آشنایی با تصویربرداری حرارتی و کاربردهای آن

همانطور که در مقاله ردیاب چیست به طور مفصل به معرفی ردیاب پهپادها پرداختیم، اشاره کردیم که در این خودروهای پرنده از حسگر و تصویربرداری حرارتی برای ردیابی استفاده می‌شود.

در این مقاله قصد داریم به معرفی تصویر برداری حرارتی و کاربرد آن در حوزه‌های مختلف بپردازیم، پس در ادامه با ما باشید.

تصویربرداری حرارتی چیست؟

هر جسمی که دمایی بیشتر از صفر داشته باشد، امواج الکترومغناطیسی را در اطراف خود ایجاد می کند. معمولا این امواج الکترو مغناطیسی می توانند در محیط پراکنده شوند. بنابراین هر جسم در اطراف خود دمایی را ایجاد می کند.

این خاصیت امکان استفاده از دوربین هایی که بتوانند این امواج را دریافت کنند را فراهم می کند.در تصویربرداری حرارتی با استفاده از همین ویژگی، امکان عکس برداری از اجسام فراهم می شود.

فرایند استفاده از دوربین های حرارتی(thermal imaging)، برای اسکن حرارت ناشی از اجسام و شکل دهی تصویر بوسیله طیفی از رنگها را تصویر برداری حرارتی می گویند.

در حقیقت در تصویر برداری حرارتی برای هر رنج دما رنگ خاصی تعریف می شود و این ویژگی می تواند در تشخیص شرایط جسم مورد نظر با استفاده از دمای آن بکار برود.

دوربین حرارتی وسیله اندازه گیری غیر تماسی است که انرژی مادون قرمز (گرما) را تشخیص داده و به تصویر واقعی از اجسام تبدیل می کند. در حقیقت، یک دوربین حرارتی انرژی مادون قرمز را می پذیرد و از داده های حاصل از انرژی مادون قرمز برای ایجاد تصویر به شکل دیجیتال یا آنالوگ استفاده می کند.

یکی از پهپادهایی که از دوربین حرارتی مادون قرمز برای تصویربرداری استفاده می‌کند پهپاد Mavic 2 Enterprise Dual می باشد.

استفاده از مادون قرمز در تصویربرداری حرارتی

تفاوت تصویر برداری حرارتی با تصویر برداری معمولی

تفاوت اصلی تصویر برداری حرارتی با تصویربرداری با استفاده از دوربین معمولی این است که در دوربین های معمولی در واقع نور منعکس شده را دریافت و تبدیل به عکس می کنند. به این معنا که در دوربین های معمولی در واقع با استفاده از نور مرئی تصویربرداری انجام می گیرد. اما در دوربین حرارتی از گرما و نه نور مرئی برای تصویربرداری حرارتی استفاده می شود.

دقت سیستم های تصویربرداری حرارتی بالاست و این موضوع در فاصله های زیاد هم صادق است. این ویژگی مهم امکان بکارگیری این تصویربرداری را در مواقعی که حفظ فاصله ضرورت دارد و یا نزدیک شده به جسم مورد نظر امکان پذیر نیست را به خوبی فراهم می کند.

یکی از معیارهای مهم در این تصویربرداری، دقت دوربین آن است که در تصویربرداری حرارتی آنرا آستانه حساسیت می نامند. هر چه دوربین بتواند فاصله دمایی کمتری را تشخیص دهد، حساسیت بالاتری دارد( این حساسیت معمولا تا 0.01 درجه سانتیگراد است).

یکی از دوربین‌های حرارتی تولید شده توسط کمپانی dji برای استفاده در پهپادهای تصویربردای، دوربین zenmuse xt2 است.

تصویربرداری حرارتی چه کاربردی دارد؟

در تصویربرداری حرارتی از خاصیت دمای اجسام برای دریافت تصویر استفاده می شود، این ویژگی امکان تصویر برداری در شرایطی که به راحتی نمی توان اجسام را مشاهده کرد را فراهم میکند.

در پاسخ به این سوال که تصویربرداری حرارتی چه کاربردی دارد؟ می توان به کاربردهای وسیع آن در زمینه های مختلف پزشکی، صنعتی و نظامی اشاره کرد.

کاربرد تصویر برداری حرارتی در پزشکی

در علوم پزشکی برای این نوع تصویربرداری از دمای بدن استفاده می شود. کاربرد تصویربرداری حرارتی در پزشکی، در حوزه تشخیص می باشد. با توجه به اینکه سلول های سرطانی گرم تر از سلول های واقعی هستند، استفاده از این تصویربرداری می تواند برای پیش بینی شانس ابتلا به سرطان بکار گرفته شود.

همچنین در تشخیص ناهنجاری های بوجود آمده در عروق بدن در بیماری های مختلف بسیار پرکاربرد است. در مواردی که افراد با بیماری های واگیر روبه رو هستند، استفاده از تصویربرداری حرارتی به منظور کاهش مجاورت با فرد مبتلا، بسیار پرکاربرد است.

کاربرد تصویر برداری حرارتی در امنیت

با توجه به اینکه در محیط های تاریک نور مرئی وجود ندارد، بنابراین در محیط های تاریک برای تشخیص اجسام از تصویربرداری حرارتی استفاده می شود. این خاصیت می تواند در امور نظامی و شناسایی افراد توسط پلیس یا شناسایی وجود حیوانات وحشی در مناطق تاریک و پرخطر بکار گرفته شود.

کاربرد تصویر برداری حرارتی در صنعت

کاربرد دیگر تصویربرداری حرارتی در صنعت است. در صنایع مختلف برق، تولید تجهیزات مکانیکی و صنعتی از این تصویربرداری برای تشخیص قسمت های تخریب شده دستگاه ها، شل بودن قطعات، ولتاژهای نامناسب یا دمای غیر نرمال در دستگاه های حساس به دما استفاده می شود.

همچنین بخوانید : عکاسی هایپرلپس چیست؟

کاربرد تصویر برداری حرارتی در عملیات عمرانی

در حوزه ساخت و ساز نیز معمولا از این تصویر برداری برای شناسایی نقاطی که موجب هدر رفت انرژی میگردد، استفاده می کنند و از این طریق به رفع نقایص موجود در ساختمان ها می پردازند.

کاربرد تصویر برداری حرارتی در عملیات امداد و نجات

همچنین در اجرای عملیات مربوط به آتش نشانی نیز با استفاده از این تصویربرداری و کاربرد تمایز رنگها با استفاده از دما، در شناسایی مناطق کم خطر تر برای ورود به منطقه و یا خارج نمودن افراد مصدوم از مسیرهای کم خطر تر استفاده می شود.

منبع : 
https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/thermal-imaging