Termal Kamera Nedir? Kullanım Amaçları Nelerdir?

termal kamera kullanımı

Termal kamera (Kızılötesi Kamera), termal görüntüleme adı verilen bir işlemde, nesneden yayılan kızılötesi radyasyonu kullanarak bir nesnenin görüntüsünü yakalar ve oluşturur. Oluşturulan görüntü, nesnenin sıcaklığını temsil eder. Termal görüntüleme kameralarının altında yatan teknoloji ilk olarak ordu için geliştirildi. Bununla birlikte, termal kameranın icadı, kızılötesi ışığı keşfeden bir astronot olan Sir William Herschel tarafından 1960 yılında başlatılan termografi tarihi ile ilgilidir.

1860 yılında Amerikalı gökbilimci Samuel Pierpont Langley, kızılötesi veya termal radyasyonu ölçen bir cihaz olan bolometreyi icat etti. Ardından 1929’da, Macar fizikçi Kálmán Tihanyi termal görüntüleri yakalayabilen kızılötesi duyarlı elektronik televizyon kamerasını icat etti.

Hem kızılötesi radyasyon hem de görünür ışık elektromanyetik spektrumun bir parçasıdır, ancak görünür ışığın aksine Kızılötesi radyasyon doğrudan insan gözüyle algılanamaz. Bu da termal kameranın neden ışıktan etkilenmediğini açıklar ve karanlık bir ortamda bile bir nesnenin net bir resmini verebilir.

Termal kamera ile görüntüleme, bu kızılötesi ışığı elektrik sinyallerine dönüştürmek ve bu bilgileri kullanarak bir görüntü oluşturmakla ilgilidir.
Bu teknoloji o zamanlar devrim niteliğindeydi, ancak bugün yaygın olarak kullanılmaktadır. Peki bu cihazlar bu görünmez görsel bilgiyi yakalamayı nasıl başarıyor? Hadi kontrol edelim.

Termal Kameralar Nasıl Çalışır?

termal-kameraGünümüzde termal kamera için ortak standart, nesne ısındıkça daha parlak hale gelen sarı-turuncu renk tonuna sahip nesneleri daha sıcak göstermektir. Daha soğuk nesneler mavi veya mor renkle görüntülenir.

Kızılötesi enerji, yaklaşık 700 nanometreden başlayan ve yaklaşık 1 mm’ye kadar uzanan bir dalga boyuna sahiptir. Bundan daha kısa dalga boyları çıplak gözle görülmeye başlar. Termal görüntüleme kameraları, termal görüntüler oluşturmak için bu kızılötesi enerjiyi kullanır. Kameranın lensi, kızılötesi enerjiyi, termogram adı verilen ve ayrıntılı bir model oluşturan bir dizi dedektöre odaklıyor. Termogram daha sonra görebileceğimiz ve yorumlayabileceğimiz bir termal görüntü oluşturmak için elektrik sinyallerine dönüştürülür.

Termal Kamera İçerisinde Neler Vardır?

Bir termal kamera; mercek, termal sensör, işleme elektroniği ve mekanik bir muhafazadan oluşur. Lens, kızılötesi enerjiyi sensöre odaklar. Sensör, 80 × 60 ila 1280 × 1024 piksel veya daha fazla çeşitli piksel konfigürasyonlarında gelebilir. Bu, kameranın çözünürlüğüdür.

Bu çözünürlükler, görünür ışık görüntüleyicilerine kıyasla düşüktür çünkü termal dedektörlerin, görünür ışıktan çok daha büyük dalga boylarına sahip olan enerjiyi algılaması, her sensör elemanının önemli ölçüde daha büyük olmasını gerektirir. Sonuç olarak, bir termal kamera genellikle aynı mekanik boyuttaki görünür sensörlerden çok daha düşük çözünürlüğe (daha az piksel) sahiptir.

Termal Kameralar Neleri Tespit Edebilir?

termal-kamera-fiyatlariBir termal kamera tarafından algılanan ısı çok hassas bir şekilde ölçülebilir ve çok çeşitli uygulamalara izin verir. Bir termal kamera, 0,01 ° C kadar küçük ısı farklarını algılayabilir ve bunları grinin tonları veya farklı renk paletleriyle görüntüleyebilir.

Günlük yaşamımızda karşılaştığımız her şey termal enerji açığa çıkarır (buz bile). Bir şey ne kadar sıcaksa o kadar fazla termal enerji yayar. Yayılan bu termal enerjiye “ısı imzası” denir. Birbirinin yanındaki iki nesne çok ince bir şekilde farklı ısı imzalarına sahip olduğunda, aydınlatma koşulları ne olursa olsun bir termal sensörde oldukça net bir şekilde görünürler. Bu, termal kameraların tamamen karanlık veya dumanla dolu ortamları görmesini sağlar.

Termal Kameraların Kullanım Alanları Nelerdir?

Termal kamera cihazları için potansiyel kullanımlar neredeyse sınırsızdır. Başlangıçta gözetleme ve askeri operasyonlar için geliştirilen termal kameralar artık bina denetimleri (nem, yalıtım, çatı kaplaması vb.), yangınla mücadele, otonom araçlar ve otomatik frenleme, cilt sıcaklığı taraması, endüstriyel denetimler, bilimsel araştırmalar ve çok daha fazlası için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Termal Kamera Alırken Nelere Dikkat Edilmelidir?

Aralık

Aralık, kameranın kalibre edildiği ve ölçebildiği tüm sıcaklık aralığıdır. Daha geniş bir sıcaklık aralığını daha doğru bir şekilde ölçmek için bazı kameraların birden çok aralığı vardır. Uygulamanızda karşılaşmanız muhtemel sıcaklıkları bilmeniz gerekir. Daha yüksek sıcaklık aralığına sahip bir kamera seçmek, özellikle kazanlar veya fırınlar gibi yüksek sıcaklık ekipmanlarını ölçmek gibi belirli endüstriyel uygulamalar için önemlidir.

Görüş Alanı (FOV)

Görüş Alanı, kamera merceği tarafından belirlenir ve kameranın herhangi bir anda göreceği bir sahnenin boyutudur. Yakın çekim yapılan işler için geniş açılı FOV (45 ° veya daha yüksek) olan bir lense ihtiyacınız vardır. Uzun mesafeli çalışma için bir telefoto lense (12 ° veya 6 °) ihtiyacınız vardır. Bazı kameralar, farklı uygulamalar için birden fazla lensle mevcut olabilir.

IR Çözünürlüğü

Termal Kamera çözünürlüğü, kameranın sahnede kaç piksele sahip olduğudur. Daha yüksek çözünürlük, her görüntünün daha fazla bilgi içerdiği anlamına gelir: daha fazla piksel, daha fazla ayrıntı ve daha yüksek doğru ölçüm alma olasılığı demektir. İhtiyacınıza bağlı olarak, özellikle görüntüsünü almak istediğiniz hedefe yaklaşabildiğiniz zaman, daha düşük maliyetli, daha düşük çözünürlüklü bir kamera işinizi görebilir. Daha küçük hedefleri daha uzaktan ölçmek daha yüksek bir çözünürlük gerektirir.

Termal Hassasiyet (NETD)

Termal hassasiyet veya Gürültüye Eşdeğer Sıcaklık Farkı (NETD), kamera ile görebileceğiniz en küçük sıcaklık farkını tanımlar. Sayı ne kadar düşükse, kızılötesi sistemin termal duyarlılığı o kadar iyidir. Bir uyarı: Düşük maliyetli üreticilerin kameraları, endüstri standardı 30 ° C yerine 50 ° C’de NETD alarak zayıf hassasiyeti gizliyor olabilir.

Ölçmeniz gereken hedefler tipik olarak geniş sıcaklık farklılıklarına sahipse, düşük NETD’ye sahip bir kamera muhtemelen gerekli değildir. Bununla birlikte, nem sorunlarını algılama gibi daha ince uygulamalar için daha fazla hassasiyete ihtiyacınız olacaktır.

Odaklanma

Kameralar sabit odaklı olabilir, yani her zaman odaktadırlar; manuel odaklamaya sahip, yani kullanıcının kameradaki odağı ayarlaması; veya otomatik odak, yani kameranın sahnedeki kontrast için görebildiğine göre otomatik netleme yapacağı anlamına gelir. Genel olarak, daha fazla giriş seviyesi kameranın odak noktası sabit olacak ve yüksek performanslı kameralar manuel veya otomatik odağa sahip olacaktır. Manuel odaklamaya karşı otomatik odaklamanın avantajı, kullanıcının ihtiyacına bağlıdır.

Spektral Aralık

Spektral aralık, kameradaki sensörün algıladığı, mikrometre (µm) cinsinden ölçülen dalga boyu aralığıdır. Çoğu gaz algılama kamerası (propan, metan ve bütan dedektörleri gibi) orta dalga kameralarıdır, yani 2 µm ila 5 µm spektral aralığa sahiptirler. Hemen hemen tüm diğer termal kameralar uzun dalgalıdır ve 8µm ila 14µm spektral aralığa sahiptir. Uzun dalga kameralar, elektrik incelemelerinden yangınla mücadeleye kadar birçok diğer uygulama için uygundur.

İhtiyaçlarınız için hangi termal görüntüleme kamerasının en iyi olduğunu belirlerken bu önemli özellikleri aklınızda bulundurun. Unutmayın, yalnızca bir özellik değerine bakmak size bir termal kameranın yetenekleri hakkında iyi bir fikir vermeyecektir. Örneğin, nem gibi ince sorunları tespit etmeniz gerekiyorsa ve kamera aynı zamanda yüksek termal hassasiyete sahip değilse, yüksek çözünürlüğe sahip olmak size bir fayda sağlamaz.