دوربین حرارتی

دوربین‌های تصویربرداری حرارتی که گاهی اوقات آن‌ها را ترموویژن هم می‌نامند، دستگاه‌های الکترونیکی پیشرفته‌ای هستند که معمولاً یک نمایشگر روی آن‌ها قرار دارد و در این نمایشگر می‌توان تفاوت‌های انرژی گرمایی محیط را به صورت بصری مشاهده کرد.تکنولوژی کلیدی موجود در این دوربین‌ها، نوعی حسگر حساس به مادون قرمز است که به نوع خاصی از لنز دوربین متصل است و برای کار در کنار تکنولوژی‌های ضبط و نمایش تصویر سازگار شده‌اند. این تکنولوژی این امکان را می‌دهد تا در هنگام بازرسی ساختمان‌ها یا مناطقی که در آن‌ها نشت انرژی گرمایی وجود دارد، محدوده‌های گرم‌تر را به راحتی مشاهده کنند.همه ما با دوربین‌های معمولی که می‌توانند نور مرئی را دریافت و تبدیل به پیکسل‌های تصویر کنند آشنا هستیم. در واقع نور مرئی فقط قسمت کوچکی از طیف الکترومغناطیسی را تشکیل می‌دهد. یعنی اگر طیف نور موجود در جهان را به عنوان امواج الکترومغناطیسی در نظر بگیریم، چشم ما انسان‌ها برای دیدن بخش بسیار کوچکی از میانه این طیف سازگاری پیدا کرده است. به همین دلیل مثلاً ما نمی‌توانیم امواج رادیویی را ببینیم یا وقتی امواجی از یک جسم گرم ساطع می‌شود برای ما غیر قابل تشخیص است.اما جالب است بدانید که جسمی که گرم می‌شود از خودش نور مادون قرمز ساطع می‌کند که تقریباً بین نور مرئی و امواج ماکروویو قرار دارد. دوربین‌های حرارتی می‌توانند این امواج را دریافت و مشاهده کنند.امواج مادون قرمز در دوربین‌های حرارتی که گاهی اوقات به عنوان دوربین‌های مادون قرمز هم شناخته می‌شوند قابل دریافت است. البته دقت این دوربین‌ها و تفاوت دما در محدوده‌هایی که می‌بیند، مانند آنچه که ما از دنیای مرئی انتظار داریم دقیق نیست و به همین دلیل، تصویر این دوربین‌های ترموگرافی رنگی به صورت نقشه‌ای از تفاوت‌های دمایی محیط اطراف شامل رنگ‌های قرمز و زرد و نارنجی برای محدوده‌های گرم‌تر تا بنفش و آبی برای محدوده‌های هم دمای محیط و سردتر نمایش داده می‌شود. رنگ سبز معمولاً مناطقی را نشان می دهد که تقریباً در دمای اتاق قرار دارند.البته در برخی از دوربین‌های حرارتی هنوز هم نمایشگر‌های سیاه و سفید وجود دارد که چون می‌توانند تصاویر خلوت‌تری را نمایش دهند، همچنان مورد علاقه برخی از تکنسین‌ها هستند. به عنوان مثال برای یافتن موجودات زنده در یک جنگل در دل شب!شاید فکر کنید که دوربین‌های ترموویژن صرفاً کاربرد صنعتی یا نظامی دارند. اما امروزه دوربین‌های حرارتی در کشور‌های مختلف شامل دوربین‌های کاملاً صنعتی با کاربرد خاص تا دوربین‌هایی با طراحی‌های کاربر پسند برای عموم مردم ساخته و عرضه می‌شوند. به عنوان مثال دوربین‌های حرارتی شکاری یکی از بازار‌های هدف بسیار موفق است که در صنایع نظامی و تفنگ‌های شکاری به کار می‌رود.

دوربین‌های حرارتی چطور کار می‌کنند؟

همه اجسام دارای یک امضای حرارتی هستند. در واقع این همان مقدار تشعشع مادون قرمزی است که توسط آن‌ها تابیده شده و می‌بایست توسط دوربین حرارتی اندازه‌گیری و تشخیص داده شود.برای این کار باید ابتدا دوربین را به لنزی مجهز کرد که بتواند فرکانس‌های مادون قرمز را دریافت کند و سپس بتواند این فرکانس‌ها را روی حسگر ویژه‌ای بتاباند که آن حسگر هم به نوبه خود امکان شناسایی و خوانش این فرکانس‌ها را داشته باشد. یعنی دقیقاً مانند همان کاری که دوربین‌های عادی با فرکانس‌های مرئی انجام می‌دهند. هر پیکسل از این حسگر، به مقدار نور مادون قرمزی که دریافت می‌کند حساسیت نشان می‌دهد و این حساسیت به پالس‌های الکتریکی تبدیل می‌شود که در مجموع، تصویر نقشه حرارتی را می‌سازد. دیگر پس از ساخته شدن تصویر نقشه حرارتی، کار پیچیده‌ای انجام نمی‌شود و نمایشگر دوربین همین تصویر ساخته شده را نمایش می‌دهد.اما خیلی از دوربین‌های حرارتی علاوه بر حسگر مادون قرمز، دارای یک حسگر حساس به نور مرئی هم هستند که می‌توانند به صورت همزمان، تصویر استاندارد کادر روبرو را هم نمایش دهند. دقیقاً مانند دوربین‌های عادی یا گوشی‌های موبایل. این قابلیت به این خاطر است که کاربر بتواند تصویر حرارتی را با تصویر عادی صحنه مطابقت دهد و محل نشت حرارتی را روی صحنه ببیند.

سوالات متداول درباره دوربین حرارتی

برخی از واقعیت‌ها درباره دوربین‌های حرارتی ناشناخته مانده‌اند و همچنین برخی شایعات درباره استفاده از این تکنولوژی‌های مدرن در پشت فیلم‌ها و عکس هایی که در آن‌ها اغراق شده‌اند پنهان شده‌اند. در این بخش می‌خواهیم مهم‌ترین سوالاتی را که درباره دوربین‌های حرارتی پرسیده می‌شود پاسخ دهیم تا با این تجهیزات بیشتر آشنا شوید.

چرا دوربین‌های حرارتی در شب بهتر عمل می‌کنند؟

حتما در فیلم‌های تجاری دیده‌اید که دوربین حرارتی نظامی را در شب به سوی دشمنان نشانه می‌روند. چرا از آن‌ها در روز استفاده نمی‌کنند؟ به این خاطر که دوربین‌های حرارتی در شب عملکرد بهتری از خودشان نشان می‌دهند. اما این موضوع هیچ ارتباطی به تاریک یا روشن بودن محیط کار آن‌ها ندارد. بلکه در شب، معمولاً دمای محیط کمتر است و از همه مهم‌تر اینکه دمای اجسام هم در شب پایین‌تر می‌آید و به همین دلیل هم نشت حرارتی یا خصوصاً دمای بدن موجودات زنده (مانند انسان‌ها یا حیوانات) نسبت به دمای محیط کنتراست بیشتری پیدا می‌کند. به همین دلیل هم اصولاً تفاوت آن‌ها در ماژول دوربین حرارتی با دقت بیشتری تشخیص داده می‌شود.ممکن است فکر کنید که وقتی در محیط‌های داخلی هستید اصولاً نور روز در محل کار شما نمی‌تابد و تأثیری روی دوربین ندارد. اما دقیقاً مانند روشنایی روز که حتی در روز‌های ابری هم به داخل خانه نفوذ می‌کند، گرمای هوا، حتی در روز‌های نسبتاً خنک هم روی همه‌ چیز، از ساختمان‌ها و جاده‌ها و گیاهان گرفته تا ابزار‌آلات موجود در محل عکس‌برداری تأثیر می‌گذارد و باید کمتر شدن کنتراست تصویر (فاصله بین رنگ‌های آبی و بنفش با قرمز و زرد و نارنجی) می‌شود. حتی به ازای یک درجه تفاوت دمای کمتر بین محیط و سوژه شما، تصویری که می‌گیرید تفاوت رنگی کمتری را نمایش می‌دهد.