Funcionamiento de una Cámara Infrarroja
A pesar de que el mundo que habitamos hoy en día está lleno de tecnología y avanza cada minuto ya sea en mayor o menor medida no llegamos a estar al corriente porque son tantas cosas que a veces ni llegamos a comprenderlas haciéndonos preguntas tan cotidianas como pueden ser ¿Cómo funciona? ¿Realmente para qué sirve? ¿Valdrá la pena comprar una?
El conocimiento es algo muy importante en la vida y si has llegado a hacerte esas preguntas es porque como seres humanos tenemos la curiosidad y necesidad de aprender.
Por ello, el día de hoy podrás aprender todo lo relacionado a la cámara infrarroja, así tendrás el conocimiento necesario para adquirir la que necesitas.
¿Qué es una cámara infrarroja?
La cámara infrarroja o térmica es conocida como un dispositivo que mide espectros electromagnéticos de los cuerpos que detecta a través de emisiones infrarrojas.
Las mismas operan con longitud de ondas que emiten las zonas del infrarrojo térmico.
Una cámara infrarroja nos permite observar la radiación emitida ya sea por una persona, objeto o animal, ya que el ojo humano es incapaz de percibir esa longitud de ondas.
Entonces, gracias a ellas tenemos la capacidad de poder ver en zonas donde sería demasiado difícil observar el entorno por la ausencia de luz.
Funcionamiento de una cámara infrarroja
Es conocida como señal calórica la energía infrarroja que emiten todos los objetos, una cámara infrarroja también conocida como (cámara termográfica o térmica) se encarga de medir y detectar la energía infrarroja de objetos captados por su lente.
En una imagen electrónica la cámara muestra la aparente temperatura que irradia la superficie de un objeto, persona o animal.
Un sistema óptico en la cámara enfoca la energía infrarroja en un conjunto de sensores en los que se encuentran miles de pixeles organizados en una cuadricula.
Antiguamente en la pantalla las imágenes solían ser monocromáticas porque el sensor utilizado media solo una longitud de onda particular en la cual mostraba dos colores blancos para los más cálidos y negro para los mas fríos.
Hoy en día son más comunes las cámaras infrarrojas cuyas imágenes muestran múltiples colores y son más fáciles para nosotros interpretarlos, aunque esos colores no representan la radiación infrarroja, sino que son asignados arbitrariamente por la cámara.
Esos colores falsos tienen aplicaciones como la cartografía, mostrando con el color rojo las partes más bajas y cálidas y con el color azul las partes más altas y temperaturas más bajas.
Ver debajo del suelo, a través del humo o entre tinieblas, son usos comunes que se aplican a la cámara térmica o de infrarrojo.
En el mercado existen dos tipos de cámara térmica.
Refrigeradas
Son semiconductores exóticos que son empleados y se encuentran refrigerados al vacío, otorgan un incremento en su sensibilidad. Comúnmente son utilizados materiales como el telurio de cadmio y el mercurio.
Estas son empleadas siendo refrigeradas a temperaturas que abarcan un rango entre los 4k a los 110k.
Si no contasen con esta refrigeración la señal detectada del sensor sería inferior a su propio radio térmico.
No refrigeradas
Su funcionamiento es a temperatura ambiente sacrificando así abaratar el costo de los equipos y su consumo.
Clasificación
Las mismas pueden ser clasificadas según la función del tipo de detector el cual lleve integrado.
Cámara térmica o de infrarrojo con detectores criogenizados
Enfriados a muchos grados bajo cero sus detectores se encuentran contenidos en un recipiente sellado al vacío siendo así un costoso equipo criogénico. Siendo así su sensibilidad enorme con respecto a los detectores de ambiente y con gran diferencia de temperatura respecto a las emisiones del cuerpo detectado.
Debemos tener presente que, si esos detectores no fuesen enfriados criogénicamente, habría interferencia por la temperatura ambiental que distorsionaría las lecturas de temperatura del detector.
Las cámaras infrarrojas, así como otros equipos de seguridad, por lo general presentan aspectos positivos y negativos. Pasemos a conocerlos para mayor entendimiento:
Ventajas
- Al tener la capacidad de incorporar ópticas más potentes nos da la ventaja de poder aumentar su rango de alcance, ideales para espacios amplios.
- Debido a su alta sensibilidad puede detectar temperaturas tan bajas como 0.01 °C, que con una cámara con detectores al ambiente no se puede llegar a percibir.
Desventajas
- El costo de fabricar el refrigerador criogénico, sellar al vacío los recipientes y la fabricación de semiconductores especiales, le dan un coste elevado.
- Para enfriar el detector consume 10 voltios de energía.
- El tiempo que el sensor detector tarda en enfriar es de 7 minutos.
Teniendo presente las espectaculares prestaciones de este dispositivo deberíamos concluir que sus desventajas son comprensibles debido a sus prestaciones.
Cámara térmica o de infrarrojo con detectores al ambiente
Este tipo de cámara opera a temperatura ambiente. Las más modernas funcionan con sensores cuyo funcionamiento cambian las propiedades eléctricas del material emisor.
Dichos cambios de corriente o voltaje suelen ser medidos y comparados con los valores de temperatura que opera el sensor.
Esos sensores se estabilizan a una temperatura de operación por arriba de los 0° Celsius y reducir interferencias en la percepción de la imagen. Por ello equipos de enfriamiento no son necesarios.
Como las cámaras criogenizadas tienen sus ventajas y desventajas, presentamos a continuación las ventajas de la misma.
Ventajas
- Debido a que no cuenta con componentes tan complejos brinda un menor tamaño siendo más cómodo su manejo y colocación.
- Siendo más económicas debido a sus componentes más sencillos, su accesibilidad al público en general es más elevada.
Desventajas
- Necesitando ópticas de gran apertura llega a limitar su uso en objetos cercanos.
- Ya que sus componentes son más sencillos, su sensibilidad y resolución son mucho menores que los criogenizados.
Al ver como se clasifican ya nos damos una idea de su funcionamiento y si bien la cámara térmica o de infrarrojo con detectores de ambiente tiene prestaciones inferiores podríamos concluir que se adaptan más al público en general.
Y gracias a que en este campo los avances son constantes su tecnología se acerca más a las cámaras criogenizadas.
Debido a la función de origen de la radiación podemos encontrar dos tipos de cámaras.
Cámara infrarroja activa
Son aquellas que la radiación infrarroja es emitida al reflector infrarrojo, este se encuentra ubicado en la cámara o en otro sitio de la misma. Entonces, cuando alumbra el cuerpo detectado con el infrarrojo, cuyo alumbramiento emitido por el cuerpo lo percibe la cámara y lo refleja en una imagen monocromática.
Un filtro en el reflector ayuda a prevenir que la cámara sea afectada por la observación de luz visible por medio de radio frecuencia, cuando un reflector tiene mayor potencia o alcance su filtro tendrá un peso y tamaño más grande igual que su batería, ya que requiere mayor consumo de energía.
Cámaras infrarrojas pasivas
Estas cámaras carecen de reflectores percibiendo solo la radiación infrarroja como es emitida por los cuerpos en un espectro visible, también conocidas como cámaras termografías son las más comunes.
Cámaras que suelen ser usadas para rastrear el espectro visible de personas donde suelen ser difíciles de observar sea por niebla de noche o con humo, lugares donde recientemente alguien haya dejado algún rastro. También elementos industriales, rastros de humedad y muchas funciones más.
Estas cámaras cuentan con especificaciones para su funcionamiento en sus sensores infrarrojas que pueden ser:
- La banda de sensibilidad espectral suele ser de 3 µm a 5 µm o de 8 µm a 12 µm.
- La vida útil del refrigerador de las criogenizadas depende del uso, marca y materiales implementados.
- Su campo de visión depende de la óptica de la misma.
- Su masa y volumen dependen de la potencia con la que fue fabricada y las especificaciones de uso.
- La cantidad de pixeles más comunes suelen ser de 320 x 240 y 640 x 512.
- La potencia que consume depende del reflector que venga integrado con la misma.
Ya con el conocimiento adquirido sería bueno saber que su desarrollo fue para el uso militar originalmente en la guerra de Corea. Pasado el tiempo fueron migrando a otros campos cómo la arqueología y la medicina.
Al día de hoy sus aplicaciones más comunes las encontramos en usos:
- Control de procesos.
- Inspección de suelos.
- Medicina y diagnosis.
- Militar y policial.
- Detección y análisis de incendios.
- Seguridad y antiterrorismo.
- Auditoria de aislantes acústicos.
- Control de procesos.
- Detección de polución.
Gracias a espiando.es después de saber cómo funciona una cámara infrarroja podrás ver su variado catálogo y así escoger la que se adapte mejor a tus necesidades.
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