej przepuszczalności atmosfery dla promieniowania podczerwonego.

Obrazowanie wielospektralne (multispektralne), superspektralne i hiperspektralne – techniki rejestracji obrazu będące uogólnieniem fotografii barwnej na pełną przestrzeń barw w zakresie światła widzialnego, a także mikrofal, dalekiej i bliskiej podczerwieni oraz ultrafioletu. Obraz wielospektralny składa się z wielu kanałów będących uogólnieniem kanałów barw podstawowych: R (red), G (green) i B (blue) na dowolne zakresy spektralne.

Temperatura – jedna z podstawowych ) w termodynamice, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, bowiem z termodynamicznego punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

O atrakcyjności zobrazowań bądź badań metodą termowizyjną decyduje wszechobecność promieniowania temperaturowego, zbyteczność stosowania jakichkolwiek zewnętrznych źródeł oświetlenia, znacznie mniejszy wpływ mgieł, dymów oraz klasycznych dla promieniowania widzialnego oddziaływań maskujących. Zdolność aparatury do tworzenia, w czasie rzeczywistym, zobrazowań mikrozmian w rozkładach temperatury stwarza unikalne możliwości obserwacji, wykrywania oraz diagnozowania stanu badanych obiektów. Operator kamery decyduje o sposobie różnicowania tych rozkładów w obrazie wyjściowym (zobrazowania czarno-białe, biało-czarne lub kolorowe z różnym doborem skal).

Pomiar - według współczesnej fizyki proces oddziaływania przyrządu pomiarowego z badanym obiektem, zachodzący w czasie i przestrzeni, którego wynikiem jest uzyskanie informacji o własnościach obiektu.

Atmosfera – gazowa powłoka otaczająca planetę o masie wystarczającej do utrzymywania wokół siebie warstwy gazów, w wyniku działania grawitacji. Ta definicja stosuje się do planet skalistych i księżyców. W przypadku gazowych olbrzymów, takich jak Jowisz oraz gwiazd (por. atmosfera słoneczna) terminem atmosfery określa się tylko zewnętrzne (przezroczyste) warstwy gazowej powłoki, z których promieniowanie dociera bezpośrednio do obserwatora.

W latach 50.-70. XX w. kamery termiczne budowano głównie na bazie kriogenicznie chłodzonych, pojedynczych detektorów fotonowych promieniowania podczerwonego. W późniejszych rozwiązaniach zaczęły dominować detektory wieloelementowe – linijki oraz matryce detektorów. W drugiej połowie lat 90. XX w. nastąpił przełom technologiczny, polegający na skonstruowaniu względnie tanich matryc niechłodzonych detektorów termicznych, dzięki czemu radykalnie spadły ceny, przy jednoczesnym wzroście walorów użytkowych tych kamer. Doszło wówczas do gwałtownego rozszerzenia oferty aparaturowej oraz pola zastosowań – zarówno w tradycyjnym dla tych urządzeń sektorze aparatury specjalnej (wojsko, policja, służby ochrony granic i mienia, straże pożarne i ratownictwo), jak i w sektorze aparatury cywilnej.

Podczerwień (promieniowanie podczerwone) (ang. infrared, IR) – promieniowanie elektromagnetyczne o długości fal pomiędzy światłem widzialnym a falami radiowymi. Oznacza to zakres od 780 nm do 1 mm.

Optoelektronika to dziedzina techniki, która wykorzystuje specyficzne właściwości światła w celu pozyskiwania, gromadzenia, przesyłania, obróbki i prezentacji informacji. Optoelektronika zajmuje sie także konstrukcją i zastosowaniem urządzeń i aparatów do emisji i detekcji światła. Zastosowania obejmują różne dziedziny techniki, a także medycyny. Światło cechuje bardzo wysoka częstotliwość (kilkaset THz), zaś długości fal z obszaru widzialnego (VIS) znajdują się w zakresie od 380 nm do 780 nm. Ta akurat cecha przyczynia się do szybkości transferu (szerokość pasma).

W kamerach o najwyższych parametrach wykrywalności i rozdzielczości termicznej nadal jednak są stosowane matryce kriogeniczne. Szczególne nadzieje wiąże się z obrazowaniem multispektralnym w podczerwieni oraz łączeniem kamer termicznych z kamerami i czujnikami innych typów. Lista cywilnych zastosowań kamer termicznych liczy ponad 100 obszarów i stale jest rozszerzana. Szczególną popularność kamer termalnych prognozuje się dla zastosowań w komunikacji (poprawa zakresu widzenia i wykrywalności przeszkód), w diagnostyce przemysłowej (wyposażenie indywidualne oraz sieci czujników obrazowych), w robotyce (automaty wojskowe bądź cywilne) a także w strażach pożarnych i ratownictwie (prace w warunkach ograniczonej widzialności).

Radar – urządzenie służące do wykrywania – za pomocą fal radiowych – obiektów powietrznych, nawodnych oraz lądowych takich jak: samoloty, śmigłowce, rakiety, statki (również chmury oraz obiekty terenowe), pozwalające na określenie kierunku, odległości a także wielkości obiektu, a w radarach dopplerowskich także, do pomiarów prędkości wykrywanego obiektu.

Urządzenie jest to przedmiot umożliwiający wykonanie określonego procesu, często stanowiący zespół połączonych ze sobą części stanowiących funkcjonalną całość, służący do określonych celów, np. do przetwarzania energii, wykonywania określonej pracy mechanicznej, przetwarzania informacji, mający określoną formę budowy w zależności od spełniających parametrów pracy i celu przeznaczenia.

Zobacz też

W Wikimedia Commons znajdują się multimedia związane z tematem:
Zdjęcia wykonane termowizorem