Wraz z rozwojem nowoczesnych technologii termografia pokonała naprawdę długą drogę. Urządzenia do tzw. thermal imaging były niegdyś bardzo masywne i nieporęczne w obsłudze. Dzisiaj posługujemy się termowizją za pomocą urządzeń tak małych jak dłoń. Do czego mogą się nam tak naprawdę przydać?
Promieniowanie podczerwone - podstawy
Zanim na dobre przystąpimy do tematu obrazowania termicznego, musimy przyjrzeć się promieniowaniu podczerwonemu (IR). Energię podczerwoną cechuje długość fali zaczynająca się od ok. 700-780 nanometrów i sięgająca do ok. 1 milimetra. Wszystkie obiekty emitują ciepło jako promieniowanie podczerwone, które nie jest widzialne przez ludzkie oko.
Termografia opierająca się na zjawisku promieniowania podczerwonego pozwala na rejestrację promieniowania cieplnego emitowanego przez ciała fizyczne w przedziale temperatur spotykanych w warunkach codziennych, bez konieczności oświetlania ich zewnętrznym źródłem światła, a w niektórych rozwiązaniach na dokładny pomiar temperatury tych obiektów.
Dotychczas znalazła zastosowanie między innymi w badaniach naukowych, w medycynie, przy realizacji zadań organów ścigania i wojska, w diagnostyce urządzeń mechanicznych, obwodów elektrycznych i termoizolacji czy też w szeroko rozumianym budownictwie i energetyce.
Jak działa kamera do obrazowania termicznego?
Kamera do obrazowania termicznego posiada wrażliwy czujnik ciepła, który wykrywa nawet ledwie zauważalne, znikome** zmiany temperatury obiektów w jego otoczeniu. Odbierając informację o promieniowaniu obiektów kreuje elektroniczny obraz nazywany termogramem. Ów termogram opiera się na informacjach o różnicy temperatur. Im cieplejszy obiekt, tym więcej promieniowania podczerwonego.
** Debatowaliśmy chwilę nad określeniem znikome, gdyż dla fizyków nie powinno ono nawet istnieć 🙂
Spójrzmy, jak przetwarzany i wyświetlany jest obraz na kamerze.
Zwykle termogram wyświetla cieplejsze obiekty w odcieniu żółtopomarańczowym – odcień staje się jaśniejszy i bliższy czerwonemu w miarę wzrostu temperatury, natomiast obiekty zimniejsze są widoczne w barwach bliższych niebieskiej i purpurowej.
Zastosowanie kamer termowizyjnych
- Termografia aktywna – nieinwazyjne, bezkontaktowe testowanie materiałów,
- Termografia powietrzna – wykrywanie ludzi i obiektów w polu widzenia i inspekcja geograficzna, również z wykorzystaniem dronów,
- Termografia budynków,
- Monitorowanie parametrów technicznych – np. przy klejeniu i uszczelnianiu,
- Szybka termografia – np. obserwacja i kontrola procesów chemicznych,
- Inspekcje instalacji elektrycznych – w niebezpiecznych warunkach, np. pod wysokim napięciem i w miejscach trudno dostępnych,
- Inspekcja urządzeń mechanicznych – wykrywanie nieregularności temperatury komponentów w urządzeniach,
- Zastosowania dla bezpieczeństwa – zdalna obserwacja granic i infrastruktury krytycznej.
Kamery termowizyjne Seeedstudio
Uznany producent Seeedstudio oferuje sprzęt elektroniczny wysokiej jakości pozwalający na zbudowanie wielu kreatywnych urządzeń i realizowanie pomysłów na nowe wynalazki lub sprzęt użytkowy. W ich ofercie znajdziemy także kamerę termowizyjną o kącie widzenia 55° x 35 oraz 110° x 75.
Grove - kamera termowizyjna IR 110° - I2C
Grove – kamera termowizyjna IR MLX90641 110st. dokonuje pomiaru temperatury oraz wyświetla obraz termowizyjny. Wbudowany układ czujników potrafi dokonywać pomiarów od -110° x 75°C z dokładnością . Komunikuje się za pomocą interfejsu I2C. Do sterowania kamerą wymagany jest moduł obsługujący komunikację I2C wyposażony w ponad 20 kB pamięci RAM. Moduł kamery pracuje z napięciem od 3 V do 3,6 V. Na płytce znajduje się złącze Grove ułatwiające połączenie modułu z nakładką bazową.
To tylko wycinek sektorów, w których można wykorzystać kamery termowizyjne. Jej osiągnięcia doceniane są również m.in. w gazownictwie, przy pozbywaniu się szkodników, w weterynarii, motoryzacji, transporcie, a nawet w badaniach i konserwacji dzieł sztuki.
