Dzięki mediom przez lata upowszechniły się w świadomości ludzi mylne poglądy na temat obrazowania termicznego czyli termowizji. W jaki sposób kamery mogą na przykład ?widzieć? przez ściany? Aby na to odpowiedzieć, przedstawiamy przegląd często zadawanych pytań na temat tego co można, a czego nie można zobaczyć za pomocą kamery termowizyjnej.

(Osoby dociekliwe mogą powiedzieć, że kamery termowizyjne ?nie widzą? niczego: one wykrywają promieniowanie cieplne i przypisują mu odpowiednie kolory w zakresie temperatur zarejestrowanych przez matrycę detektora. My w tym artykule będziemy jednak dla uproszczenia używać słowa ?widzą?.)

Czy kamery termowizyjne widzą przez ściany?

Nie, kamery termowizyjne nie mogą widzieć przez ściany, a przynajmniej nie tak jak na filmach. Ściany są zwykle wystarczająco grube i wystarczająco zaizolowane aby zablokować jakiekolwiek promieniowanie podczerwone wychodzące z drugiej strony. Jeśli skierujemy kamerę na ścianę, wykryje ona promieniowanie ściany, a nie tego, co jest za nią. Jeśli jednak coś wewnątrz ściany spowoduje wystarczającą różnicę temperatury, kamera wykryje to na powierzchni ściany. Osoby zajmujące się zawodowo diagnostyką budynków często używają kamer termowizyjnych w celu wykrycia takich usterek jak przecieki wody czy braki w izolacji termicznej, bez potrzeby rozbierania ścian czy sufitów.

Belki wewnątrz ściany (pionowe linie) są chłodniejsze niż izolacja i powodują różnicę temperatury na powierzchni  ściany.

Czy kamery termowizyjne widzą przez dym?

Tak, kamery termowizyjne mogą wykryć ciepło przez dym i są szeroko stosowane w tym celu przez strażaków. Cząsteczki sadzy w dymie skutecznie blokuję światło widzialne, ale przepuszczają promieniowanie podczerwone, pozwalając strażakom orientować się w zadymionym miejscu.

Osoba w drzwiach jest przesłonięta dymem i niewidoczna w świetle widzialnym, lecz łatwo widoczna w podczerwieni.

Czy kamery termowizyjne widzą przez mgłę?

Mgła i deszcz mocno ograniczają możliwości kamer termowizyjnych z powodu rozpraszania promieniowania na kroplach wody. Jednak często kamery termowizyjne mogą ?widzieć? we mgle lepiej niż kamery na światło widzialne lub ludzkie oko. Z tego powodu producenci samochodów używają kamer termowizyjnych w systemach bezpieczeństwa i w samochodach autonomicznych.

W pewnych warunkach kamera termowizyjna może pokazać obiekty przez mgłę dużo wyraźniej niż kamera do światła widzialnego.

Czy kamery termowizyjne widzą przez szybę?

Ciekawostka: szyba odbija promieniowanie podczerwone jak lustro. Jeśli skierujemy kamerę termowizyjną na okno, nie zobaczymy niczego po drugiej stronie szyby, ale otrzymamy ładne własne odbicie w podczerwieni. Dzieje się tak ponieważ szyba dzięki swojej gładkiej powierzchni ma dość dobre właściwości odbijania promieniowania, czyli na szybie są dobrze widoczne obrazy termiczne obijających się obiektów i blokowane jest promieniowanie podczerwonego obiektów znajdujących się po drugiej stronie szyby (*). Podobne właściwości mają również inne materiały o gładkich powierzchniach, w tym metale. (**)

Aparat cyfrowy widzi przez szybę drzewa znajdujące się na zewnątrz, a kamera termowizyjna widzi odbite ciepło fotografa. 

(*) opisane właściwości szkła dotyczą pasma promieniowania podczerwonego o długości fali 7?12 ?m, które rejestruje większość kamer termowizyjnych. (przypis tłumacza)

(**) Podobieństwo ogranicza się do faktu, że na gładkich powierzchniach rożnych materiałów widoczne są odbicia obrazu termicznego. Powierzchnie metalowe (tzn. niezabrudzone, nieutlenione i nielakierowane) mają bardzo niską emisyjność (zdolność wypromieniowywania ciepła) i dzięki temu odbijają nawet 97% promieniowania podczerwonego (w całym zakresie), podczas gdy niskoemisyjna szyba okienna odbija około 10 – 15% promieniowania podczerwonego w paśmie 7?12 ?m. (przypis tłumacza)

Czy kamery termowizyjne widzą przez beton?

Odpowiedź na to pytanie jest generalnie taka sama jak na pytanie dotyczące ścian ? czyli nie. Lecz kamera termowizyjna jest w stanie wykryć coś w betonie ? jak na przykład rurę lub ogrzewanie podłogowe ? co powoduje różnicę temperatur na powierzchni betonu.

Ogrzewanie podłogowe jest wyraźnie widoczne pod betonową podłogą.

Czy kamery termowizyjne widzą przez metal?

Metal jest zdradliwym materiałem w świecie termografii. Błyszczący metal, czy jakikolwiek metalowy przedmiot, który jest gładki lub wypolerowany, będzie odbijał promieniowanie podczerwone, zachowując się jak lustro dla podczerwieni. Powoduje to trudności dla każdego, kto próbuje badać metalowe rurociągi lub maszyny w poszukiwaniu przegrzanych miejsc. Utleniony, oksydowany metal lub metal pokryty matową farbą lub powłoką pozwala na łatwiejsze wykonanie dokładnego pomiaru (więcej informacji w artykule: Using Low-Cost Materials to Increase Target Emissivity). Kamery termowizyjne nie mogą w żaden sposób widzieć ?przez? metalowe obiekty, ale na metale mogę przewodzić ciepło i odsłaniać ciepłe i zimne miejsca, lub na przykład poziomy cieczy w zbiornikach.

Dzięki różnicy temperatur spowodowanej obecnością cieczy w zbiornikach, łatwo jest w podczerwieni zobaczyć, w jakim stopniu zapełnione są metalowe zbiorniki . 

Czy kamery termowizyjne widzą przez drzewa?

Kamera termowizyjna nie może wykryć obiektów przez pień drzewa, ale może pomóc w poszukiwaniach ludzi bądź zwierząt na terenach leśnych. Służby ratownicze często korzystają ze sprzętu termowizyjnego do odnajdywania śladów cieplnych na terenach leśnych i niezamieszkałych.

Kamera termowizyjna nie widzi przez drzewa (ani przez drewno), ale może być pomocna w poszukiwaniach ludzi na zalesionych terenach, gdzie ich ślady cieplne wyróżniają się bardziej niż obraz w świetle widzialnym.

Czy kamery termowizyjne widzą przez plastik?

Mając kamerę termowizyjną można jako ciekawostkę wykonać następujący pokaz: zasłonić ciepły przedmiot lub osobę kawałkiem cienkiej nieprzezroczystej plastikowej folii (np. torby na śmieci). Folia przepuści promieniowanie podczerwone i pozwoli kamerze termowizyjnej zarejestrować wszystko, co zostało zasłonięte, ale jest nieprzezroczysta dla światła widzialnego. Taki pokaz uda się jednak tylko z cienką folią. Grubsze folie są nieprzezroczyste dla promieniowania podczerwonego.

Plastikowa torba jest nieprzezroczysta dla światła widzialnego, ale dla promieniowania podczerwonego nie stanowi ona większej przeszkody.

Czy kamery termowizyjne widzą w ciemności?

A teraz ekstra pytanie na koniec! Odpowiedź brzmi: tak! Ciemność w żadnym stopniu nie wpływa na pracę kamery termowizyjnej, która nie wymaga żadnego światła aby pokazać ciepło. (Więcej w artykule Thermal Imaging vs. Night Vision ? porównanie działania kamer termowizyjnych i noktowizorów.)

Porównanie obrazu z kamer CCTV i termowizyjnych dowodzi, że termowizja nie wymaga żadnego widzialnego światła.

tłumaczenie: Krystian Karpeta

Oryginalny tekst oraz materiał graficzny na stronie flir.eu: Can Thermal Imaging See Through Walls? And Other Common Questions