當它變得可見時,看不見的世界是一個令人驚歎的景象。 熱成像就是這樣,透過使用專門的攝影機和技術,使看不見的紅外光譜可見。
我們周圍那個無形的世界隐藏着什麼,這是一個完整的隐藏世界。
圖檔來源:Keith Davis/熱成像
畢竟,什麼是熱成像? 什麼是紅外線熱成像? 我們将回答所有這些問題,甚至更多,隻要繼續閱讀。
威廉·赫歇爾爵士紅色濾波器望遠鏡(大約1800年觀看紅外線光譜的第一個裝置)。 圖檔來源:speedir.com
在過去的幾年裡,我們看到熱成像技術不僅變得更加實惠,而且更容易獲得。
很難相信,自 20 世紀 20 年代末開發第一個熱成像儀系統以來,我們已經走了這麼遠。
第一批熱敏錄影機又大又笨重。 最早開發的行動式熱敏攝影機系統之一,需要一輛卡車将其移動,以便可以使用。
今天,我們的熱敏攝影機太小了,可以安裝在我們的無人機上。
截至本文所述,标準 Mavic 3 或 Mavic 3 Cine 變體的情況并非如此。
熱成像的曆史
天文學家威廉·赫歇爾爵士在 1800 年首次發現了熱成像,當時他正試圖設計一個濾鏡,透過望遠鏡觀察太陽時可以減少太陽的眩光。
弗雷德裡克·威廉·赫歇爾(1738-1822)關于19世紀的雕刻。 德國天文學家、技術專家和作曲家。 由E雕刻。 Wm在倫敦由Wm撰寫和出版。 S。 奧爾公司
如果沒有足夠的過濾器,即使僅透過鏡頭曝光幾秒鐘,也可能出現嚴重的眼睛損傷。
在他的實驗中,他使用了紅色過濾器,這似乎産生了很多熱量。
為了測量多少,他透過稜鏡穿過陽光,同時拿着位于可見光譜紅端正上方的溫度計。
他注意到溫度計記錄的溫度高于可見光譜中的環境空氣,并得出結論,除了肉眼還可以看到的光之外,還有另一種形式的光。
赫歇爾發現了紅外光譜。 赫歇爾稱他的發現為「熱量光譜」,但有時稱之為「無形射線」,偶爾也稱之為「暗熱」。
今天,我們稱之為紅外線光譜,它是電磁光譜的延伸。 紅外線一詞于 20 世紀初開始使用。
下一個重大進步是在 1840 年,當時赫歇爾能夠制作首次列印在紙上的熱影象。
赫歇爾稱之為熱圖儀,這個術語一直伴随着我們,直到現代,其偏差正在使用,稱為熱圖,意思是熱成像。
在某些情況下,您可能仍然會看到使用熱計一詞。
圖檔來源:nachi.org
熱成像的下一個重大進步是 1880 年的波氏計,這仍然是我們現代熱成像成為可能的原因。
今天的每個熱成像儀裡面都有一個計。
計是由美國天文學家兼實體學家塞缪爾·蘭利發明的。 計是一種精密儀器,可以準确測量物體發出的紅外輻射,降到 1/100,000度。
第一台真正的紅外線攝影機建于 1929 年。
這是英國軍隊在第一次世界大戰後,用于防空行動的運動攝影機。 軍方迅速采用了紅外線攝影機的使用,很快,這項技術就成為世界各地防禦戰略的重要組成部分。
圖檔來源:nachi.org
什麼是熱成像?
紅外線熱成像是從非接觸式熱成像裝置,擷取和分析熱資訊的過程。
對于那些可能不熟悉紅外線影像的人來說,這裡有一個快速的解釋,來幫助你了解它是什麼。
在被稱為熱圖的熱成像中,較暗的區域是輻射較少的熱輻射區域,這通常意味着目标的這些區域更冷。
較亮的區域意味着相反的 —— 更多的熱輻射和可能更溫暖的目标。
圖檔來源:屋頂熱圖/D&Ds空中檢視
正如我們從上圖中看到的,由于熱負荷被消除,屋頂正在冷卻。 太陽落山 2 小時後拍攝了成像。
在這種情況下,熱負荷是當天的陽光。 熱負荷可以是任何對物體産生熱量的東西。
我們還看到,屋頂上有一個區域以與周圍地區不同的速度保持熱量和消散。 該地區從山谷的中點開始,一直延伸到屋頂。
這讓我們知道,那個地區有一些異常的地方。 經過進一步檢查,确定水正在從山谷的瓦片下滲透。
這個屋頂是故障的一個很好的例子,因為我們也可以看到山脊頂部也有故障,我們能夠跟蹤水的存在及其路徑。
淺綠色區域是屋頂下的水,因為水的冷卻速度與周圍的地區不同。
圖檔來源:D&Ds空中檢視/屋頂溫度圖
在上面的這個溫度圖中,我們再次看到屋頂系統的多次故障,主要是從山脊蓋和壁爐煙囪周圍閃爍。
可悲的是,上述兩張圖檔都代表着同一個屋頂。
最終的結果是客戶獲得了一個新的屋頂,他們能夠向他們的保險公司帶來多次故障,他們讓承包商重做工作。
由于風暴破壞,最初的屋頂被更換了,我們正在考慮更換。
在成像完成時,這個屋頂隻有三個月大,發現屋頂安裝不當,水在幾個地方進入了房子的内部。
這隻是熱技術的衆多用途之一。
圖檔來源:Keith Davis/來自熱相機的RPG影象
圖檔來源:Keith Davis/比對熱影象
上圖顯示了單層商業屋頂系統。 在本例中,熱量表明屋頂完好無損,似乎沒有異常。
在比對的 RBG 影像中,我們看到屋頂的角落有池,但到目前為期,該區域的池水還沒有滲透該層。
視覺與 夜視與 熱成像
很容易看出,視覺影象和熱圖之間幾乎沒有關系,如上文比對的影像所示。
然而,主要差別是,視覺影像需要色彩吸收和反射來建立影像和光線,而熱成像(熱圖)不受光源的影響,即使在完全沒有光線的情況下仍然可以拍攝。
這是因為熱圖檢測發射的熱量,并從該資訊中建立影像。
夜視和熱成像之間有很大的差別,盡管兩者經常互相混淆。
夜視是放大少量可用光線的用途,需要一些光線才能工作。
正如我們剛才報道的那樣,熱成像根本不需要光線即可操作,可以在白天或深夜使用。
用于熱成像
熱成像在當今許多行業都使用,從電氣系統到家庭檢查,再到電池塔,搜尋和救援等等。
熱成像的好處之一,是它能夠透過煙霧看出。
對于消防員來說,這是一個寶貴的工具,可以辨識熱點,甚至是被困在火災中的人。
這些攝影機用于監控工廠的機械裝置,以驗證其是否在适當的執行溫度下執行。
在天然氣行業,這些系統用于監測油箱水準,以及系統管道上可能存在的洩漏或缺少絕緣材料。
它們甚至被用來識别地熱活動。
這些用途太多了,無法在這裡列出,這些隻是幾個例子。
使用熱成像的最大好處之一是它是非接觸性的。 當帶電元件根本無法觸控時,這在檢查電氣系統時很重要。
熱成像根本不會侵入或影響目标,是我們唯一的非接觸式方法之一。
如何使用熱敏攝影機
使用熱成像儀需要一些專門的教育訓練,不僅要操作相機本身,還要分析影象并能夠解釋資料。
熱攝影機不像你可能熟悉的普通攝影機。 為了捕捉到良好的可讀溫度圖,使用前需要将某些資訊輸入相機。
要捕捉你可以正确分析的熱影像:
- 熱圖必須聚焦
- 它必須在正确的溫度範圍内進行
- 你必須離目标足夠近
在熱成像中,我們使用福特(焦點、範圍和距離);福特的自變量是那些在後處理軟體中無法更改的自變量,是以在拍攝和儲存影像之前正确操作極為重要。
捕捉良好熱圖的最重要因素之一是了解物體的發射率。 如果你以前從未聽說過這個術語,我不會感到驚訝。
材料表面的發射率ε是其作為熱輻射發射能量的有效性,在0.0和1.0之間變化。
如下圖所示,一切都有自己的發射率,這對你是否捕捉到聚焦和調諧的溫度圖都将發揮重要作用。
與福特非常相似,在捕捉熱圖之前必須輸入發射率,并且在後進行中無法調整。
發射率是準确熱測量所必需的最重要的屬性,是的,它就是那麼重要。
圖檔來源:researchgate.com
有一種方法可以确定物體在現場的發射率。 然而,保留參考圖表的副本是最容易的。
除了福特和發射率之外的另一個因素是調整。
熱調優意味着手動調整影像的跨度和水準,以最大限度地提高目标的熱對比度。
當周圍的能量透過移動,使能量不在探測器上來影響調諧時,或者透過手動調諧來調整跨度和電平,以視覺化該感興趣的元件上的能量時,這将發揮作用。
正确聚焦和調諧的熱圖将顯示正在捕獲的良好、詳細的物體或主題。
DJI Mavic 3 有熱攝影機嗎?
DJI Mavic 3 有熱攝影機嗎? 不,DJI Mavic 3 沒有熱成像儀。
我們會看到 DJI Mavic 3 系統嗎? 這很有可能。 謠言工廠一直在制造 Mavic 3 Enterprise Advanced 即将推出。
如果是這樣,那麼,是的,我們将有一個具有熱功能的 Mavic 3 系統,就像我們在 Mavic 2 和 Mavic 2 Enterprise Advanced 中看到的那樣。
結論
熱成像是我們工具箱中的重要工具。 有了它,我們可以将我們對世界的看法擴大到看不見的人,并使其可見。
FLIR 和 Fluke 等公司正在努力降低這些系統的成本,并提高其能力。
我知道我們在這篇文章中報導了很多,但幾乎沒有涵蓋所有内容。
熱成像還有許多方面需要您探索,無論是紅外科學的基本原理,還是介于兩者之間的許多其他方面,如Stephan-Boltzmann方程,到傳熱等等。
隻要知道熱攝影機與你可能操作的任何其他攝影機不同,知道如何正确操作它确實需要額外的知識和教育訓練。
不僅是為了使用相機本身,而且能夠讀取和分析攝影機收集的資料。
你永遠不知道那個隐藏的世界會向你揭示什麼,是以去看看吧。 你會看到的!
飛行安全,飛行時,飛行安全!