Por ejemplo, bajo el reciente brote del nuevo virus de la corona, las cámaras de imágenes térmicas han ocupado una posición muy importante. Es posible que no detecte directamente la presencia de patógenos. Pero seamos honestos, ningún dispositivo es mejor para detectar fiebre, el síntoma principal de una infección viral, desde una distancia segura que una cámara infrarroja. No es de extrañar que ahora sea un elemento permanente en la entrada de centros comerciales y otros lugares públicos.

Por lo tanto, una comprensión cuidadosa de cómo funcionan las cámaras de imágenes térmicas es crucial. Al obtener más conocimiento, podrá aprovechar al máximo su cámara de imágenes térmicas, ya que ha revolucionado nuestras vidas en la Tierra. Y en su mayor parte, cuando desea mantener las cosas funcionando sin problemas, puede ser más productivo y eficiente.

Dentro de un resumen térmico: cómo funciona

Saber qué radiación infrarroja es una cosa, capturarla es otra. Debemos entender que las imágenes térmicas tal como la conocemos hoy es el producto de un proceso largo y tortuoso que tardó décadas en perfeccionarse. Por un lado, nuestras cámaras de imágenes térmicas hoy en día son poderosas y usuarias. No solo son pesados y caros, a diferencia de los utilizados por los bomberos hace décadas.

Dado que las cámaras de imágenes térmicas están diseñadas para capturar la energía térmica en el entorno circundante, sus componentes principales están diseñados para procesar la radiación infrarroja. Esto es especialmente cierto para las unidades de entrada. Estamos hablando de lentes y sensores, el camino por el que tiene que viajar la radiación infrarroja.

Lente

Piense en la lente de una cámara térmica, como su párpado. Si sus párpados no están abiertos, no podrá ver su entorno. Por su parte, un resumen térmico debe tener una lente que permita pasar a IR y sus diversas frecuencias. Solo entonces el sensor puede procesar la señal.

Esta es la mayor diferencia entre una cámara infrarroja y una cámara estándar (la cámara en su teléfono). A diferencia de las cámaras normales, las lentes de las cámaras infrarrojas no deben estar hechas de vidrio. Tenga en cuenta que el vidrio bloquea la radiación infrarroja de onda (LWIR), la frecuencia más útil para las imágenes térmicas.

Por lo tanto, las lentes generalmente están hechas de germanio, selenuro de zinc, fluoruro de calcio o zafiro. Al hacerlo, la lente puede acomodar el rango de espectro electromagnético de radiación térmica de 7 a 14 μm. Dado que la mayoría de estos materiales tienen un alto índice de refracción, es fundamental aplicar un recubrimiento contra la reflexión a la lente para corregir la deflexión.

Sensor

El corazón de una cámara de imágenes térmicas es el sensor. Aquí es donde la radiación infrarroja pasa a través del detector de calor. Este detector responde directamente al aumento del calor que ocurre debido a la absorción de la luz infrarroja incidente.

Sin embargo, con el tiempo, hay dos formas más destacadas de hacer el trabajo. Una técnica más nueva y común utilizada hoy en día es a través de microbolómetros, mientras que otro enfoque es usar materiales piroeléctricos. Los detalles son los siguientes.

Microbolómetro

En principio, un microbolómetro es un dispositivo de radiación - Sensible. El primer bolómetro fue inventado por el físico estadounidense/inventor de astrónomo Samuel Pierpont Langley (1834 - 1906).

Cualquier radiación que golpee directamente el elemento absorbente del microbolómetro dará como resultado un aumento correspondiente de temperatura. Cuanta más energía absorbida, mayor es la temperatura.

Este cambio de temperatura se puede medir directamente utilizando un termómetro de resistencia. y lea como una señal electrónica para producir una imagen electrónica. Esencialmente, un microbolómetro consiste en una capa delgada de metal, que luego se conecta directamente a un depósito térmico (termostático) a través de un enlace térmico.

La matriz de sensores alberga miles de píxeles de detectores dispuestos en una cuadrícula. Sabiendo que cada píxel en la matriz reacciona a la radiación infrarroja que lo golpea directamente, creando una resistencia que luego puede convertirse en una señal eléctrica. La señal de cada píxel se procesa aplicando una fórmula matemática que forma la base de un color de color de la temperatura del objeto capturado. La imagen de color posterior se envía a la unidad de procesamiento de la cámara para su visualización.

Sepa que cada píxel tiene un microbolómetro para una mayor precisión. Por lo tanto, la resolución de las cámaras térmicas es bastante baja en comparación con los televisores inteligentes o las cámaras normales. De hecho, 640x480 ya se ha considerado una alta resolución para las cámaras térmicas.

Las cámaras de imágenes térmicas basadas en microbolómetro también se conocen como cámaras de imágenes térmicas no resueltas porque no se requiere un mecanismo de enfriamiento separado para operar el sensor del microbolómetro. La ventaja inmediata es que estas cámaras IR son más livianas en comparación con los modelos refrigerados tradicionales.

Material pirroeléctrico

Estas son cámaras térmicas que usan detectores de sensores enfriados. Un ejemplo brillante es el litio tantalato. El material genera pequeños voltajes en respuesta directa a los cambios de temperatura. En este sentido, detecta directamente los fotones infrarrojos. Son las cámaras térmicas basadas en microbolómetro fotovoltaico en lugar de no resuelto que usan fotoconductividad.

Aunque ofrecen muchas ventajas, como la detección infrarroja de rango largo y los resultados diferenciales de temperatura más precisos, las cámaras térmicas enfriadas se reemplazan gradualmente por dispositivos no activos. Esto se debe principalmente a sus marcos de precios más caros y cuerpos voluminosos.

Estos detectores infrarrojos son pesados para los estándares actuales porque sus sensores de imagen deben integrarse con los crioolers. Para empeorar las cosas, las partes móviles en los criocooladores son propensos a desgastar el tiempo.

Procesador de imágenes

Después de adquirir la radiación infrarroja, los datos deben procesarse para crear la salida observada en la pantalla de la cámara infrarroja. El procesamiento de datos incluye preprocesamiento, extracción de características y clasificación. Tenga en cuenta que el filtrado se usa para eliminar el ruido o los datos no deseados. Aquí, los algoritmos o las ecuaciones matemáticas se utilizan para generar imágenes visuales.

Anexo

Aquí es donde los datos del procesador de la cámara se convierten en señales electrónicas. Recuerde que dichos datos se toman de cada píxel (no enfriado). Al aplicar algoritmos matemáticos, se puede generar un color anormapado. Esto representa una firma térmica distinta del objeto en estudio. Anteriormente, las representaciones acromáticas o negras - y blancas eran comunes en las pantallas de imágenes térmicas.

Sobre Thermtec

Thermtec es un fabricante líder mundial de productos relacionados con tecnologías de imágenes térmicas infrarrojas, que proporciona las últimas y mejores tecnologías y soluciones térmicas que mejoran la forma en que las personas perciben el mundo, tales construyen una vida y una condición de trabajo más segura y más eficiente para los humanes.