Kamera termowizyjna – jak działa i do czego służy? Zastosowanie w budownictwie, przemyśle i monitoringu

Kamera termowizyjna służy do wizualizacji temperatury obiektów poprzez analizę promieniowania podczerwonego, które jest przez nie emitowane. To właśnie to promieniowanie – niewidoczne dla ludzkiego oka, lecz będące naturalną częścią widma elektromagnetycznego – jest przekształcane przez kamerę termowizyjną na obraz widzialny. Urządzenie to nie rejestruje światła w tradycyjny sposób, jak zwykłe kamery, lecz bazuje na ciepłocie wydzielanej przez dane ciało, dzięki czemu możliwe staje się przedstawienie tzw. obrazu termicznego, znanego również jako termogram.

Typowe zastosowania kamer termowizyjnych

Kamery termowizyjne wykorzystywane są tam, gdzie tradycyjne systemy wizyjne zawodzą – czyli w miejscach, w których warunki oświetleniowe są niesprzyjające lub gdzie zachodzi potrzeba wizualizacji różnic temperatury, a nie samego wyglądu obiektu.

Przykładów ich zastosowania jest wiele. W lotnictwie (m.in. na lotniskach) kamery te są wykorzystywane do skanowania pasażerów – pozwalają one na szybkie wychwycenie osób o podwyższonej temperaturze ciała, co ma istotne znaczenie w sytuacjach zagrożeń epidemiologicznych lub w działaniach służb bezpieczeństwa.

W przemyśle z kolei znajdują one zastosowanie w diagnostyce maszyn i urządzeń. Dzięki nim możliwe jest bowiem sprawdzenie rozkładu temperatury na powierzchni silników, instalacji czy przewodów, co umożliwia wykrycie przegrzewających się elementów i zapobieżenie awariom.

Kamera termowizyjna dobrze sprawdza się również w akcjach ratowniczych i policyjnych. Dzięki zdolności do obrazowania promieniowania cieplnego w trudnych warunkach atmosferycznych, takich jak mgła, noc czy zadymienie, pozwala służbom ratunkowym szybciej lokalizować osoby poszkodowane lub zaginione.

Podobnie w przypadku ochrony mienia – systemy monitoringu wyposażone w kamery termowizyjne są w stanie zarejestrować obecność intruza nawet wtedy, gdy ten ukrywa się w ciemnościach. Choć kamera nie pozwala na „widzenie przez ściany”, jak czasem sugerują filmy science-fiction, to może ona zarejestrować ciepło przenikające przez powierzchnie, jeśli różnica temperatury jest wystarczająca. Co więcej, kamery termowizyjne są coraz częściej zintegrowane z nowoczesnymi systemami nadzoru. W połączeniu z klasycznym monitoringiem wizyjnym umożliwiają tworzenie hybrydowych systemów bezpieczeństwa, które nie tylko rejestrują obraz, ale również wykrywają zagrożenia niewidoczne gołym okiem, takie jak przegrzewające się elementy infrastruktury czy obecność osób w całkowitej ciemności.

Nie sposób pominąć zastosowania kamer termowizyjnych w budownictwie i energetyce. Jednym z najważniejszych obszarów ich wykorzystania jest ocena szczelności energetycznej budynków. Dzięki precyzyjnej analizie rozkładu temperatury na powierzchniach ścian, dachów czy okien, możliwe jest szybkie zlokalizowanie mostków termicznych, nieszczelności w izolacji oraz miejsc ucieczki ciepła. Termowizja jest niezastąpionym narzędziem przy audytach energetycznych, ocenie jakości prac termoizolacyjnych oraz identyfikacji defektów konstrukcyjnych wpływających na efektywność energetyczną obiektu. W praktyce oznacza to możliwość wczesnego wykrycia problemów, które prowadzą do strat ciepła i zwiększonych kosztów ogrzewania, co ma bezpośrednie przełożenie na komfort użytkowników oraz oszczędności finansowe.

Jak działa kamera termowizyjna, czyli kilka słów o technologii obrazowania cieplnego

Choć niektórym może się wydawać, że kamera termowizyjna pozwala na „prześwietlanie” przedmiotów, w rzeczywistości jej działanie opiera się na analizie temperatury ich powierzchni. Jeśli np. przez warstwę szkła, tkaniny lub metalu nie wydostaje się odpowiednia ilość promieniowania cieplnego, kamera nie zarejestruje, co znajduje się po drugiej stronie. Jednak w sytuacji, gdy obiekt znajdujący się za przeszkodą nagrzewa ją wystarczająco mocno, urządzenie może odczytać zmianę temperatury tej powierzchni i na jej podstawie wskazać potencjalne źródło ciepła.

Działania kamery termowizyjnej nie należy mylić z pracą klasycznej kamery rejestrującej obraz światła widzialnego. W przypadku termowizji to promieniowanie cieplne, będące efektem ruchu cząsteczek wewnątrz ciał, jest rejestrowane i przekształcane w dane wizualne. Im wyższa temperatura danego obiektu, tym intensywniej promieniuje on w podczerwieni. Kamera odbiera to promieniowanie, analizuje jego natężenie i tworzy obraz w czasie rzeczywistym, co daje natychmiastowy wgląd w rozkład temperatur. To właśnie ta zasada działania odpowiada za wszechstronność urządzenia.

Współczesne kamery termowizyjne często łączą w sobie funkcję rejestracji obrazu termicznego z tradycyjnym obrazem optycznym – pozwala to operatorowi lepiej zorientować się, jaki dokładnie obiekt został zarejestrowany i gdzie się znajduje. Dzięki temu możliwe jest jednoczesne prowadzenie dokumentacji wizualnej i termograficznej, co ma szczególne znaczenie np. przy inspekcji budynków, instalacji czy infrastruktury technicznej.

Kamera termowizyjna – Podsumowanie

Rozwój technologii sprawia, że kamery termowizyjne stają się coraz bardziej dostępne – zarówno pod względem rozmiaru, jak i ceny. Coraz częściej wykorzystywane są one przez służby techniczne, monterów, elektryków czy nawet myśliwych, którzy używają ich do obserwacji zwierząt w nocy. Kamera termowizyjna umożliwia zatem nie tylko wykrywanie zagrożeń, ale także analizowanie zjawisk, które normalnie pozostałyby niewidoczne dla ludzkiego oka.