داخل كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء
تكتشف هذه الأجهزة الطاقة الحرارية وتحولها إلى صورة يمكننا رؤيتها
”تقدّر سلسلة من المجسات والكواشف الحرارية مستوى الأشعة تحت الحمراء أمامها“
تختلف كاميرات التصوير الحراري Thermal-imaging cameras عن كاميرا هاتفك الذكي. ترصد الكاميرا النمطية الأطوال الموجية للضوء في الطيف المرئي التي ترتد عن الأجسام وتسقط على المستقبلات في الكاميرا. تحوّل الكاميرا بعد ذلك هذا الضوء إلى صورة. أما الكاميرات الحرارية؛ فتتجاهل الضوء المرئي وتبحث عن أطوال موجية أخرى تسمى الأشعة تحت الحمراء .Infrared الأشعة تحت الحمراء هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي المنخفض التردد الذي يُحس كحرارة. يرجع ذلك إلى أن الأشعة تحت الحمراء تثير الجزيئات، مما يجعلها تتحرك وتهتز، مما يرفع درجة الحرارة.
يبث كل جسم في الكون المعروف درجة معينة من الأشعة تحت الحمراء، حتى ولو كانت أعلى قليلاً من أدنى درجة حرارة نظرية، أي الصفر المطلق الذي يساوي -°273.15س. وترتبط كمية الأشعة تحت الحمراء المنبعثّة بدرجة حرارة الجسم. كلما زادت سخونة الجسم، زادت انبعاثاته من الأشعة تحت الحمراء. وحتى يكون الجسم ساخناً بدرجة كافية لإصدار وهج من الضوء المرئي، مثل المعدن المنصهر، تتمثل الطريقة الوحيدة ”لرؤية“ درجة الحرارة باستخدام كاميرا حرارية.
تستخدم كاميرات التصوير الحراري سلسلة من المجسات والكواشف الحرارية لتقدير مستوى الأشعة تحت الحمراء أمامها. تحوّل المجسات في الكاميرا إشارات الأشعة تحت الحمراء إلى تيارات كهربائية. تُترجم هذه التيارات بعد ذلك إلى صورة مشفرة لونياً لإظهار التقلبات في درجة الحرارة والأشعة تحت الحمراء. وتعرض الكاميرا الحرارية خريطة حية بالأشعة تحت الحمراء يمكنها إظهار درجات الحرارة المختلفة على الفور.
ليس مفهوم الصور الحرارية بالحديث، حيث يعود تاريخه إلى عام 1929 عندما ابتكر الفيزيائي المجري كالمان تيهاني Kalman Tihanyi أول كاميرا حساسة للأشعة تحت الحمراء. منذئذ، تطورت تقنية التصوير الحراري لتكون أداة مفيدة في العديد من الصناعات المختلفة، بما في ذلك البناء والهندسة والأمن والتشخيص الطبي.
اكتشاف الأشعة تحت الحمراء
في عام 1800 اكتشف الفلكي البريطاني السير ويليام هيرشل William Herschel الأشعة تحت الحمراء. في سلسلة من التجارب، وضع هيرشل موشوراً Prism في نافذة مواجهة للجنوب في ضوء الشمس المباشر لتوجيه وفصل الضوء إلى أطواله الموجية المختلفة، ومن ثمَّ إلى الألوان المختلفة التي تشكل الضوء المرئي. بعد ذلك عرّض ميزان حرارة لكل من الألوان المختلفة ليرى كيف يغير درجة الحرارة الظاهرة. لكنه وجد أنه عندما وضع ميزان الحرارة خارج الضوء المرئي بعد النهاية الحمراء من طيف الضوء، استمرت درجات الحرارة بالارتفاع. كان ما اكتشفه هو الأشعة تحت الحمراء.
5 استخدامات
لكاميرات الأشعة تحت الحمراء
1 اكتشاف الأسلاك
يمكن استخدام التصوير الحراري لتقييم الكبلات والوصلات المختلفة المخفية خلف الجدران. عند اكتشاف الأسلاك النشطة، يمكن للمهندسين إجراء الصيانة واكتشاف الأعطال.
2 الأمن
يمكن لضباط الشرطة وإنفاذ القانون استخدام التصوير الحراري لتحديد مواقع المجرمين في ظل الظروف الجوية السيئة أو في الظلام أو في البيئات المبهمة مثل الغابات.
3 الفحوص الصحية
يستخدم الأطباء البيطريون التصوير الحراري على مفاصل الحيوانات لاكتشاف النقاط الساخنة التي قد تنجم عن أمراض المناعة الذاتية، مثل التهاب المفاصل ،Arthritis دون الحاجة إلى الجراحة.
4 فقدان الحرارة
قد يفيد التصوير الحراري في تحديد البقع الباردة والرطوبة أثناء عمليات مسح المباني، كما يمكن استخدامه لتقييم السلامة العامة لهيكل المبنى.
5 مكافحة الحرائق
يمكن لرجال الإطفاء استخدام التصوير الحراري لاكتشاف النقاط الساخنة في مبنى يحترق واتخاذ قرارات بشأن أفضل مسار للعمل. وهو أيضاً أداة مفيدة لتحديد مواقع الأشخاص المحاصرين بالدخان.
بقلم: سكوت داتفيلد
