Hoe werkt thermische beeldvorming?

Als je ooit foto's of video's hebt gezien waarin alles een rode en gele puinhoop is, wordt dat genoemd thermografie-meer in het algemeen bekend als thermische beeldvorming. Dit is hoe het werkt.

Thermische beeldvorming wordt in allerlei verschillende scenario's gebruikt - energiebedrijven gebruiken het om te zien waar een huis warmte kan kwijtraken door scheuren in de deur en het raam. Politiehelikopters gebruiken het om verdachten 's nachts te lokaliseren. Weerstations gebruiken het om stormen en orkanen te volgen. Het wordt op medisch gebied gebruikt om verschillende aandoeningen en ziekten te diagnosticeren. En sommige camera's voor huisbeveiliging, zoals die op de bel deurbel, kunnen het ook gebruiken.

Wat is thermische beeldvorming?

In de meest eenvoudige bewoordingen stelt warmtebeeldcamera je in staat om de warmte van een object zelf te zien uitstoten. Thermische camera's registreren min of meer de temperatuur van verschillende objecten in het frame en wijzen elke temperatuur een kleurtint toe, zodat u kunt zien hoeveel warmte deze uitstraalt in vergelijking met objecten eromheen.

Kouder temperaturen krijgen vaak een tint blauw, paars of groen, terwijl warmere temperaturen een tint rood, oranje of geel kunnen krijgen. In de afbeelding boven aan dit bericht ziet u bijvoorbeeld dat de persoon is bedekt met tinten rood, oranje en geel, terwijl andere gebieden blauw en paars zijn. Dat komt omdat ze meer warmte afgeeft dan omringende objecten.

Sommige thermische camera's gebruiken in plaats daarvan een grijstint. Politiehelikopters maken bijvoorbeeld gebruik van grijswaarden om verdachten te laten opvallen.

Hoe werkt thermische beeldvorming?

Een voorbeeld van een professionele thermische camera.

Thermische camera's detecteren de temperatuur door verschillende niveaus van infraroodlicht te herkennen en vast te leggen. Dit licht is met het blote oog onzichtbaar, maar kan als warmte worden gevoeld als de intensiteit hoog genoeg is.

Alle objecten zenden een soort infraroodstraling uit, en het is een van de manieren waarop warmte wordt overgedragen. Als u uw hand boven een paar hete kolen op de grill houdt, stoten die kolen een ton infraroodstraling uit en de warmte wordt overgedragen naar uw hand. Bovendien wordt slechts ongeveer de helft van de energie van de zon afgegeven als zichtbaar licht - de rest is een mix van ultravoilet en infraroodlicht.

Hoe heter een object is, hoe meer infraroodstraling het produceert. Thermische camera's kunnen deze straling zien en deze omzetten in een beeld dat we dan met onze ogen kunnen zien, net als hoe een nachtzichtcamera onzichtbaar infrarood licht kan vangen en omzetten in een beeld dat onze ogen kunnen zien.

Binnenin een thermische camera bevinden zich een stel kleine meetinstrumenten die infrarode straling vastleggen, microbolometers genoemd, en elke pixel heeft er een. Van daaruit registreert de microbolometer de temperatuur en wijst vervolgens die pixel toe aan een geschikte kleur. Zoals je misschien al geraden hebt, is dit waarom de meeste thermische camera's een extreem lage resolutie hebben in vergelijking met moderne tv's en andere schermen - een zeer goede resolutie voor een thermische camera is zelfs slechts ongeveer 640 × 480.

Hoe is het anders dan nachtvisie?

Technisch gezien, thermische beeldvorming kan een vorm van nachtvisie zijn, en het wordt als zodanig gebruikt. Maar als het je doel is om gewoon in het donker te zien, is het een beetje overdreven.

In politiehelikopters is bijvoorbeeld thermisch nachtzicht geweldig om te hebben, omdat het een persoon gemakkelijk kan onderscheiden van de rest van de omgeving. Dit maakt het niet alleen gemakkelijker om verdachten in het donker te herkennen, maar zelfs op klaarlichte dag maakt het het veel gemakkelijker om iemand te vinden die mogelijk in de buurt is gebleven.

De meeste thermische camera's vertrouwen echter op langere golflengten van infrarood, terwijl uw standaard nachtzichtbewakingscamera kortere golflengten van infrarood vastlegt en voor de fabrikant veel goedkoper is. Thermische camera's hebben daarentegen de mogelijkheid om langere golflengten van infrarood vast te leggen, waardoor het warmte kan detecteren.

Afbeeldingen van Heather Cowper / Flickr, NASA, NASA / Flickr, Kecko / Flickr