Kamera termowizyjna – jak to działa

Kamera termowizyjna, nazywana zamiennie termograficznyną, jest stosowana od lat w wielu dziedzinach nauki i techniki, w tym w diagnostyce maszyn i urządzeń. Obecność kamer termowizyjnych w komórkach czy tabletach już nikogo nie dziwi.

Możliwość szybkiej rejestracji obrazów w podczerwieni, tzw. Slow Motion, również nie jest problemem. Jednak czy wszyscy rozumiemy, jak działa kamera termowizyjna i jak to się dzieje, że możliwy jest pomiar temperatury zdalnie?

U podstaw funkcjonowania współczesnych kamer termowizyjnych leży odkrycie dokonane przez sir Williama Herschela (1738-1822) ok. 1800 roku, który prowadził eksperymenty mające na celu znalezienie materiału filtrującego promieniowanie słoneczne dla potrzeb budowanych przez siebie teleskopów astronomicznych. Eksperymenty Herschela polegały na rozszczepieniu światła słonecznego za pomocą pryzmatu na poszczególne składowe promieniowania (tzw. kolory tęczy) i pomiarze temperatury każdej składowej (rys. 1).

Rys. 1a. Litografia przedstawiająca Herschela podczas eksperymentu (a) oraz istota jego eksperymentu (b) [1, 2]

Pomiary temperatury odbywały się za pomocą termometrów rtęciowych z pomalowanymi na czarno zbiorniczkami rtęci. Pokrycie zbiorniczków rtęci czarną farbą podniosło emisyjność powierzchni, zwiększając absorbcję promieniowania. W wyniku eksperymentów Herschel zauważył, że temperatura dla poszczególnych barw światła jest różna, a najwyższa – dla koloru czerwonego. Jednak najciekawsze było to,...