Camera nhiệt là gì ? Camera nhiệt hoạt động như thế nào | TM-TECH

0
35
Rate this post

Camera nhiệt

Camera nhiệt là gì? Máy ảnh nhiệt độ hồng ngoại là gì? Phương thức hoạt động của camera nhiệt độ hồng ngoại sẽ được giải đáp trong bài viết dưới đây.

Camera nhiệt là gì?

Camera nhiệt, còn được gọi là máy ảnh nhiệt độ hồng ngoại, là thiết bị sử dụng bức xạ hồng ngoại từ vật thể để tạo thành hình ảnh nhiệt hồng ngoại. Tương tự như camera quang sử dụng ánh sáng để tạo ra bức ảnh thông thường. Hình ảnh nhiệt được hiển thị thể hiện nhiệt độ của vật thể với độ chính xác tương đối cao.
Camera nhiệt và các ứng dụng của camera nhiệt

Camera nhiệt được sử dụng đầu tiên trong mục đích quân sự. Tuy nhiên, camera nhiệt không phải là phát minh đầu tiên trong quân đội liên quan đến lịch sử phát triển của nhiệt kế năm 1960 của Sir William Herschel. Vào năm 1860, Samuel Pierpont Langley (nhà thiên văn học người Mỹ) đã phát minh ra nhiệt lượng kế phát xạ (bolometer) là thiết bị đo bức xạ hồng ngoại hoặc bức xạ nhiệt. Tiếp sau đó, vào năm 1929, nhà vật lý Kálmán Tihanyi (Hungary) đã phát minh ra máy ảnh có thể bắt được tia hồng ngoại cho khả năng chụp ảnh nhiệt – đây được coi là camera nhiệt đầu tiên trên thế giới.

Cả bức xạ hồng ngoại và ánh sáng khả kiến đều thuộc quang phổ điện từ, bao gồm tia gamma, tia X, tia cực tím, một vùng mỏng của ánh sáng khả biến, sóng hồng ngoại, sóng terahertz, sóng vi ba và sóng vô tuyến. Tuy nhiên, khác với ánh sáng khả kiến, bức xạ hồng ngoại không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Điều này lý giải tại sao camera nhiệt không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng và có thể hiển thị rõ ràng vật thể ngay cả khi ở trong môi trường tối.

Cách hoạt động của camera nhiệt

Camera nhiệt hiện nay có tiêu chuẩn cơ bản hiển thị sự gia tăng nhiệt độ của vật thể. Các vật thể (khu vực) có nhiệt độ cao sẽ hiển thị bằng màu vàng và cam, khi chúng tăng nhiệt độ sẽ sáng hơn. Ngược lại, các vật thể (khu vực) có nhiệt độ thấp nhất sẽ được hiển thị bằng màu xanh hoặc tím.
Camera nhiệt

Bức xạ hồng ngoại có bước sóng từ 700 nanomet (430 THz) đến khoảng 1mm (300 GHz). Bước sóng này ngắn hơn so với mức có thể nhìn thấy của mắt thường. Camera nhiệt sử dụng bức xạ hồng ngoại để tạo ra hình ảnh nhiệt độ hồng ngoại. Ống kính của camera nhiệt tập trung bức xạ hồng ngoại vào cảm biến để tạo ra biểu đồ nhiệt (thermogram). Từ các thermogram, tín hiệu điện được tạo ra để hiển thị hình ảnh nhiệt trên màn hình cho quan sát.

Ứng dụng chủ yếu của camera nhiệt hiện nay

Hiện nay, camera nhiệt chủ yếu được thiết kế theo kiểu hình ảnh hồng ngoại đơn sắc. Nguyên nhân là do ống kính camera nhiệt không thể nhận biết được các bước sóng khác nhau của bức xạ hồng ngoại. Các loại camera nhiệt này hiển thị hình ảnh bằng các màu thay thế tương ứng với các mức nhiệt độ. Sự thay đổi về màu sắc thể hiện sự thay đổi của nhiệt độ thay vì cường độ nhiệt trong hiển thị hình ảnh nhiệt.

Bảng màu trong camera đo nhiệt độ hồng ngoại được phân biệt như sau. Khu vực có nhiệt độ cao nhất có màu ánh sáng trắng, mức nhiệt độ trung bình hiển thị bằng màu cam và vàng, phần có nhiệt độ thấp nhất biểu thị bằng màu xanh hoặc tím. Độ phân giải của ống kính nhiệt trên camera nhiệt thấp hơn rất nhiều so với các camera quang, độ phân giải chủ yếu chỉ là 160 x 120 hoặc 320 x 240 pixel. Còn các loại máy ảnh camera nhiệt cao cấp sử dụng ống kính phân giải 1280 x 1024 pixel.

Chênh lệch nhiệt độ giữa hiện trường và thời gian cảm biến có thể chênh nhau cả phút, chênh lệch tại hiện trường 1 độ nhưng cảm biến nhiệt độ có thể chỉ thay đổi 0,03 °C. Thời gian phản hồi của độ phân giải rất chậm, có thể lên tới hàng chục mili giây.