Termisk optik

Värmekamera är helt olika. Faktum är att vi kallar dem "kameror" men de är verkligen sensorer. För att förstå hur de fungerar är det första du måste göra att glömma allt du trodde att du visste om hur kameror gör bilder.

FLIRs gör bilder från värme, inte synligt ljus. Värme (även kallad infraröd, eller termisk, energi) och ljus är båda delar av det elektromagnetiska spektrumet, men en kamera som kan upptäcka synligt ljus kommer inte att se värmeenergi, och vice versa.

Värmekameror upptäcker dock mer än bara värme; de upptäcker små skillnader i värme så små som 0.01 grad och visar dem som nyanser av grått eller med olika färger. Det här kan vara en knepig idé att få fram, och många människor förstår helt enkelt inte konceptet, så vi ska lägga lite tid på att förklara det.

Allt vi möter i vårt dagliga liv avger värmeenergi, till och med is. Ju varmare något är desto mer värmeenergi avger det. Denna utsända termiska energi kallas en "värmesignatur". När två objekt bredvid varandra har till och med subtilt olika värmesignaturer, dyker de upp ganska tydligt för en FLIR oavsett ljusförhållanden.

Termisk energi kommer från en kombination av källor, beroende på vad du tittar på just då. Vissa saker – varmblodiga djur (inklusive människor!), motorer och maskiner, till exempel – skapar sin egen värme, antingen biologiskt eller mekaniskt. Andra saker – mark, stenar, bojar, växtlighet – absorberar värme från solen under dagen och strålar ut den under natten.

Eftersom olika material absorberar och utstrålar termisk energi i olika takt, är ett område som vi tänker på som en temperatur faktiskt en mosaik av subtilt olika temperaturer. Det är därför en stock som har legat i vattnet flera dagar i sträck kommer att verka ha en annan temperatur än vattnet och är därför synlig för en värmekamera. FLIRs upptäcker dessa temperaturskillnader och översätter dem till bilddetaljer.

Även om allt detta kan verka ganska komplicerat, är verkligheten att moderna värmekameror är extremt lätta att använda. Deras bilder är tydliga och lätta att förstå och kräver ingen träning eller tolkning. Om du kan titta på TV kan du använda en FLIR värmekamera.

De grönaktiga bilderna vi ser i filmer och på TV kommer från nattsynsglasögon (NVG) eller andra enheter som använder samma kärnteknologier. NVG:er tar in små mängder synligt ljus, förstorar det kraftigt och projicerar det på en skärm.

ameror tillverkade av NVG-teknik har samma begränsningar som blotta ögat: om det inte finns tillräckligt med synligt ljus kan de inte se bra. Bildprestandan för allt som är beroende av reflekterat ljus begränsas av mängden och styrkan på det ljus som reflekteras.

NVG och andra lågljuskameror är inte särskilt användbara under skymningen, när det är för mycket ljus för att de ska fungera effektivt, men inte tillräckligt med ljus för att du ska kunna se med blotta ögat. Värmekameror påverkas inte av synligt ljus, så de kan ge dig tydliga bilder även när du tittar in i den nedgående solen. Faktum är att du kan rikta en spotlight mot en FLIR och ändå få en perfekt bild.

I2-kameror försöker generera sitt eget reflekterade ljus genom att projicera en stråle av nära-infraröd energi som deras bildkamera kan se när den studsar från ett föremål. Detta fungerar till en viss grad, men I2-kameror förlitar sig fortfarande på reflekterat ljus för att göra en bild, så de har samma begränsningar som alla andra mörkerseendekameror som är beroende av reflekterad ljusenergi – kort räckvidd och dålig kontrast.

Alla dessa kameror för synligt ljus – dagsljuskameror, NVG-kameror och I2-kameror – fungerar genom att detektera reflekterad ljusenergi. Men mängden reflekterat ljus de får är inte den enda faktorn som avgör om du kommer att kunna se med dessa kameror eller inte: bildkontrasten spelar också roll.

Om du tittar på något med mycket kontrast jämfört med omgivningen har du större chans att se det med en kamera med synligt ljus. Om den inte har bra kontrast kommer du inte att se den bra, oavsett hur starkt solen skiner. Ett vitt föremål sett mot en mörk bakgrund har massor av kontrast. Ett mörkare föremål kommer dock att vara svårt för dessa kameror att se mot en mörk bakgrund. Detta kallas att ha dålig kontrast. På natten, när bristen på synligt ljus naturligt minskar bildkontrasten, blir kamerans prestanda för synligt ljus ännu mer lidande.

Värmekamera har inga av dessa brister. För det första har de ingenting att göra med reflekterad ljusenergi: de ser värme. Allt du ser i det vanliga dagliga livet har en värmesignatur. Det är därför du har en mycket bättre chans att se något på natten med en värmekamera än du gör med en kamera med synligt ljus, till och med en mörkerseendekamera.

Faktum är att många av objekten du kan leta efter, som människor, genererar sin egen kontrast eftersom de genererar sin egen värme. Värmekamera kan se dem bra eftersom de inte bara gör bilder från värme; de gör bilder från små skillnader i värme mellan föremål.

Night Vision-enheter har samma nackdelar som TV-kameror med dagsljus och svagt ljus: de behöver tillräckligt med ljus och tillräckligt med kontrast för att skapa användbara bilder. Värmekamera, å andra sidan, ser tydligt dag och natt, samtidigt som de skapar sin egen kontrast. Utan tvekan är värmekameror det bästa alternativet för 24-timmarsbildbehandling.