Termovize: Kouzlo vidění tepla v každém detailu

Termovize

Princip fungování termovize

Termovize, někdy nazývaná také termokamera, je zařízení, které umožňuje "vidět" teplo. Funguje na principu detekce infračerveného záření, které vyzařují všechny objekty s teplotou vyšší než absolutní nula (-273,15 °C). Čím je objekt teplejší, tím více infračerveného záření vyzařuje. Termovize toto záření zachytává pomocí speciální čočky vyrobené z materiálu propustného pro infračervené záření, například z germanium. Záření je následně soustředěno na detektor, který ho převádí na elektrický signál. Tento signál je poté zpracován elektronikou a zobrazen na displeji jako termogram – obraz, kde různé barvy odpovídají různým teplotám.

Moderní termovize využívají k detekci infračerveného záření mikrobolometry. To jsou miniaturní teplotní senzory, které mění svůj elektrický odpor v závislosti na dopadajícím infračerveném záření. Mikrobolometry jsou velmi citlivé a umožňují detekovat i velmi malé teplotní rozdíly, typicky v řádu desetin stupně Celsia. Díky tomu nachází termovize široké uplatnění v mnoha oborech, od stavebnictví přes energetiku až po bezpečnostní složky.

Typy termovizních kamer

Termovizní kamery se liší v závislosti na technologii a účelu použití. Základní dělení zahrnuje chlazené a nechlazené termovize. Chlazené termovize využívají senzor chlazený na extrémně nízké teploty, čímž dosahují vysoké citlivosti a rozlišení. Jsou vhodné pro náročné aplikace, jako je vědecký výzkum nebo vojenské účely. Nevýhodou je vysoká cena a náročnější provoz.

Naopak nechlazené termovize jsou cenově dostupnější a jednodušší na použití. Jejich senzor nevyžaduje chlazení, což z nich činí kompaktnější a mobilnější. Využití nacházejí v mnoha oblastech, jako je stavebnictví, průmysl, bezpečnost nebo myslivost.

Dále můžeme termovizní kamery dělit podle rozlišení senzoru, spektrálního rozsahu, teplotní citlivosti, objektivu a dalších parametrů. Pro běžného uživatele je důležité zvážit účel použití a podle toho vybrat termovizi s odpovídajícími vlastnostmi.

Rozlišení a citlivost termovize

Termovizní kamery se liší v rozlišení detektoru, který určuje množství pixelů v obraze. Vyšší rozlišení znamená detailnější obraz, což umožňuje detekovat menší teplotní rozdíly na větší vzdálenost. Na trhu jsou k dispozici termovize s rozlišením od 80x60 pixelů až po 1280x1024 pixelů a více. Citlivost termovize určuje, jak malé teplotní rozdíly dokáže kamera detekovat. Vyšší citlivost umožňuje vidět jemnější teplotní rozdíly, což je užitečné pro detekci drobných detailů a anomálií. Citlivost se obvykle udává v milikelvinech (mK) a čím je hodnota nižší, tím je kamera citlivější. Pro běžné aplikace, jako je kontrola budov, postačuje citlivost kolem 50 mK. Pro náročnější aplikace, jako je lékařská diagnostika, je potřeba citlivost 20 mK a méně. Je důležité si uvědomit, že rozlišení a citlivost spolu úzce souvisí. Vyšší rozlišení samo o sobě nezaručuje lepší obraz, pokud nemá kamera dostatečnou citlivost pro detekci jemných teplotních rozdílů. Při výběru termovize je proto důležité zvážit jak rozlišení, tak citlivost detektoru v závislosti na konkrétní aplikaci a požadavcích na detail a přesnost měření.

Využití termovize v praxi

Termovize, neboli termokamery, se staly nepostradatelným nástrojem v mnoha odvětvích. Jejich schopnost detekovat a vizualizovat infračervené záření, které je lidským okem neviditelné, otevírá dveře k široké škále aplikací. Ve stavebnictví se termovize využívá k odhalování tepelných mostů, netěsností oken a dveří, nebo k lokalizaci trubek s teplou vodou. Díky termoviznímu snímkování lze snadno identifikovat problematická místa a zefektivnit tak rekonstrukce a opravy budov. V průmyslu nachází termovize uplatnění při kontrole strojů a zařízení. Přehřáté komponenty, které mohou signalizovat hrozící poruchu, jsou na termovizním snímku jasně patrné. Preventivní údržba s využitím termovize tak pomáhá předcházet nákladným odstávkám a prostojům ve výrobě. Bezpečnostní složky využívají termovize k vyhledávání osob v nepřístupném terénu, ať už se jedná o záchranné operace v sutinách, nebo o pátrání po pohřešovaných osobách. Termovize se uplatňuje i v lékařství, kde slouží k diagnostice onemocnění, která se projevují změnou teploty tkání.

Funkce Termovize Viditelné světlo
Detekce tepla Ano Ne
Viditelnost ve tmě Ano Ne
Ovlivnění mlhou/deštěm Menší Větší

Výhody a nevýhody termovize

Termovize, neboli technologie termovizního zobrazování, s sebou nese řadu výhod, ale i některé nevýhody. Mezi hlavní benefity patří schopnost vidět v absolutní tmě, a to díky detekci tepelného záření, které vydávají všechny objekty. To nachází uplatnění v mnoha oblastech, jako je bezpečnostní služba, lov, záchranářské práce nebo stavebnictví, kde je detekce tepla klíčová. Další výhodou je možnost vidět skrz kouř, mlhu a některé druhy materiálů, což umožňuje identifikovat osoby a objekty i v ztěžujících podmínkách. Termovize je také odolná vůči oslnění, takže ji lze používat i v prostředí s ostrým světlem.

Na druhou stranu, termovize nedokáže vidět skrz sklo, vodu nebo lesní porost, což může být v některých situacích limitující. Další nevýhodou je poměrně vysoká cena termovizních zařízení, která je dána složitostí technologie. Navíc je nutné brát v potaz, že termovize nezobrazuje barvy ani detaily tak přesně jako běžné kamery, což může ztěžovat identifikaci objektů. Přestože má termovize svá omezení, její unikátní schopnosti z ní dělají cenný nástroj v mnoha oborech.

Termovize, to není jen technologie, to je okno do světa tepla, neviditelného pro lidské oko. Otevírá nám dveře k pochopení procesů, které se skrývají pod povrchem.

Radomír Kovář

Budoucnost termovize

Termovize se stává dostupnější a její využití se rozšiřuje do nejrůznějších oblastí. Miniaturizace a zdokonalování senzorů slibují jejich integraci do chytrých telefonů, dronů a dalších zařízení. Díky tomu bude termovize běžnou součástí každodenního života. Představte si, že budete moci zkontrolovat izolaci vašeho domu pouhým pohledem přes displej telefonu, nebo že hasiči budou moci v zakouřeném prostředí snadno lokalizovat osoby.

Vývoj softwaru pro analýzu termografických dat jde ruku v ruce s hardwarovým pokrokem. Umělá inteligence a strojové učení umožní automatizovanou detekci anomálií a prediktivní údržbu. To najde uplatnění v průmyslu, stavebnictví, energetice a dalších odvětvích. Termovizní systémy budou schopny včas odhalit hrozící poruchy a zabránit tak haváriím a výpadkům.

V oblasti medicíny se očekává nárůst využití termovize pro diagnostiku a sledování pacientů. Termografie je neinvazivní a bezpečná metoda, která umožňuje zobrazit zánětlivé procesy, poruchy prokrvení a další patologické stavy. V kombinaci s umělou inteligencí by mohla termovize v budoucnu sloužit i k včasné diagnostice závažných onemocnění, jako je rakovina.

Budoucnost termovize je nepochybně světlá. Tato technologie má potenciál změnit způsob, jakým žijeme, pracujeme a pečujeme o své zdraví.

Cena termovizních zařízení

Cena termovizních zařízení se liší v závislosti na několika faktorech, jako je rozlišení detektoru, rozsah měřených teplot, funkce a celková kvalita. Obecně lze říci, že termovizní zařízení pro profesionální použití, jako jsou ty, které se používají v průmyslu nebo stavebnictví, jsou dražší než zařízení určená pro spotřebitelský trh, například pro lov nebo pozorování přírody.

Na trhu jsou k dispozici základní termovizní kamery pro domácí použití za cenu od několika tisíc korun. Tyto kamery obvykle nabízejí nižší rozlišení a omezené funkce. Pro náročnější uživatele, kteří vyžadují vyšší rozlišení, přesnost a pokročilé funkce, se ceny pohybují v řádu desítek tisíc korun. Profesionální termovizní systémy, které se používají v průmyslu, výzkumu a vývoji, pak mohou stát i statisíce až miliony korun.

Při výběru termovizního zařízení je důležité zvážit účel použití a rozpočet. Pro občasné použití v domácnosti může postačit základní model, zatímco pro profesionální účely je nutné investovat do kvalitnějšího a dražšího zařízení. Kromě ceny je také důležité zohlednit další faktory, jako je ergonomie, software a zákaznická podpora.

Publikováno: 10. 07. 2024

Kategorie: technologie

Autor: Petr Novák

Tagy: termovize | technologie