Termovize se stala revoluční technologií v celé řadě oborů, od lovu a bezpečnosti až po průmyslové inspekce a lékařskou diagnostiku. Je tu však jeden háček – ne všechny termovizní systémy fungují stejným způsobem. Různé technologie pracují s různými vlnovými délkami a výběr té správné může mít zásadní vliv na výsledek.
Rozebíráme tři hlavní typy termovizní technologie podle rozsahů vlnových délek. Každý typ nabízí jedinečné výhody a nejlépe se hodí pro konkrétní situace. Ať už se snažíte odhalit tepelné ztráty v budovách, zjistit poruchy zařízení nebo sledovat divoká zvířata v noci, znalost toho, kterou technologii použít, vám ušetří čas i peníze.
Tři typy založené na vlnové délce
Termokamery se dělí do tří základních kategorií podle vlnové délky: krátkovlnné infračervené záření (SWIR), střednovlnné infračervené záření (MWIR) a dlouhovlnné infračervené záření (LWIR). Představte si je jako různé “kanály” v infračerveném spektru, z nichž každý je naladěn tak, aby zachytil konkrétní typy tepelných signatur.
SWIR obvykle pracuje ve vlnovém rozsahu 0,9–1,7 μm, zatímco MWIR je definováno jako rozsah vlnových délek 3,0–5,0 μm. Kamery pro dlouhé vlnové délky snímají infračervené vlnové délky v rozmezí 7–12 mikronů. Každý rozsah poskytuje odlišné informace o objektech, které si prohlížíte.
Vlnová délka, kterou si vyberete, ovlivňuje vše od kvality obrazu až po to, co můžete vidět skrz překážky. Podívejme se, jak vlastně každý typ funguje.
Technologie krátkovlnného infračerveného záření (SWIR)
Kamery SWIR fungují jinak, než byste možná čekali. Krátkovlnné infračervené záření využívá snímkování odraženého světla namísto termovizního snímkování. To znamená, že se spíše podobají kamerám s vylepšeným viděním než tradičním tepelným detektorům.
Atmosférický jev zvaný záře noční oblohy vyzařuje pětkrát až sedmkrát více světla než hvězdy, přičemž téměř veškeré toto světlo spadá do vlnových délek SWIR, což nám umožňuje v bezměsíčných nocích vidět objekty s velkou zřetelností. Krátkovlnné infračervené záření se spíše podobá vylepšenému vidění a jeho obraz je velmi podobný tomu, jaký vnímají lidské oči.
Kamery SWIR vynikají schopností pronikat mlhou, kouřem a oparem. Zobrazování v krátkovlnném infračerveném spektru má jednu zásadní výhodu, kterou technologie infračerveného termovizního zobrazování nemá – dokáže zobrazovat skrz čelní sklo. Díky tomu je SWIR ideální pro sledování, kontrolu kvality a aplikace, kde je třeba rozeznat jemné detaily, a ne pouze tepelné signatury.
Technologie střednovlnného infračerveného záření (MWIR)
Kamery MWIR se nacházejí na pomezí mezi SWIR a LWIR. Kamery pro střední vlnové délky obvykle snímají infračervené vlnové délky ve spektrálním rozsahu 2–5 mikronů a poskytují vyšší rozlišení s přesnými měřeními, i když snímky nejsou tak detailní jako ty, které pořizují kamery pro dlouhé vlnové délky, a to kvůli větší absorpci v atmosféře..
Kamery této řady se používají k měření extrémně vysokých teplot, například při skenování kotlů a u jednovrstvých střešních systémů s balastem.. Pokud potřebujete měřit opravdu horké předměty – například v průmyslových pecích nebo při výrobních procesech –, kamery MWIR vám poskytnou potřebnou přesnost.
Systémy MWIR často vyžadují chlazení, aby správně fungovaly, což zvyšuje jejich cenu. V případě detekce úniků plynu a vojenských aplikací se však tyto dodatečné náklady vyplatí díky vyšší citlivosti a přesnosti.
Technologie dlouhovlnného infračerveného záření (LWIR)
Kamery s dlouhou vlnovou délkou, které patří k nejoblíbenějším typům infračervených kamer, obvykle detekují infračervené vlnové délky v rozmezí 7–12 mikronů a poskytují velmi detailní obraz, protože absorpce v atmosféře je minimální. To je to, co si většina lidí představí, když se řekne “termokamera”.”
Infračervené záření s dlouhou vlnovou délkou (LWIR) je nejčastěji používanou formou infračervené technologie; kamery LWIR detekují teploty vyzařovaného záření, které poskytují operátorovi potřebné informace. Tyto kamery skvěle slouží k detekci osob, zvířat a zařízení při běžných teplotách.
Většina všech termokamer, které se dnes prodávají a používají, pracuje v pásmu LWIR a využívá nechlazené mikrobolometrické detektory. Jsou levnější než kamery MWIR, nevyžadují chladicí systémy a spolehlivě fungují při inspekcích budov, při hašení požárů i v bezpečnostních aplikacích.
Pasivní vs. aktivní termografické metody
Kromě vlnových délek lze termovizi klasifikovat také podle způsobu, jakým zachycuje teplo. Termografii lze rozdělit na pasivní a aktivní, přičemž pasivní termografie spočívá v pozorování tepelné energie, kterou objekt přirozeně vyzařuje.
Při aktivní termografii se na objekt nebo proces působí vnějšími zdroji energie, aby se vyvolala změna teploty, kterou lze následně analyzovat pomocí infračervené kamery. Pokud se uvnitř předmětu nachází vada, narušuje to tok tepla z vnějšího zdroje, jako je halogenová žárovka, což způsobuje kolísání teplotního rozložení na povrchu předmětu.
Pasivní termografie se osvědčuje při elektrických prohlídkách, monitorování a lékařských vyšetřeních, kde již u objektů existují teplotní rozdíly. Aktivní termografie vyniká při hledání skrytých vad v materiálech nebo při kontrole kompozitních konstrukcí, jako jsou například křídla letadel.
Chlazené vs. nechlazené detekční systémy
Dalším způsobem, jak klasifikovat termokamery, je podle typu detektoru. Termokamery lze obecně rozdělit do dvou typů: na kamery s chlazenými infračervenými snímači a na kamery s nechlazenými snímači.
Chlazené detektory poskytují lepší kvalitu obrazu a přesnost, zatímco nechlazené detektory jsou méně přesné, ale také levnější. Rozlišení a kvalita obrazu u nechlazených detektorů bývají nižší než u chlazených detektorů, ale jsou lehčí, menší a spouštějí se okamžitě.
Většina kamer v pásmu LWIR využívá nechlazené snímače, díky čemuž jsou cenově dostupné pro každodenní použití. Kamery v pásmu MWIR obvykle vyžadují chlazení, a proto jsou dražší, ale v náročných aplikacích podávají lepší výkon.
Jak vybrat technologii, která nejlépe vyhovuje vašim potřebám
Výběr správného typu termovizního zařízení závisí na tom, čeho chcete dosáhnout. Pro obecné sledování, inspekce budov nebo lovecké účely, jako jsou ty, o nichž hovoříme v našem profesionální lovecký průvodce, kamery LWIR nabízejí nejlepší poměr ceny a výkonu.
Pokud pracujete v průmyslovém prostředí s vysokoteplotním zařízením, technologie MWIR vám zajistí vyšší přesnost. Pro vidění skrz kouř nebo zachycení jemných detailů poskytuje technologie SWIR snímky, které na naše oči působí přirozeněji. Podívejte se na naše Tepelný monokulár Sirius HD abychom zjistili, jak si moderní technologie LWIR vede v reálných podmínkách.
Technologie se neustále vyvíjí. Moderní termokamery dnes kombinují vlastnosti různých typů a nabízejí multispektrální snímání, díky němuž získáte to nejlepší z několika vlnových délek v jediném zařízení.
Závěr
Technologie termovize se dělí na tři hlavní typy vlnových délek – SWIR, MWIR a LWIR –, z nichž každý je optimalizován pro odlišné aplikace. SWIR využívá odražené světlo k získání detailních snímků, MWIR s přesností zachycuje extrémní teploty a LWIR dominuje v běžném použití termovize díky cenově dostupnému a spolehlivému výkonu. Systémy lze také rozdělit podle pasivních a aktivních metod nebo podle chlazených a nechlazených detektorů.
Váš výběr závisí na vašich konkrétních potřebách: detekčním dosahu, přesnosti měření teploty, podmínkách prostředí a rozpočtu. Kamery LWIR zvládají většinu běžných úkolů, kamery MWIR vynikají v průmyslových aplikacích a kamery SWIR se nejlépe osvědčují, když potřebujete vidět skrz zakrývající látky nebo zachytit jemné detaily. Pochopení těchto rozdílů vám pomůže vybrat správný nástroj a dosáhnout lepších výsledků, ať už provádíte kontrolu zařízení, sledujete volně žijící zvířata nebo provádíte bezpečnostní operace.
Často kladené otázky
Jaký je rozdíl mezi SWIR a termovizí?
Kamery SWIR snímají odražené infračervené světlo, podobně jako fungují kamery pro viditelné spektrum, a vytvářejí snímky na základě odrazu světla, nikoli na základě vyzařování tepla. Tradiční termokamery (MWIR a LWIR) snímají teplo vyzařované objekty. Kamery SWIR vytvářejí snímky, které vypadají spíše jako běžné fotografie, ale dokážou vidět skrz kouř a mlhu, zatímco termokamery zobrazují teplotní rozdíly bez ohledu na světelné podmínky.
Který typ termovizní kamery je nejvhodnější pro lov?
Kamery LWIR se nejlépe hodí pro lov, protože detekují tělesné teplo zvířat i při běžných venkovních teplotách. Jsou cenově dostupnější než jiné typy, nevyžadují externí zdroje světla a dokážou zachytit divoká zvířata i v naprosté tmě. Kamery LWIR se navíc vyrábějí v kompaktních, nechlazených provedeních, která se perfektně hodí pro ruční monokuláry a dalekohledy. Navštivte naše úvodní stránka prozkoumat termovizní zařízení určená speciálně pro lov.
Proč jsou kamery MWIR dražší než kamery LWIR?
Kamery MWIR obvykle vyžadují kryogenní chladicí systémy, které snižují šum a udržují citlivost snímače, což zvyšuje náklady, hmotnost a spotřebu energie. Chladicí mechanismus udržuje detektor na velmi nízkých teplotách, aby bylo možné dosáhnout přesných měření i ve vyšších teplotních rozsazích. Kamery LWIR využívají nechlazené mikrobolometrické detektory, které pracují při pokojové teplotě, díky čemuž jsou levnější a jejich výroba je jednodušší.
Dokážou termokamery vidět skrz zdi?
Ne, termokamery nedokážou vidět skrz pevné stěny. Detekují infračervené záření z povrchů, nikoli skrz ně. Mohou však zachytit teplotní rozdíly na povrchu stěn způsobené problémy za stěnou, jako jsou úniky vody, chybějící izolace nebo elektrická přehřátí. Kamery SWIR dokážou proniknout některými tenkými materiály lépe než jiné typy, ale žádná termokamera neposkytuje rentgenové vidění.
Co se rozumí pod pojmy pasivní a aktivní termografie?
Pasivní termografie sleduje objekty na základě tepla, které přirozeně vyzařují, bez použití vnějších zdrojů energie. Využívá se při elektrických prohlídkách, stavebních průzkumech a v oblasti bezpečnosti. Aktivní termografie přivádí vnější zdroj tepla k prověřovanému objektu a následně sleduje, jak jím teplo proudí, aby odhalila skryté vady nebo konstrukční problémy. Aktivní metody jsou vhodnější pro nedestruktivní zkoušení materiálů a odhalování problémů pod povrchem.