Termowizja - sprzymierzeniec w walce z dymem i ogniem
O przydatności i skuteczności termowizji w walce z pożarami i ich skutkami nikogo przekonywać nie trzeba. . Kamery termowizyjne doskonale sprawdzają się w przypadku utrudnionej widoczności, w pomieszczeniach zadymionych oraz o ograniczonym dostępie światła. Coraz powszechniej wykorzystywane są podczas akcji ratowniczo-gaśniczych straży pożarnej. Pozwalają uzyskać doskonały pogląd sytuacji. Dzięki możliwości stałego monitorowania warunków strażacy mogą zaplanować i wdrożyć skuteczny plan działania, aby zażegnać sytuację niebezpieczną i zastosować się do wszelkich zasad bezpieczeństwa. A przede wszystkim odnaleźć ofiary pożaru potrzebujące pomocy – są więc narzędziem nierzadko bezpośrednio uczestniczącym w ratowaniu ludzkiego życia.
Bardzo rzadko uświadamiamy sobie, że to, co widzimy, to tylko niewielki wycinek świata, który rzeczywiście nas otacza. Duża część rzeczywistości jest niewidzialna dla naszych oczu. Doskonałym tego przykładem jest światło podczerwone, które otacza nas ze wszystkich stron (jest emitowane nie tylko przez żywe istoty wytwarzające ciepło, ale również przedmioty), jednak nasze oko nie jest przystosowane do jego odbioru. Nasz wzrok ogranicza się do bardzo małej części widma elektromagnetycznego. Energia cieplna to znacznie dłuższe fale, niż światło widzialne. Tak długie, że ludzkie oko nawet ich nie rejestruje, tak samo jak fal radiowych.
Wszystkie ciała, których temperatura jest wyższa od zera bezwzględnego (−273,15°C = 0 K) wysyłają promieniowanie elektromagnetyczne (promieniowanie cieplne)
Promieniowanie podczerwone odkrył w roku 1800 astronom brytyjski pochodzenia niemieckiego, F.W. Herschel.
JAK DZIAŁA KAMERA TERMOWIZYJNA
Przyzwyczajenie się do obrazu kamery termowizyjnej może zająć trochę czasu. Posiadanie podstawowej wiedzy na temat różnic między kamerami termowizyjnymi i zwykłymi może pomóc w uzyskaniu najlepszego zrozumienia odczytu obrazu z takiej kamery.
Jedną z różnic pomiędzy kamerą termowizyjną a zwykłą jest wykorzystanie promieniowania przy tworzeniu obrazu. Podczas wyświetlania obrazu za pomocą zwykłej kamery, musi istnieć jakieś źródło światła widzialnego (coś gorącego, takiego jak słońce), czy światła, które odbija się od obiektów widocznych w kamerze. To samo odnosi się do ludzkiego wzroku; większość z tego, co widzimy, to odbita energia świetlna. Z drugiej strony, kamera termowizyjna wykrywa promieniowanie, które pochodzi bezpośrednio od obiektów i ciał.
To dlatego gorące przedmioty, takie jak części silników i rury wydechowe są widoczne jako białe, a niebo, kałuże wody i inne zimne (lub chłodne) obiekty są widoczne jako ciemne. Po zdobyciu pewnego doświadczenia, kadry ze znanymi przedmiotami będą łatwe do rozpoznania i zinterpretowania.
Podczerwień jest częścią całkowitego zakresu promieniowania zwanego widmem elektromagnetycznym. W skład widma elektromagnetycznego wchodzi promieniowanie gama, rentgenowskie, ultrafiolet, światło widzialne, promieniowanie podczerwone, mikrofale (RADAR) oraz fale radiowe. Jedyna różnica to długość fali i częstotliwość. Wszystkie rodzaje promieniowania przemieszczają się z prędkością światła. Promieniowanie podczerwone znajduje się w zakresie widma elektromagnetycznego pomiędzy światłem widzialnym, a promieniowaniem RADAR.
Głównym źródłem promieniowania podczerwonego jest ciepło lub promieniowanie termiczne. Każdy przedmiot materialny, który ma jakąś temperaturę promieniuje w zakresie podczerwonym widma elektromagnetycznego. Nawet przedmioty materialne, które są bardzo zimne np. kostka lodu emitują promieniowanie podczerwone. Gdy przedmiot nie ma wystarczającej temperatury, aby emitować widzialne światło, większość jego energii będzie emitowana w zakresie podczerwieni. Na przykład gorący węgiel drzewny nie będzie emitował światła, ale będzie emitował promieniowanie podczerwone, które odbieramy jako ciepło. Im wyższa temperatura obiektu tym więcej promieniowania podczerwonego emituje. Urządzenia termowizyjne wytwarzają obraz promieniowania podczerwonego lub “cieplnego”, które jest niewidzialne dla oczu. Na obrazie podczerwonym nie widać kolorów ani “odcieni szarości”, tylko promieniowanie o różnej intensywności. Kamery termowizyjne przekształcają tę energię na obraz widziany na wyświetlaczu.
CIEKAWOSTKI:
Kamera termowizyjna nie widzi przez ściany. Obrazowanie termiczne wykrywa tylko ciepło. To znaczy, że nie zobaczymy nic jeśli na przeszkodzie pojawią się nam ciała stałe.
Kamerę termowizyjną w wersji kieszonkowej możemy też nabyć do użytku codziennego i podłączyć ją do naszego smartfonu. Tego typu gadżet będzie znacznie tańszy i bardziej kompaktowy niż duże i drogie kamery termowizyjne, a na rynku znajdziemy modele dedykowane zarówno smartfonom pracującym na Androidzie, jak i iOS.
Czy termowizją widzi przez dym?
Zwłaszcza w warunkach umiarkowanej mgły lub dymu kamera termowizyjna wykrywa obiekty, które dla kamery optycznej byłyby całkowicie niewidoczne. Kamery termowizyjne tworzą obrazy przez wykorzystanie promieniowania podczerwonego emitowanego przez wszystkie obiekty w zależności od ich temperatury.
Czy kamera termowizyjna widzi przez szybę?
Za pomocą typowej kamery termowizyjnej pracującej w paśmie LW 8-14µm nie jest to możliwe, gdyż szkło nie przepuszcza promieniowania podczerwonego o długości fali powyżej 4 µm.
Czy termowizją działa w wodzie?
Na dokładność kamery termowizyjną wpływ mogą mieć też duże opady deszczu, śniegu, a nawet gęsta mgła. Termowizja ma też ograniczone zastosowanie w wodzie, chyba że znajdujący się w niej obiekt emituje bardzo wysoką temperaturę, a urządzenie jest wysokiej klasy lub obiekt jest blisko powierzchni.
Jakie zwierzęta mają zdolność widzenia podczerwieni?
Ptaki wyposażone są w cztery rodzaje komórek stożkowych w oczach (fotoreceptory), a ludzie mają ich trzy. Dzięki temu zwierzęta te widzą w znacznie szerszej perspektywie, chociaż słabo widzą kolory, które z łatwością rozróżniane są przez ludzi. Większość ptaków dostrzega podczerwień i ultrafiolet.
Węże za sprawą czujników podczerwieni dostrzegają promieniowanie podczerwone. Oprócz tego mogą też dostrzegać niektóre kolory, dzięki czemu obserwują świat na dwa sposoby. Przykładowo, węże grzechotniki po obu stronach głowy mają tysiące komórek receptorowych mikroskopijnej wielkości. To czujniki podczerwieni, które są nawet 10 razy bardziej czułe niż najbardziej nowoczesne czujniki podczerwieni zbudowane przez człowieka. Zmysłem podczerwieni posługują się także węże boa, pytony czy żmije.
Niektóre gatunki nietoperzy, w tym przede wszystkim nietoperze-wampiry, używają podczerwieni, aby sprawnie zlokalizować swoją ofiarę.