دوربین حرارتی یا THERMAL

آیا تا به حال عکس یا فیلم‌هایی که اشیای داخل آنها قرمز و زرد هستند را دیده‌اید؟ به این نوع عکس‌ها، ترموگرافی یا گرمانگاری گفته می‌شود. تصویربرداری حرارتی نوعی فناوری است که در صنایع بسیار زیادی کاربرد دارد و شرکت‌های فعال در زمینه ساختمان‌های هوشمند، از این تکنیک برای مشخص کردن قسمت‌هایی از ساختمان که اتلاف حرارتی دارند استفاده می‌کنند. ایستگاه‌های هواشناسی، از این شیوه در ردگیری توفان‌ها استفاده کرده و در پزشکی این نوع تصویربرداری ، ابزاری برای تشخیص برخی اختلالات و بیماریی‌ها می‌باشد. و البته یکی از زمینه‌ها و کاربرد‌های بسیار مهم این فناوری، دوربین حرارتی است. در این مقاله قصد داریم اطلاعات سودمندی را در مورد نحوه عملکرد دوربین حرارتی و همچنین تکنولوژی تصویربرداری حرارتی بیان کنیم. لطفا تا انتها با ما همراه باشید.

دوربین ترمال

تصویربرداری حرارتی یا ترومال چیست؟

در یک بیان ساده، تصویربرداری حرارتی به شما اجازه می دهد اجسام را بر اساس تششع‌های حرارتی که از خود ساطع می‌کنند ببینید. در واقع، یک دوربین حرارتی دمای مختلف اشیا را در یک قاب تصویر ضبط می‌کند و به هر درجه حرارت خاص یک رنگ ویژه نسبت می‌دهد و از این طریق شما خواهید توانست اجسام مختلف درون یک تصویر را به صورت متمایز از هم ببینید.

دما‌های پایین‌تر با طیفی از آبی، بنفش و سبز نشان داده می‌شوند، در حالی که حرارت‌های بیشتر در طیف قرمز، نارنجی و زرد قرار می‌گیرند. برای مثال در تصویر بالا می‌بینید که فرد با رنگ های قرمز و زرد مشخص شده در  و برای نمایش اشیا اطرافش از رنگ‌های سردتر استفاده شده است. دلیل این موضوع حرارتی ست که از بدن اشخاص منتشر می‌شود. در برخی از دوربین ها از رنگ‌های سیاه و سفید استفاده می‌شود.

نحوه عملکرد دوربین حرارتی یا ترمال :

حالا که با مفهوم دوربین حرارتی که به انگلیسی به آن Camera  Thermal گفته می‌شود، آشنا  شدیم به شیوه عملکرد این نوع از دوربین‌ها خواهیم پرداخت.

به طور کلی، مکانیزم عمل همه‌ی دوربین‌ها به این صورت است که یک تابش الکترومغناطیسی توسط دستگاه دریافت و به فرمتی گرافیکی یعنی تصویر تبدیل می‌شود. در دوربین معمولی، این تابش الکترومغناطیس از طیف اشعه‌های با طول موج پایین یعنی نور قابل رویت است که برای ساختن تصویر از آن استفاده می‌شود.

اما دوربین حرارتی با تابش‌هایی با طول موج متوسط و بالا، یعنی اشعه مادون قرمز سر و کار دارد. تفاوت اشعه‌های با طول موج پایین نسبت به اشعه‌های با طول موج متوسط و بالا از لحاظ فیزیکی در نوع تابش آنهاست. اشعه با طول موج پایین مثل نور ماهیتی انعکاسی دارد، در حالی که اشعه طول موج بالا ماهیتی تابشی و انتشاری دارد.

نور از یک منبع اصلی مانند خورشید ساتع و توسط اجسام منعکس می‌شود در حالی که، اشعه مادون قرمز که طول موج بالایی دارد، توسط اشیاء و به دلیل حرارت داخلی آن‌ها منتشر و تابیده می‌شود. اگر چه اشعه مادون‌قرمز،  با چشم غیرمسلح  قابل دیدن نیست، اما اگر شدت آن کافی باشد، به شکل حرارت احساس می‌شود.

همان‌طور که گفته شد هر جسمی، مقداری نور مادون قرمز ساطع می‌کند و این یکی از راه‌های انتقال گرما در اجسام محسوب می‌شود. اگر دست خود را روی یک تکه ذغال گُرگرفته بگیرید، زغال با منتشر کردن مقدار زیادی اشعه مادون قرمز، حرارت را به دست شما منتقل می‌کند.

 به دلیل آن‌ که اجسام در تاریکی انعکاس نور ندارند، ما آن‌ها را نمی‌بینیم، اما در همین تاریکی، اشیاء تابش اشعه مادون ‌قرمز دارند، چون دارای گرما هستند و این دقیقا همان ویژگی است که در دوربین حرارتی به کار برده شده است. در واقع یک دوربین ترمال ، دمای اجسام را با تشخیص و گرفتن تابش مادون قرمز آنها بدست می‌آورد.

در مورد اشعه مادون ‌قرمز، بد نیست بدانید به جز نیمی از انرژی خورشید که قابل رویت است، نیمه باقیمانده این انرژی، ترکیبی از اشعه های مادون‌ قرمز و فرابنفش است که قابل رویت نیستند.

اشعه مادون قرمز

هر چقدر اجسام گرم‌تر باشند، مقدار بیشتری اشعه مادون‌ قرمز منتشر می‌کنند. دوربین ترمال توانایی دیدن این تابش مادون  قرمز و تبدیل آن به تصویر را دارد، چیزی شبیه دوربین‌های دید در شب ، که اشعه مادون‌ قرمز را به تصویر قابل‌ دیدن، تبدیل می‌کنند.

رزولوشن دوربین‌های حرارتی یا ترمال :

درون دوربین حرارتی ، دسته‌ای از ابزار‌های اندازه‌گیری اشعه مادون‌ قرمز وجود دارد که به میکروبولومتر به انگلیسی Microbolometers معروف است و دمای اجسام را ثبت می‌کند و بعد به هر پیکسل تصویر، یک رنگ مناسب نسبت می‌دهد. هر پیکسل از تصویر، دارای یک میکروبولومتر است و به همین دلیل رزولوشن تصاویر حرارتی نسبت به دیگر دوربین‌ها بسیار پایین‌تر است. بالاترین رزولوشن دوربین‌های ترمال 640 × 480 پیکسل می‌باشد.

تفاوت دوربین حرارتی و دوربین دید در شب چیست؟

از لحاظ فنی دوربین حرارتی ، نوعی دوربین‌ دید در شب است، اما اگر قصد شما تنها دیدن در شب باشد، دوربین ترمال یا حرارتی بیش از نیاز شماست. به طور مثال، در بالگرد‌های پلیسی، دوربین حرارتی دید در شب وسیله مناسبی برای تشخیص افراد و متمایز کردن آنها از محیط اطراف، محسوب می‌شود. با این دوربین‌ها نه تنها موقعیت‌های مشکوک در شب به راحتی مشخص هستند که در طول روز نیز، اگر افراد خود را در محیط استتار کنند هم، قابل تشخیص خواهند بود. زیرا انواع دوربین حرارتی، با توجه به توانایی دریافت نور مادون قرمز، امکان تشخیص حرارت را دارد.

 به هر حال بیشتر دوربین‌های حرارتی متکی به طیف گسترده‌تری از طول موج اشعه مادون ‌قرمز  هستند، در حالی که دوربین‌های دید در شب، طیف کوتاه‌تری را دریافت می‌کنند و به همین دلیل قیمت کمتری از دوربین‌ حرارتی دارند.

مزایای استفاده از دوربین حرارتی چیست؟

وظیفه‌ی اساسی یک سیستم مداربسته ، نظارت و کمک به حفظ امنیت مکان یا محیطی است که دوربین در آنجا نصب می‌شود. در بسیاری از مواقع خصوصا در موارد امنیتی، انتخاب دوربین ترمال ، بهترین گزینه است.

دوربین حرارتی نه تنها یک انتخاب مناسب برای نظارت محیط در شب است، بلکه در تمام مدت 24 ساعت می‌تواند بهترین عملکرد را داشته باشد. تشخیص اشیاء و افراد در تاریکی محض و در روشنایی، زمانی که سعی در مخفی‌شدن داشته باشند، با دوربین حرارتی ممکن است. در شرایطی همانند وجود تاریکی، سایه، نور شدید در پس‌زمینه، هوای مه‌آلود یا گرد و غبار، وجود دود و یا زمانی که اجسام با چیزی پوشانده شده باشند، دوربین حرارتی وسیله‌ای مطمئن برای حفظ امنیت است. به همین دلیل با وجود دوربین ترمال برای افراد پنهان شدن و استتار در محیط بسیار دشوار است.

به عنوان مثال اگر شخصی، در یک پارکینگ بزرگ در بین ماشین‌ها در حال تردد باشد، امکان پنهان شدن از دید دوربین ‌مداربسته معمولی وجود دارد، اما این فرد به راحتی توسط دوربین حرارتی شناسایی خواهد شد.

یکی دیگر از مزایای دوربین Thermal این است که به دلیل عدم وابستگی به نور، در کاهش مصرفی انرژی هم موثر است. وقتی در مکانی از دوربین‌های معمولی استفاده می‌کنیم، باید به طور دائم در محیط نور کافی تامین باشد تا امکان تصویربرداری برای سیستم مداربسته وجود داشته باشد، اما چنین نیازی برای دوربین‌های حرارتی وجود ندارد و این دوربین‌ها قادر هستند در تاریکی مطلق هم تصویربرداری نمایند.

به دلیل توانایی بالای دوربین ترمال در مکان‌های حساسی مانند فرودگاه‌ها یا برخی صنایع بزرگ، مناطق نظامی و مرزی،  از این نوع دوربین‌ها استفاده می‌شود.

تاریخچه‌ی پیدایش دوربین Thermal :

تاریخچه پیدایش دوربین‌ حرارتی به سال 1929 بر می‌گردد که فیزیکدان مجارستانی به نام Kalman Tihanyi  در کشور انگلستان اقدام به اختراع یک دوربین دید در شب و حساس به نور مادون ‌قرمز را برای استفاده در صنایع سیستم‌های ضد هوایی نمود. بعدها با استفاده گسترده از این نوع دوربین در صنایع نظامی و غیرنظامی، کیفیت آن روز به روز افزایش پیدا کرد و توانست همگام با تکنولوژی مسیر رو به رشد خود را بپیماید.

معیار‌های انتخاب برای دوربین حرارتی:

برای انتخاب دوربین حرارتی مناسب، معیارهای زیادی را می‌توان برشمرد که در اینجا به تعدادی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

  • · رزولوشن دوربین ترمال که می تواند بین 60 × 60 تا 640 × 480 پیکسل باشد.
  • · دومنظوره بودن، یعنی علاوه بر قابلیت ترمال ، توانایی دوربین‌های معمول را نیز داشته باشد.
  • · توانایی تشخیص رنج حرارتی گسترده‌تر
  • · توانایی ترکیب تصاویر ترمال و معمولی
  • · میزان گارانتی و وارانتی
  • · قیمت دوربین
  • · قابلیت نصب نرم‌افزارهایی که دوربین را با موبایل و تبلت مرتبط می‌کند.

 

سخن پایانی:

شرکت داهوا یکی از بزرگ‌ترین تولیدکننده‌های دوربین‌ مداربسته ، اقدام به تولید انواع مختلفی از دوربین‌ ترمال با قابلیت‌های بالا مانند BF5600  و BF5300 را کرده  است که می‌تواند پاسخگوی نیاز بسیاری از کاربران در خصوص دوربین‌های حرارتی ‌باشد. ما در این مقاله، تنها به ذکر نام و مدل این نوع دوربین بسنده می‌کنیم و از بیان ویژگی‌های بیشتر آن صرف ‌نظر می‌کنیم.

در صورت تمایل برای آشنایی بیشتر و نیاز به کسب اطلاعات تخصصی در خصوص انواع دوربین‌ حرارتی موجود در بازار، با همکاران فنی در گروه ایمن دوربین تماس بگیرید.  همکاران ما آمادگی خود را جهت ارائه هرگونه مشاوره تخصصی به همکاران و مشتریان گرامی اعلام می‌دارند.

از اینکه ما را در این مقاله همراهی کردید سپاسگزاریم و دعوت می‌کنیم مقالات تخصصی بیشتر را در وب‌سایت ایمن دوربین مطالعه کنید/.