آشنائی با ترموگرافی
چشمان ما برای ديدن نياز به نور دارد. نور از جنس امواج الکترومغناطيسی است که منبعی بايد برای انتشار آن وجود داشته باشد تا ما بتوانيم ببينيم، مثل خورشيد يا لامپ روشنائی.
از قضای روزگار تمام موجودات عالم هستی، از جمله خود ما، عملکردی مشابه منابع نور دارند ولی از آنجا که نور مزبور اساساً در طول موجهائی منتشر ميشود که خارج از برد طول موج قابل رؤيت يعنی 0.4 – 0.8 ميکرون است چشمان ما قادر به ديدن نور تابشی موجودات نيست، البته مگر آنکه دمای آنها بسيار بسيار بالا باشد، مثل آهن بالای 600 درجه خصوصاً بالاتر از 1500 درجه که مثل يک منبع نور پرقدرت سفيد رنگ از خود نورافشانی ميکند.
نور فوق الذکر، که البته ديگر به آن نور نميگويند، هم از جنس امواج الکترومغناطيسی است. به عبارت ديگر همه موجودات هستی، با دمای بالاتر از صفر مطلق يا -273 درجه،از خود اين نوع انرژی را تابش ميکنند. اين انرژی به شکل امواج مشابه نور در طول موجهائی که به آن باند "مادون قرمز" يا Infrared ميگويند و با چشم قابل رؤيت نيست به اطراف جسم منتشر ميشود.
مقدار انرژی تابشی فوق تابع دما است و رابطه بين دما و مقدار انرژی تابشی توسط فيزيکدانان، خصوصاً جناب پلانک، قبلاً استخراج شده است. يعنی
اگر بتوانيم مقدار انرژی تابشی مزبور را اندازه گيری کنيم با کمک آن دمای جسم تعيين خواهد شد
دماسنجیِ غيرتماسی Non-contact (Infrared) Temperature Measurement
همة اينها را گفتيم تا به دوربينهای ترموگرافی برسيم ولی پيش از آن اشاره ای به دماسنجهای غيرتماسی ميکنيم
دماسنج غير تماسی يا پايرومتر Infrared Non-contact Thermometer or Pyrometer
دماسنج غيرتماسی ابزاری است که به صورت غيرتماسی انرژی تابشی را دريافت و با توجه به مقدار آن دما يا درجه حرارت سوژه ايکه به طرف آن نشانه روی شده را اعلام ميکند. اين دماسنج ها دارای يک لنز هستند که انرژی مزبور از ميدان ديد خود را روی يک عدد سنسور متمرکز ميکند.بلوک دياگرام ساده يک ترمومتر غير تماسی را ذيلاً ميبينيد.
انرژی فوق الذکر از ميدان ديد لنز روی سنسور متمرکز ميشود. ميدان ديد تابع نوع لنز و فاصلة آن از سوژه است. دمای اندازه گيری شده دمای متوسط ميدان ديد است. به شکلهای زير دقت کنيد:
 
دوربين ترموگرافی Thermography Camera
اصول کار در دوربين ترموگرافی مشابه ترمومتر غيرتماسی است که در بالا به اختصار معرفی شد ولی:
در دوربين ترموگرافی بجای يک سنسور از هزاران سنسور استفاده ميشود که هر يک از سنسورها دمای بخش کوچکی از ميدان ديد لنز دوربين را اندازه گيری ميکند. اين سنسورها روی صفحه ای که به آن ديتکتور ميگويند به صورت سطری/ستونی در کنار هم چيده شده اند مثل پيکسل های مانيتورهای کامپيوتر.
برای مثال در دوربينی که در مشخصات فنی آن نوع ديتکتور 320X240 پيکسل قيد شده تعداد سنسورها 320X240=76,800 عدد است.
بدين ترتيب دوربين ترموگرافی تا اينجای کار و اساساً فقط دمای سوژه يا ميدان ديد خود را اندازه گيری ميکند منتها نه فقط دمای يک نقطه بلکه بسته به تعداد سنسورها دمای هزاران هزار نقطه و آنهم در هر کسری از ثانيه. نتيجه اندازه گيری در جدولی با تعداد خانه هائی برابر تعداد سنسور ها، مثلاً 320x240خانه، ثبت ميشود.
دوربين بعد از قرائت دما به هر دما رنگی را اختصاص ميدهد و بدين ترتيب به هريک از خانه های جدول دمای فوق رنگی اختصاص مييابد. در نهايت جدول رنگها به صفحه نمايش ارسال ميشود و آنچه ما در دوربين ميبينيم در واقع يک جدول دماست که هر يک از خانه های آن بجای دمای اندازه گيری شده توسط سنسور مربوطه رنگ اختصاص داده شده به آن را منعکس ميکند.
شکل زير اساس کار دوربين ترموگرافی را نشان ميدهد.
پس چرا تصويری که ما ميبينيم (بعضاً) شبيه و حتی در مواردی بسيار شبيه عکس معمولی است؟ مثلاً عکسهای زير جملگی تصاوير دمائی يا ترموگرافی هستند ولی اگر کسی ترموگرافی را نشناسد ممکن است حتی فکر کند که اينها عکس يا نقاشی هنری اند!؟
What are these:
Artistic Visual Images, Painting Or Thermal (Thermography) Images?
علت اينکه جزئيات آنچه در ميدان ديد دوربين هست، با تنظيم مناسب دوربين، تقريباً بطور کامل در تصوير منعکس ميشود حساسيت دوربين به اختلاف دماهای بسيار کم است. البته هرچه اين ميزان حساسيت بيشتر باشد جزئيات تصوير کاملتر خواهد بود. دوربينهای امروزیِ با کيفيت بالا معمولاً به اختلاف دما در حد صدم درجه حساس اند و دوربينهای ارزانتر اختلاف در حد دهم درجه را تشخيص ميدهند. مورد ديگری که تأثير بالائی در کيفيت تصوير ايفا ميکند همان تعداد سنسورهاست که هرچه بيشتر باشد قيمت دوربين گرانتر و شفافيت تصوير، و موارد ديگری که در دوره های آموزشی قابل تشريح است، بيشتر ميشود.
جهت اطلاع هر دوربينی قادر به تهيه تصاويری با کيفيت های بالا نيست. تصاوير فوق، که البته برای نمايش در web کوچک شده اند، توسط بهترين دوربينهای ترموگرافی موجود در بازار تهيه شده اند.
اما و اگرهای تصاوير ترموگرافی
ترموگرافی از جمله تکنولوژيهائی است که بهره گيری صحيح از آن نياز به آموزش دارد. البته هرکسی ميتواند با دوربينهای امروزی با فشردن يک کليد تصوير ترموگرافی بگيرد ولی تفسير تصوير ترموگرافی بدون آشنائی با تکنولوژی مربوطه ميتواند نتايج بعضاً بسيار ناخوش آيندی را برای مفسر مربوطه به بار بياورد. مثلاً تصوير زير را که از يک لوله گرفته شده در کنار عکس معمولی لوله مشاهد ميکنيد.
همانطور که ملاحظه ميکنيد در عرض لوله حدود 40 درجه سانتيگراد اختلاف دما ديده ميشود. ترموگرافر بايد اختلاف را تفسير کند. ممکن است اين اختلاف از رسوب گذاری درون لوله باشد؟
در صفحة انتخاب دوربين ترموگرافی اطلاعات تخصصی تر در مورد اين تکنولوژی ارائه شده است.
روی همين خط کليک کنيد تا به بالای صفحه برويد
|