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

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

Camera nhiệt được sử dụng đầu tiên trong mục đích quân sự. Tuy nhiên, camera nhiệt phát minh không phải đầu tiên trong quân đội mà có 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 là quang phổ điện từ (tia game, 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 không giống như ánh sáng khả kiến, bức xạ hồng ngoại không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Điều này lý giải vì sao camera nhiệt không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng và nó có thể hiển thị rõ ràng vật thể ngày cả khi ở trong môi trường tối.

Tham Khảo>>> Ứng dụng của camera nhiệt 

Camera nhiệt hoạt động như thế nào

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 hiển thị bằng màu vàng và cam sẽ sáng hơn khi chúng tăng nhiệt độ. Ngược lại các vật thể (khu vực) có nhiệt độ thấp nhất được hiển thị bằng màu xanh hoặc tím. 

Bức xạ hồng ngoại có bước sóng bắt đầu 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 tâp trung bức xạ hồng ngoại vào đầu dò để tạo ra biểu đồ nhiệt (thermogram). Từ các thermogram sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện để tạo ra hình ảnh nhiệt được hiển thị trên màn hình cho chúng ta quan sát.

Camera nhiệt sử dụng chủ yếu hiện nay.

Hiện nay, camera nhiệt chủ yếu được thiết kế theo kiểu hình ảnh hồng ngoại đơn sắc. Nguyên nhân là bởi vì các ống kính camera nhiệt không thể phát hiện ra các bước sóng khác nhau của bức xạ hồng ngoại. Các loại camera nhiệt này hiển thị hình ảnh bằng các màu thay thế ứng với các mức nhiệt độ. Những thay đổi về màu sắc thể hiện sự thay đổi của nhiệt độ thay thế cho 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 các ống kính nhiệt trên camera nhiệt thấp hơn rất nhiều trên các camera quang, độ phân giải chủ yếu chỉ là 160 x 120 hoặc 320 x 240 pixel, các loại máy ảnh camera nhiệt cao cấp hơn sử dụng ống kinh phân giải 1280 x 1024 pixel.

Chênh lệch nhiệt độ giữa hiện trường và thời gian cảm biến thay đổi 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.

Tham Khảo>>> Ứng dụng của camera nhiệt