Zverejnené 26.09.2023

  Jakub Mrocek

  Lukáš Holásek

Čo je termovízia a ako funguje?

Termovízia je špeciálne zariadenie zobrazujúce teplotné rozdiely v prostredí. Termovízia dokáže zachytiť teplo vyžarované objektami aj na dlhé vzdialenosti a zobraziť ho ako obraz. Na fungovanie termovízie nie je vôbec potrebné svetlo. Vďaka termovízii môžeme pozorovať zvieratá aj v úplnej tme, lebo sú teplejšie ako okolie.

V tomto článku vysvetľujeme základy fungovania termovízií a snažíme sa zodpovedať najčastejšie otázky, ktoré ľudia majú o ich používaní. 

Čo je termovízia a aké druhy poznáme

Termovízia je technológia, ktorá nám umožňuje vidieť teplotné rozdiely v prostredí. Vďaka nej môžeme vidieť veci, ktoré sú pre ľudské oko neviditeľné. Poznáme rôzne druhy termovízií, napríklad pozorovacie monokuláry, zameriavače alebo predsádky na puškohľad, ktoré sa používajú pri love.

Rôzne prevedenie, ale ten istý princíp fungovania: termovízny ďalekohľad, monokúlar a predsádka. 

Prvé kroky v termovíznej technológii

Termovízia vznikla v prvej polovici 20. storočia s cieľom pomôcť vojenským silám  vidieť lepšie v noci. Prvé termovízie teda boli využívané v armáde (v roku 1929 vynašiel maďarský fyzik Kálmán Tihanyi prvú termovíznu kameru, ktorá slúžila na odhaľovanie nepriateľských lietadiel). V civilnej sfére sa prvé termovízie používali na detekciu ľadovcov na mori. 

S postupom času sa technológia termovízie neustále zlepšovala, vďaka čomu sa stala dostupnejšia. Dnes ju môžeme nájsť v mnohých oblastiach života, či už pri pozorovaní zveri, hľadaní teplotných únikov na stavbách alebo v zdravotníctve.

Ako funguje termovízia

Termovízia je technológia, ktorá nám umožňuje "vidieť" teplo. Ako to funguje? Poďme na to krok za krokom:

1. Všetko okolo nás vyžaruje teplo: Každý predmet okolo nás vysiela nejaké množstvo tepla - infračerveného žiarenia -  v závislosti od svojej teploty. Môžete sa stretnúť aj s označeniami ako infračervená energia alebo tepelný podpis. Toto žiarenie je pre naše oči neviditeľné, aj keď ho vieme vnímať ako teplo cez receptory v koži (napríklad keď sa približujeme rukou k horúcemu krbu, cítime ako z neho sála teplo - infračervené žiarenie). 
2. Termovízia: zariadenie, ktoré “vidí” teplo: Existuje špeciálny druh zariadení, ktoré dokážu zachytiť teplo vyžarované objektami aj na veľké vzdialenosti. Tieto zariadenia sa nazývajú termovízie alebo infračervené kamery.
3. Zameranie tepla na čip: V termovíziach je optický systém, ktorý sústreďuje teplo na špeciálny teplocitlivý čip. Tento čip obsahuje tisíce malých bodov (pixelov)zoradených do mriežky, ktoré dokážu snímať IR žiarenie.
4. Preklad tepla na obraz: Keď tento čip zachytí teplo, premení ho na elektronický signál. Kamera potom tento signál premení na obraz, kde každá teplota má priradenú inú farbu. Výsledkom je obraz, ktorý nám ukazuje, koľko tepla vysiela každý predmet alebo jeho časť.
5. Kombinácia s normálnym obrazom: Niektoré termovízie majú aj klasickú kameru, ktorá sníma svetlo tak ako fotoaparát, následne vedia kombinovať tieto dva obrazy, vďaka čomu môžeme presne vidieť, kde v obraze sa nachádza zviera alebo človek v reálnom čase.
6. Ďalšie funkcie: Okrem základných funkcií ponúka mnoho termovízií aj ďalšie možnosti, ako napríklad nahrávanie videa, zvýrazňovanie zvierat v obraze alebo ďalšie možnosti analýzy.

Termovízia zachytáva teplo a podľa neho vytvára digitálny obraz. Vďaka tomu dobre uvidíte teplé objekty ako zvieratá alebo ľudí v okolí.

Technologické komponenty termovízií

Kľúčovou súčasťou termovízie je optický systém, ktorý sústreďuje IR žiarenie a senzor citlivý na teplo.

Ohnisková vzdialenosť je dôležitá, pretože ovplyvňuje rozsah detekcie termovízie. Inými slovami určuje, ako ďaleko môže termovízia "vidieť" a aký veľký úsek prostredia dokáže zachytiť. Čím je ohnisková vzdialenosť väčšia, tým väčší rozsah detekcie termovízia má. 

Rozlíšenie teplocitlivého snímača nám hovorí o tom, aký detailný obraz dokáže termovízia  vytvoriť. Vysoké rozlíšenie znamená, že snímač obsahuje viac bodov (pixelov), ktoré reagujú na teplo. To znamená, že obraz bude detailnejší a ostrý. 

V praxi to znamená, že pri výbere termovíznej kamery by sme mali brať do úvahy oba tieto faktory, aby sme získali čo najpresnejší a najkvalitnejší obraz.

Najčastejšie otázky týkajúce sa termovízie

Aký je rozdiel medzi termovíziou a nočným videním?

Termovízie sú často zamieňané s nočným videním, je v nich však zásadný rozdiel. Kým termovízia zachytáva teplotné rozdiely, nočné videnie zosilňuje dostupné svetlo v prostredí. Oba systémy nám umožňujú vidieť v tme, ale každý funguje trochu inak.

Na akú vzdialenosť je možné vidieť s termovíziou?

Dosah termovízie závisí od viacerých faktorov, hlavne od rozsahu detekcie podľa ohniskovej vzdialenosti, citlivosti a rozlíšenia čipu ale aj poveternostných podmienok. V praxi je s termovíziami strednej a vyššej triedy možné rozpoznať zver na vzdialenosť niekoľko stoviek metrov a vidieť až na niekoľko kilometrov (1 - 2 km).

Ako dlho vydrží fungovať termovízia?

Väčšina termovíznych zariadení vydrží fungovať niekoľko hodín na jedny batérie alebo na jedno nabitie.

Je termovízia bezpečná pre ľudské oko?

Áno, termovízia je úplne bezpečná. Nevyžaruje žiadne škodlivé lúče, takže sa nemusíte obávať o svoj zrak.

Môžu sa termovízie používať cez deň?

Áno, termovízie môžu byť účinne využívané aj cez deň. Na rozdiel od niektorých systémov nočného videnia, ktoré využívajú zosilnenie svetla, termovízie pracujú na princípe zachytávania infračerveného žiarenia, teda tepla, ktoré objekty vyžarujú. Toto žiarenie je konzistentné bez ohľadu na dennú dobu, čo znamená, že termovízie sú rovnako efektívne vo dne aj v noci. Jediný problém použitia termovízie cez deň môže byť ten, že sa nahrejú objekty v prostredí, čím sa zníži rozdiel v teplote oproti živým organizmom, ktoré budú menej kontrastné. 

Funguje termovízia cez sklo?

Nie, termovízia cez sklo nefunguje efektívne. Sklo je pre infračervené žiarenie, ktoré termovízie detekujú, takmer nepriepustné. To znamená, že keď sa pokúsite použiť termovíznu kameru na pozorovanie cez okno alebo iný sklenený objekt, kamera nebude zachytávať tepelný obraz objektov za sklom. Namiesto toho bude zaznamenávať teplotu samotného skla. Preto je dôležité mať na pamäti, že ak chcete s termovíziou sledovať prostredie, mali by ste sa vyvarovať pozorovania cez sklenené plochy.

Vidí termovízia cez prekážky?

Termovízia sama o sebe nevie "vidieť" cez prekážky ako sú steny, dvere alebo iné pevné objekty. Termovízie detekujú infračervené žiarenie (teplo), ktoré objekty vyžarujú. Ak je objekt skrytý za prekážkou, jeho tepelný podpis nebude priamo dostupný pre termovíznu kameru. Avšak, v niektorých prípadoch môže termovízia zaznamenať nepriame stopy tepla. Napríklad, ak je za stenou zdroj veľkého tepla, stena môže začať vyžarovať teplo a termovízia to môže zaznamenať. Ale toto je len nepriame zobrazenie a neukazuje presný obraz toho, čo je za prekážkou.