Ottica termica

Le termocamere sono completamente diverse. In realtà le chiamiamo "fotocamere" ma in realtà sono sensori. Per capire come funzionano, la prima cosa da fare è dimenticare tutto quello che pensavi di sapere su come le macchine fotografiche realizzano le foto.

Le FLIR realizzano immagini dal calore, non dalla luce visibile. Il calore (chiamato anche energia infrarossa o termica) e la luce sono entrambi parti dello spettro elettromagnetico, ma una fotocamera in grado di rilevare la luce visibile non vedrà l'energia termica e viceversa.

Tuttavia, le termocamere rilevano qualcosa di più del semplice calore; rilevano piccole differenze di calore fino a 0,01 gradi e le visualizzano come sfumature di grigio o con colori diversi. Questa può essere un'idea difficile da trasmettere e molte persone semplicemente non ne capiscono il concetto, quindi dedicheremo un po' di tempo a spiegarlo.

Tutto ciò che incontriamo nella nostra vita quotidiana emana energia termica, anche il ghiaccio. Più qualcosa è caldo, più energia termica emette. Questa energia termica emessa è chiamata "impronta termica". Quando due oggetti uno accanto all'altro hanno tracce di calore anche leggermente diverse, vengono visualizzati abbastanza chiaramente da un FLIR indipendentemente dalle condizioni di illuminazione.

L'energia termica proviene da una combinazione di fonti, a seconda di ciò che stai visualizzando in quel momento. Alcune cose – animali a sangue caldo (comprese le persone!), motori e macchinari, per esempio – creano il proprio calore, biologicamente o meccanicamente. Altre cose – terra, rocce, boe, vegetazione – assorbono il calore del sole durante il giorno e lo irradiano durante la notte.

Poiché materiali diversi assorbono e irradiano energia termica a velocità diverse, un’area che pensiamo abbia una sola temperatura è in realtà un mosaico di temperature leggermente diverse. Questo è il motivo per cui un tronco rimasto nell'acqua per giorni interi sembrerà avere una temperatura diversa da quella dell'acqua ed è quindi visibile a una termocamera. I FLIR rilevano queste differenze di temperatura e le traducono in dettagli dell'immagine.

Anche se tutto ciò può sembrare piuttosto complesso, la realtà è che le moderne termocamere sono estremamente facili da usare. Le loro immagini sono chiare e facili da comprendere e non richiedono formazione o interpretazione. Se puoi guardare la TV, puoi utilizzare una termocamera FLIR.

Quelle immagini verdastre che vediamo nei film e in TV provengono dagli occhiali per la visione notturna (NVG) o da altri dispositivi che utilizzano le stesse tecnologie di base. Gli NVG assorbono piccole quantità di luce visibile, la ingrandiscono notevolmente e la proiettano su un display.

Le telecamere realizzate con la tecnologia NVG hanno gli stessi limiti dell'occhio nudo: se non c'è abbastanza luce visibile a disposizione, non riescono a vedere bene. Le prestazioni di imaging di tutto ciò che si basa sulla luce riflessa sono limitate dalla quantità e dall'intensità della luce riflessa.

NVG e altre telecamere per condizioni di scarsa illuminazione non sono molto utili durante le ore del crepuscolo, quando c'è troppa luce perché funzionino in modo efficace, ma non abbastanza luce per poter vedere ad occhio nudo. Le termocamere non sono influenzate dalla luce visibile, quindi possono darti immagini nitide anche quando guardi verso il sole al tramonto. In effetti, puoi puntare un riflettore su una FLIR e ottenere comunque un'immagine perfetta.

Le telecamere I2 cercano di generare la propria luce riflessa proiettando un raggio di energia nel vicino infrarosso che il loro imager può vedere quando rimbalza su un oggetto. Funziona fino a un certo punto, ma le telecamere I2 fanno ancora affidamento sulla luce riflessa per creare un'immagine, quindi hanno le stesse limitazioni di qualsiasi altra telecamera per la visione notturna che dipende dall'energia della luce riflessa: corto raggio e scarso contrasto.

Tutte queste telecamere a luce visibile – telecamere diurne, telecamere NVG e telecamere I2 – funzionano rilevando l’energia luminosa riflessa. Ma la quantità di luce riflessa che ricevono non è l'unico fattore che determina se sarai in grado di vedere o meno con queste fotocamere: anche il contrasto dell'immagine è importante.

Se stai guardando qualcosa con molto contrasto rispetto all'ambiente circostante, avrai maggiori possibilità di vederlo con una fotocamera a luce visibile. Se non ha un buon contrasto, non lo vedrai bene, non importa quanto splende il sole. Un oggetto bianco visto su uno sfondo scuro ha molto contrasto. Un oggetto più scuro, tuttavia, sarà difficile da vedere per queste fotocamere su uno sfondo scuro. Questo si chiama avere scarso contrasto. Di notte, quando la mancanza di luce visibile riduce naturalmente il contrasto dell'immagine, le prestazioni della telecamera a luce visibile ne risentono ancora di più.

Le termocamere non presentano nessuno di questi difetti. Innanzitutto non hanno nulla a che fare con l’energia luminosa riflessa: vedono il calore. Tutto ciò che vedi nella normale vita quotidiana ha una firma termica. Questo è il motivo per cui hai molte più possibilità di vedere qualcosa di notte con una termocamera rispetto a una fotocamera a luce visibile, anche una telecamera per la visione notturna.

In effetti, molti degli oggetti che potresti cercare, come le persone, generano il proprio contrasto perché generano il proprio calore. Le termocamere possono vederli bene perché non si limitano a scattare foto dal calore; creano immagini dalle minime differenze di calore tra gli oggetti.

I dispositivi per la visione notturna presentano gli stessi inconvenienti delle telecamere televisive diurne e in condizioni di scarsa illuminazione: hanno bisogno di luce e contrasto sufficienti per creare immagini utilizzabili. Le termocamere, invece, vedono chiaramente giorno e notte, creando al contempo il proprio contrasto. Senza dubbio, le termocamere rappresentano la migliore opzione di imaging per 24-ora.