دوربین حرارتی یک دستگاهی است که می‌تواند اشعه مادون قرمز ساطع شده از سطح اجسام را تشخیص داده و آنها را به یک تصویر مرئی تبدیل کند. این دوربین بر این اساس کار می‌کند که تمامی اجسام که دمای آنها بالاتر از صفر مطلق است، می‌توانند مادون قرمز ساطع کنند. تابش مادون قرمز با دما تغییر پیدا می‌کند، یعنی هر چقدر جسم گرمتر باشد، می‌تواند تابش بیشتری ساطع نماید.
نحوه کار دوربین حرارتی
تشخیص تابش مادون قرمز
لنز دوربین حرارتی می‌تواند نور مادون قرمزی که از اجسام ساطع می‌شود را متمرکز کند.
تبدیل به سیگنال الکتریکی
نور مادون قرمز به یک حسگر حرارتی برخورد می‌کند. حسگر می‌تواند انرژی مادون قرمز را جذب کرده و دمای آن را تغییر دهد. این تغییر دما باعث می‌شود که در مقاومت الکتریکی حسگر تغییر ایجاد شده و یک سیگنال الکتریکی تولید شود.
پردازش سیگنال
سیگنال‌های الکتریکی از هر پیکسل حسگر به وسیله یک پردازنده در دوربین پردازش می‌شوند.
ایجاد تصویر حرارتی (ترموگرام)
پردازنده‌ها اطلاعاتی که مربوط به دما هستند را به رنگ‌های مختلف درآورده و در یک تصویر آنها را نشان می‌دهند. معمولاً هر چقدر اجسام گرمتر باشند، رنگ‌های روشن‌تری چون قرمز و زرد دارند و هر چقدر اجسام سردتر باشند، با رنگ‌های تیره‌تر چون آبی و بنفش نشان داده می شوند. این تصویر به وجود آمده ترموگرام نام می‌گیرد.
کاربردهای دوربین‌های حرارتی
دوربین‌های حرارتی به خاطر قابلیت‌های منحصر به فردی که در تشخیص و نمایش تفاوت‌های دمایی دارند، توانسته‌اند در صنایع و زمینه‌های مختلف کاربرد بسیار گسترده پیدا کنند. در ادامه می‌خواهیم به برخی از مهمترین کاربردهای این فناوری اشاره کنیم:
صنعت و نگهداری
کاربرد دوربین های حرارتی در حوزه صنعت وسیع است که با هم می خواهیم بررسی کنیم:
تشخیص عیوب تجهیزات الکتریکی
شناسایی نقاط داغ در سیم کشی و یا اتصالات موتورها ،تابلوهای برق و ترانسفورماتور ها می تواند نشان دهنده اتصال کوتاه، اضافه بار و یا خرابی باشد. در نتیجه می‌توان از بروز آتش سوزی جلوگیری کرد.
بازرسی تجهیزات مکانیکی
تشخیص نقاط بیش از حد داغ در برینگ‌ها، پمپ‌ها، گیربکس‌ها و یا قطعات متحرک که ناشی از اصطکاک، سایش و یا روانکاری نامناسب است، می‌تواند مشخص کند که این قطعات نیاز به تعمیر دارند و از بروز اتفاقات بدتر جلوگیری می‌شود.
تشخیص نشتی در سیستم‌های لوله کشی و مخازن
شناسایی تغییرات دمایی که ناشی از نشتی گاز یا مایعات در لوله‌ها، سیستم‌های تحت فشار و یا مخازن وجود دارد، به کمک این دوربین‌ها امکان‌پذیر است. شما می‌توانید برای ارزیابی کیفیت عایق حرارتی در کوره‌ها، دیگ‌های بخار و تجهیزات صنعتی دیگر، از این دوربین‌ها استفاده کرده و بدین طریق نقاط ضعف آنها را شناسایی و به دنبال کاهش اتلاف انرژی باشید.
ساختمان و تاسیسات
تشخیصاتی که در ساختمان‌ها گرما را از دست می‌دهند و یا در تابستان‌ها گرما از طریق سقف دیوار در و پنجره وارد ساختمان باعث می‌شود، نشان می دهد که فرایند عایق کاری بهتر انجام نشده و و باید اقدامات بهتری انجام داد.
شما می‌توانید از این دوربین‌ها استفاده کنید تا بدین وسیله مناطق مرطوب در دیوارها، کف‌ها و سقف‌ها را که ناشی از نشتی لوله، نفوذ آب باران یا رطوبت است را شناسایی کنید. بدین طریق می‌توانید از رشد قارچ و آسیب رسیدن به ساختار ساختمان جلوگیری نمایید.
شما می‌توانید از این دوربین‌ها استفاده کرده و عملکرد سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی را بررسی کنید. به این طریق می‌توانید از توزیع یکنواخت گرما و سرما در ساختمان مطمئن شده و مشکلات احتمالی که در رادیاتور، کانال و یا فن کویل‌ها وجود دارد را تشخیص دهید. در حوزه صنعتی می‌توانید برای تشخیص نقاط داغ در سیم کشی اتصالات از این دوربین‌ها استفاده کنید.
ایمنی و آتش‌نشانی
آتش‌نشانان می‌توانند با استفاده از دوربین‌های حرارتی برای دیدن شرایط تاریک و یا دود غلیظ استفاده کنند، افراد گرفتار شده و یا کانون‌های آتش‌سوزی پنهان را پیدا می‌کنند. شناسایی کردن مناطقی که به طور غیر عادی گرم شده می‌تواند کمکی بگیرد تا آنها را مهار کنید،چون این مناطق ممکن است به زودی آتش بگیرند.
تیم‌های جستجو و نجات برای پیدا کردن افراد گمشده در شب، در زیر آوار یا جنگل‌ها از کاربردهای دیگر این دوربین‌ها است.
پزشکی و سلامت
علم پزشکی از دوربین‌های حرارتی استفاده می کند تا تغییرات دمایی که در سطح پوست اتفاق می‌افتد را بتواند تشخیص دهد. این تغییرات نشانه‌ای از برخی بیماری‌ها مثل التهاب، مشکلات گردش خون و یا عفونت است.
شناسایی کردن مناطق ملتهب و آسیب دیده در عضلات و مفاصل برای تشخیص دادن آسیب‌های ورزشی است. هنگام شیوع بیماری‌های واگیردار، از دوربین‌های حرارتی برای تشخیص افراد با تب بالا در مکان‌های عمومی استفاده می‌کنند.
امنیت و نظارت
برای تشخیص دادن افراد و وسایل نقلیه در شب که شرایط نوری کمی وجود دارد، دوربین‌های حرارتی می‌توانند مرکزیت بهتری داشته باشند. آنها می‌توانند اجسام گرم را در تاریکی مطلق و یا شرایط آب و هوایی بد به راحتی تشخیص دهند. در مرزها و مناطق حساس این دوربین‌ها وسیله ای هستند که می‌توان تردد غیر مجاز افراد و وسایل نقلیه را تشخیص داد.
جستجو و نجات
در عملیات جستجو و نجات برای تشخیص و شناسایی افراد گمشده در شب و یا در مناطق وسیع و یا در زیر پوشش گیاهی از دوربین های حرارتی استفاده می‌شود.
تحقیقات علمی
مشاهده و بررسی الگوهای حرارتی بدن حیوانات در محیط طبیعی بدون ایجاد مزاحمت و یا تجسم تغییرات دما در آزمایشگاه‌ها و محیط‌های صنعتی، باعث می‌شود جریان‌های سیالات و گازها به طور کامل بررسی شود.
کشاورزی
در صنعت کشاورزی می‌توان از دوربین‌های حرارتی برای تشخیص اصراف آبی، آفات و بیماری‌ها به وسیله تغییرات دمایی برگ‌ها استفاده کرد. می‌توان از توزیع مناسب آب در مزارع و وضعیت آبیاری مطمئن شد. همچنین برای تخمین تعداد دام‌ها در شب و یا در مناطق وسیع می‌توان از این دوربین‌ها استفاده کرد.
مزایای استفاده از دوربین‌های حرارتی
استفاده از دوربین‌های حرارتی مزایای زیادی را دارد، به همین خاطر می‌توان در صنایع و زمینه‌های مختلف از آنها استفاده کرد. در ادامه می‌خواهیم به برخی از مهمترین این مزایا اشاره کنیم:
تشخیص غیرتماسی و ایمن
دوربین‌های حرارتی به شما کمک می‌کند بدون نیاز به تماس مستقیم با جسم بتوانید دما را اندازه‌گیری کنید. این موضوع در مورد اجسام بسیار داغ و یا سرد و همچنین خطرناکی که در حال حرکت هستند، هم ایمن بوده و هم نیازی به تماس فیزیکی ندارد. عدم نیاز به تماس مستقیم باعث می‌شود که خطر برگرفتگی، سوختگی و یا قرار گرفتن در معرض مواد خطرناک کاهش پیدا کند.
سرعت و دقت در اندازه‌گیری دما
دوربین های حرارتی می‌توانند تصاویر حرارتی را با سرعت بالا ثبت کرده و در یک لحظه اطلاعات دمایی زیادی جمع آوری نمایند. نقاط سرد و یا داغی که به صورت غیر عادی هستند، به سرعت در تصویر حرارتی قابل مشاهده می‌باشند. بنابراین به صورت فوری می‌توان مشکلات را تشخیص داد و برای مقابله با آن اقدامات لازم را انجام داد. دوربین‌های حرارتی مدرن در اندازه‌گیری دما دقت بالایی دارند و می‌توانند جزئی‌ترین دماها و تغییرات دما را تشخیص دهند.
قابلیت تصویربرداری و تحلیل داده‌ها
دوربین‌های حرارتی می‌توانند اطلاعات دما را به صورت تصاویر بصری و یا ترموگرام نمایش دهند. این تصاویر نسبت به داده‌های عددی بسیار آسان‌تر است. شما می‌توانید تصاویر حرارتی را ذخیره کرده و از آن برای تجزیه و تحلیل دقیق، مقایسه با تصاویر قبلی و یا مستندسازی استفاده کنید.
تصاویر دوربین های حرارتی می‌تواند به راحتی در گزارش‌ها گنجانده شوند. در این صورت می‌توانید از وضعیت حرارت تجهیزات و یا ساختمان‌ها اطلاعات دقیقی داشته باشید.
افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها
شما اگر بتوانید به طور زود هنگام مشکلات را تشخیص دهید، قبل از بروز خرابی‌های بزرگ و پرهزینه می‌توانید اقدامات لازم را انجام دهید. تشخیص سریع عیوب باعث می‌شود که زمان توقف تجهیزات کاهش شده و میزان بهره‌وری بیشتر شود.
در ساختمان‌ها می‌توان برای شناسایی نقاط اتلاف انرژی و رفع آنها از دوربین‌ها استفاده کرد که این موضوع باعث کاهش هزینه‌های گرمایش و سرمایش می‌شود. تشخیص خطرات بالقوه مثل نقاط داغ در تجهیزات الکتریکی می‌تواند از بروز حوادث دیگر جلوگیری کند.
تشخیص مشکلات غیرقابل مشاهده با چشم غیرمسلح
دوربین‌های حرارتی برای عملکرد خود به نور مردی نیاز ندارند، چون آنها می‌توانند در تاریکی کامل هم تصویربرداری کنند. در برخی موارد دوربین‌های حرارتی می‌توانند از پشت موانعی چون دود یا گرد و غبار تغییرات دمایی را به خوبی تشخیص دهند.
کاربردهای گسترده
همانطوری که قبلاً هم ذکر کردیم، دوربین‌های حرارتی در صنایع و زمینه‌های مختلف کاربرد گسترده‌ای دارند. بسیاری از دوربین‌های حرارتی دستی و قابل حمل هستند و می‌توان در مکان‌های مختلف از آنها استفاده کرد.
راهنمای خرید دوربین حرارتی
راهنمای خرید دوربین حرارتی می‌تواند به شما کمک کند تا با در نظر گرفتن نیاز و بودجه خود بهترین انتخاب را داشته باشید. برای خرید دوربین‌های حرارتی باید به یک سری فاکتورهایی توجه داشته باشید که در ادامه به چند مورد از آنها اشاره می‌کنیم:
تعیین نوع کاربرد و نیازها
- ابتدا باید هدف اصلی از خرید دوربین حرارتی را بدانید. آیا می‌خواهید از آن برای تعمیر و نگهداری صنعتی استفاده کنید؟ می‌خواهید دوربین در زمینه بازرسی ساختمان، پزشکی، ایمنی، آتش نشانی، امنیت و تحقیقات استفاده شود؟
- در مرحله بعد باید مشخص کنید که چه نوع اجسامی را می‌خواهید با کمک دوربین حرارتی بررسی کنید. این اجسام می‌تواند شامل ساختمان، افراد، حیوانات، تجهیزات الکتریکی و یا مکانیکی باشد.
- سپس باید محدوده دمایی مورد نیاز خود را بدانید. برخی کاربردها نیاز به آن دارد که دماهای بسیار بالا یا بسیار پایین اندازه‌گیری شود.
- حال باید مشخص کنید که چه میزان جزئیات در تصویر حرارتی برای شما اهمیت دارد. آیا به دنبال تشخیص مشکلات کوچک هستید و یا می‌خواهید رزولوشن بالاتری را ببینید؟
- همچنین باید مشخص کنید که به چه قابلیت‌هایی از دوربین احتیاج دارید؟ شما می‌توانید از قابلیت‌هایی چون اتصال وای فای، ضبط ویدیو، نرم‌افزارهای تحلیلی و یا گزارش دهی استفاده کنید.
- در آخر باید شرایط محیط کاری خود را مشخص کنید. باید تعیین کنید که محیط شما گرد و غبار و یا رطوبت دارد یا نه؟
مشخصات فنی کلیدی دوربین حرارتی
رزولوشن آشکارساز
این مشخصات به تعداد پیکسل‌های حسگر حرارتی نشان داده می‌شود. رزولوشن بالاتر می‌تواند از محیط تصویر حرارتی واضح‌تر به همراه جزئیات بیشتر ارائه دهد. شما می‌توانید از راه دور مشکلات کوچکتر را هم تشخیص دهید. این موضوع یکی از مهمترین فاکتورهایی است که قیمت دوربین‌های حرارتی را می‌توانند تعیین کنند.
حساسیت حرارتی NETD
این مقدار نشان می‌دهد که دوربین تا چه حدی می‌تواند تفاوت‌های دمایی کوچک را تشخیص دهد. وقتی NETD پایین‌تر باشد، یعنی حساسیت بالاتر بوده و توانایی تشخیص تغییرات جزئی دما وجود دارد.
محدوده دمایی
این بازه نشان می‌دهد که دوربین قادر به اندازه‌گیری دما در چه محدوده‌ای است؟ شما باید مطمئن باشید که محدوده دمایی دوربین با کاربرد مد نظر شما سازگاری دارد.
نرخ فریم
تعداد تصاویری که در هر ثانیه دوربین ثبت می‌شود، نرخ فریم نام دارد. نرخ فریم وقتی بالاتر باشد، می‌توان از آن برای بررسی کردن اجسام متحرک و یا تغییرات دمایی سریع‌تر استفاده کرد.
میدان دید
زاویه‌ای که دوربین می‌تواند تصویربرداری کند، میدان دینامیده می‌شود. میدان دید به لنز دوربین بستگی دارد. شما اگر می‌خواهید مناطق وسیعی را بررسی کنید، به میدان دید بزرگتر نیاز دارید. اگر می‌خواهید جزئیات را از راه دور بررسی کنید، به میدان دید کوچک‌ترین نیاز خواهید داشت.
دقت اندازه‌گیری دما
میزان خطای احتمالی در اندازه‌گیری دما به صورت دقت اندازه‌گیری مقابل تشخیص است.
فاصله کانونی و قابلیت فوکوس
برخی دوربین‌ها فوکوس دستی یا خودکار دارند که شما به وسیله آنها می‌توانید از اجسام در فواصل مختلف تصویرهای واضحی بگیرید.
نمایشگر
اندازه رزولوشن و میزان روشنایی صفحه نمایش دوربین برای آن است که بتوانید به راحتی از آن استفاده کرده و بهتر بتوانید تصاویر را تفسیر کنید.
ذخیره‌سازی
وضعیت حافظه داخلی و یا قابلیت پشتیبانی از کارت حافظه برای آن است که بتوانید تصاویر و یا ویدیوها را ذخیره کنید.
نوع دوربین حرارتی
دوربین‌های حرارتی دستی
رایج‌ترین نوع از دوربین‌های حرارتی که برای کاربردهای زیادی می‌توان از آن استفاده کرد دوربین‌های حرارتی دستی است.
دوربین‌های حرارتی نصب شده ثابت
برای آنکه بتوانید به یک منطقه خاص نظارت مداوم داشته باشید و یا سیستم‌های صنعتی را ادغام کنید، می‌توانید از دوربین‌های حرارتی نصب شده ثابت استفاده کنید.
دوربین‌های حرارتی مادون قرمز
این دوربین‌ها ماژول‌های کوچکی هستند که می‌توان از آنها در دستگاه‌های دیگر مثل تلفن‌های هوشمند و یا پهپادها استفاده کرد.
بودجه
قیمت دوربین‌های حرارتی به مشخصات فنی و برند آن بستگی دارد و قیمت‌های آن بسیار متفاوت است. قبل از آنکه شروع به خرید کنید، باید بودجه خود را مشخص کنید و سعی کنید دوربینی انتخاب کنید که بین قیمت و عملکردی که نیاز به آن دارید تعادل مناسبی داشته باشد.
برند و خدمات پس از فروش
انتخاب یک دوربین با برند معتبر به شما کمک می‌کند که بعدها بتوانید از خدمات پس از فروش آن چون تعمیر، گارانتی و یا کالیبراسیون برخوردار شوید.