اگر تاکنون تصاویر یا ویدئوهایی را دیده باشید که شامل مجموعه نامنظمی از رنگ‌های زرد و قرمز است، آن را گرما‌نگاری یا در محاوره، تصویربرداری حرارتی (Thermal imaging) می‌نامند. با مجله گجت همراه باشید تا در این مطلب، با چگونگی عملکرد تصویربرداری حرارتی آشنا شوید.
کاربردهای تصویربرداری حرارتی
تصویربرداری حرارتی در انواع گوناگون کاربردها، مورد استفاده قرار می‌گیرد. شرکت‌های کنترل انرژی، از آن به عنوان ابزاری برای بررسی هدررفت انرژی گرمایی در خانه‌ها از طریق درز درب و پنجره‌ها بهره می‌برند. هلیکوپترهای پلیس برای موقعیت‌یابی در شب، ایستگاه‌های هواشناسی برای ردیابی طوفان‌ها و تندبادها، در زمینه پزشکی برای تشخیص بیماری‌ها و اختلالات مختلف و در برخی از دوربین‌های امنیتی مثل زنگ‌های حساس به حرکت نیز از تصویربرداری حرارتی استفاده می‌شود.
تصویربرداری حرارتی چیست؟
به طور کلی، تصویربرداری حرارتی به شما اجازه می‌دهد که گرمایی را که هر شئ از خود می‌تاباند، مشاهده کنید. دوربین‌های حرارتی دمای مختلف اشیاء متنوع در یک تصویر را ثبت می‌کنند و سپس به هر کدام هاله‌ای از یک رنگ را اختصاص می‌دهند و این امکان را فراهم می‌کنند که میزان حرارتی که هر شئ می‌تابد را به نسبت سایر اشیاء محیط اطراف، مشاهده کنید.
در دماهای پایین‌تر تصویر با هاله آبی، بنفش یا سبز مشاهده می‌شود و با گرم‌تر شدن دما، می‌توان هاله‌ای با رنگ قرمز، نارنجی و زرد مشاهده کرد. برای مثال در تصویر بالا، توجه شما به شخصی جلب می‌شود که با رنگ قرمز، نارنجی و زرد پوشیده شده است، در حالی که سایر نواحی آبی و بنفش هستند و این بدین خاطر است که بدن شخص گرمای بیشتری به نسبت محیط اطراف می‌تاباند.
برخی دوربین‌های حرارتی به جای تصاویر رنگی، تصاویر سیاه و سفید دارند. به طور نمونه هلیکوپترهای پلیس از تصاویر سیاه و سفید برای یافتن مجرمین استفاده می‌کنند.
تصویربرداری حرارتی چگونه عمل می‌کند؟
دوربین‌های حرارتی، دما را با تشخیص و ثبت سطوح مختلف پرتو فروسرخ تعیین می‌کنند. این پرتو برای چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست، اما اگر شدت کافی داشته باشد، می‌تواند به صورت گرما حس شود. همه اشیاء مقداری پرتو فروسرخ از خود ساطع می‌کنند و این یکی از روش‌های انتقال گرما است. اگر دستتان را روی ذغال‌های داغ داخل اجاق نگه دارید، ذغال‌ها یک پرتو فروسرخ از خود ساطع می‌کنند و حرارت به دست شما انتقال می‌یابد. جالب است که بدانید، تنها چیزی در حدود نصف انرژی خورشید، به صورت نورِ قابل مشاهده به ما می‌رسد و مابقی آن ترکیبی از پرتو فرابنفش و فروسرخ است.
شئ داغ‌تر، پرتو فروسرخ بیشتری تولید می‌کند. دوربین‌های حرارتی می‌توانند این پرتو را ببینند و آن را به تصویری تبدیل کنند که ما بتوانیم آن را با چشم‌هایمان ببینیم. درست مثل آنچه که یک دوربین دید در شب می‌تواند با استفاده از پرتو نامرئی فروسرخ تصویربرداری کند و آن را به تصویری قابل مشاهده برای چشم انسان، تبدیل نماید.
داخل یک دوربین حرارتی یک دسته از ابزارهای اندازه‌گیری کوچک وجود دارد که پرتو فروسرخ را ثبت می‌کند و به آن میکروبولومتر یا تابش‌سنج کوچک می‌گویند که در ازای هر پیکسل یک عدد از آن وجود دارد. به این طریق تابش‌سنج کوچک دما را ثبت می‌کند و به هر پیکسل یک رنگ مناسب اختصاص می‌دهد. همانطوری که ممکن است حدس بزنید، به همین دلیل است که بیشتر دوربین‌های حرارتی، وضوح تصویر بسیار پایینی در مقایسه با تلویزیون‌ها و دیگر نمایشگرهای مدرن دارند. در واقع بالاترین وضوح تصویر دوربین‌های حرارتی، نهایتا در حدود ۴۴۰×۶۸۰ است.
تفاوت دوربین‌های حرارتی با دوربین‌های دید در شب چیست؟
به طور فنی تصاویر حرارتی نوعی از دید در شب است و می‌تواند با همین عنوان به کار رود. اما اگر هدف شما این است که تاریکی را بتوانید به آسانی مشاهده کنید، شاید برای این کار نامناسب و بیش از حدِ نیاز باشد.
به طور مثال، در هلیکوپترهای پلیس دوربین دید در شب حرارتی بسیار مناسب است، زیرا این قابلیت را دارد که به آسانی یک شخص را از سایر اجسام محیط متمایز کند. نه تنها این کار باعث تسهیل تشخیص یک مجرم در تاریکی می‌شود، بلکه حتی در روشنایی روز هم، اگر کسی در محیطی مخفی شده باشد، عمل جستجو و یافتن را آسان‌تر می‌سازد.
به هر حال، اغلب دوربین‌های حرارتی بر اساس طول موج‌های بلندتر فروسرخ عمل می‌کنند، در حالی که دوربین‌های امنیتی دید در شب رایج، پرتوهای فروسرخ با طول موج‌های کوتاه‌تر را ثبت می‌کنند و از نظر هزینه تولید نیز ارزان‌تر به شمار می‌روند. به عبارت دیگر، تنها دوربین‌های حرارتی این قابلیت را دارند که فروسرخ با طول موج‌های بلند را ثبت کرده و امکان تشخیص حرارت آن را فراهم نمایند.
پوریا زنگیشه 
سینا عابدینی