Tepelná optika

Termokamery jsou úplně jiné. Ve skutečnosti jim říkáme „fotoaparáty“, ale ve skutečnosti jsou to senzory. Abyste pochopili, jak fungují, musíte nejprve zapomenout na vše, co jste si mysleli, že víte o tom, jak fotoaparáty vytvářejí snímky.

FLIR vytváří obrázky z tepla, nikoli viditelného světla. Teplo (také nazývané infračervená nebo tepelná energie) a světlo jsou obě části elektromagnetického spektra, ale kamera, která dokáže detekovat viditelné světlo, tepelnou energii neuvidí a naopak.

Termální kamery však detekují více než jen teplo; detekují nepatrné rozdíly v teple tak malé jako 0,01 stupně a zobrazují je jako odstíny šedé nebo s různými barvami. Může to být ošemetná myšlenka, kterou lze pochopit, a mnoho lidí tomu konceptu prostě nerozumí, takže strávíme trochu času jeho vysvětlováním.

Vše, s čím se v každodenním životě setkáváme, vydává tepelnou energii, dokonce i led. Čím je něco teplejší, tím více tepelné energie to vyzařuje. Tato emitovaná tepelná energie se nazývá „tepelný podpis“. Když dva objekty vedle sebe mají i nepatrně odlišné tepelné podpisy, ukazují se FLIRu zcela jasně bez ohledu na světelné podmínky.

Tepelná energie pochází z kombinace zdrojů v závislosti na tom, na co se právě díváte. Některé věci – například teplokrevná zvířata (včetně lidí!), motory a stroje – vytvářejí své vlastní teplo, ať už biologicky nebo mechanicky. Ostatní věci – země, skály, bóje, vegetace – přes den pohlcují teplo ze slunce a v noci ho vyzařují.

Protože různé materiály absorbují a vyzařují tepelnou energii různou rychlostí, je oblast, kterou považujeme za jednu teplotu, ve skutečnosti mozaikou jemně rozdílných teplot. To je důvod, proč poleno, které bylo několik dní ve vodě, se bude jevit jako jiné teploty než voda, a proto je vidět termokamerou. FLIR detekují tyto teplotní rozdíly a převádějí je do detailů obrazu.

I když se to všechno může zdát poměrně složité, realita je taková, že moderní termokamery se velmi snadno používají. Jejich snímky jsou jasné a snadno pochopitelné, nevyžadují žádné školení ani výklad. Pokud můžete sledovat televizi, můžete použít termokameru FLIR.

Tyto nazelenalé obrázky, které vidíme ve filmech a v televizi, pocházejí z brýlí pro noční vidění (NVG) nebo jiných zařízení, která používají stejné základní technologie. NVG přijímají malé množství viditelného světla, výrazně ho zvětšují a promítají na displej.

kamery vyrobené technologií NVG mají stejná omezení jako pouhé oko: pokud není k dispozici dostatek viditelného světla, nevidí dobře. Zobrazovací výkon čehokoli, co závisí na odraženém světle, je omezen množstvím a silou odráženého světla.

NVG a další kamery při slabém osvětlení nejsou příliš užitečné během soumraku, kdy je příliš mnoho světla na to, aby fungovaly efektivně, ale málo světla, abyste je viděli pouhým okem. Termokamery nejsou ovlivněny viditelným světlem, takže vám mohou poskytnout jasné snímky, i když se díváte do zapadajícího slunce. Ve skutečnosti můžete namířit reflektor na FLIR a přesto získat dokonalý obraz.

Kamery I2 se pokoušejí generovat své vlastní odražené světlo promítáním paprsku blízké infračervené energie, který jejich snímač vidí, když se odrazí od objektu. Funguje to do určité míry, ale kamery I2 stále při vytváření obrazu spoléhají na odražené světlo, takže mají stejná omezení jako jakákoli jiná kamera pro noční vidění, která závisí na energii odraženého světla – krátký dosah a špatný kontrast.

Všechny tyto kamery pro viditelné světlo – kamery s denním světlem, kamery NVG a kamery I2 – pracují na principu detekce odražené světelné energie. Množství odraženého světla, které dostávají, však není jediným faktorem, který určuje, zda budete s těmito kamerami vidět nebo ne: záleží také na kontrastu obrazu.

Pokud se díváte na něco s velkým kontrastem ve srovnání s okolím, budete mít větší šanci, že to uvidíte pomocí kamery ve viditelném světle. Pokud nebude mít dobrý kontrast, neuvidíte to dobře, ať svítí slunce jakkoli. Bílý objekt viděný na tmavém pozadí má hodně kontrastu. Tmavší objekt však tyto kamery na tmavém pozadí těžko uvidí. Tomu se říká špatný kontrast. V noci, kdy nedostatek viditelného světla přirozeně snižuje kontrast obrazu, výkon fotoaparátu ve viditelném světle trpí ještě více.

Termokamery žádný z těchto nedostatků nemají. Za prvé, nemají nic společného s odraženou světelnou energií: vidí teplo. Vše, co vidíte v běžném každodenním životě, má teplo. To je důvod, proč máte mnohem větší šanci vidět něco v noci s termokamerou než s kamerou ve viditelném světle, dokonce i s kamerou pro noční vidění.

Ve skutečnosti mnoho objektů, které byste mohli hledat, jako lidé, vytváří svůj vlastní kontrast, protože generuje své vlastní teplo. Termokamery je dobře vidí, protože nedělají snímky jen z tepla; dělají obrázky z nepatrných rozdílů tepla mezi objekty.

Zařízení pro noční vidění mají stejné nevýhody jako denní a slabé televizní kamery: potřebují dostatek světla a dostatečný kontrast k vytvoření použitelných snímků. Termokamery naproti tomu vidí jasně den a noc, přičemž vytvářejí svůj vlastní kontrast. Termální kamery jsou bezpochyby nejlepší 24-hodinovou možností snímkování.