¿Cómo funciona una cámara de visión térmica o termográfica? Conceptos y aplicaciones
Summary
TLDREste video educativo, presentado por 'Jugo', explica cómo funcionan las cámaras termográficas, también conocidas como cámaras infrarrojas. Se contrasta con las cámaras digitales tradicionales que dependen de la luz ambiental, mientras que las termográficas capturan la radiación infrarroja emitida por los objetos, relacionada con su temperatura. Se discuten los componentes clave como sensores, lentes ópticos y filtros, así como la importancia de la resolución y la paleta de colores para interpretar imágenes. Además, se exploran aplicaciones prácticas en diferentes sectores, desde la detección de incendios hasta la medicina y la industria, subrayando la necesidad de entrenamiento para interpretar adecuadamente las imágenes termográficas.
Takeaways
- 😀 Una cámara infrarroja, también conocida como cámara térmica o termográfica, capta la radiación infrarroja emitida por objetos y la convierte en imágenes visibles para el ser humano.
- 👀 Las cámaras térmicas no requieren iluminación externa ya que detectan la radiación infrarroja que los objetos emite en función de su temperatura.
- 🔍 La resolución de una cámara térmica se mide por el número de sensores que tiene, y estos sensores se organizan en una matriz similar a los píxeles de una imagen.
- 🌡️ La relación entre la radiación infrarroja y la temperatura es fundamental para las cámaras térmicas, ya que cada cuerpo emitirá radiación infrarroja a menos que esté a la temperatura más fría posible.
- 📸 Antes de que la radiación alcance los sensores de la cámara, pasa por un lente óptico y un filtro que solo permite las longitudes de onda de interés.
- 🎨 Las imágenes capturadas por las cámaras térmicas se muestran en un 'falso color', que es una representación visual de las diferencias térmicas para que el ser humano pueda verlas.
- 🖼️ Los colores y la paleta de una imagen termográfica son configurables, y se pueden usar para resaltar diferentes rangos de temperatura o para adaptarse a las necesidades de la aplicación.
- 📱 Las cámaras térmicas pueden guardar, enviar o compartir imágenes mediante diferentes medios, como memorias SD, computadoras, nube o dispositivos móviles.
- 🔧 Las cámaras térmicas tienen múltiples aplicaciones, desde la detección de fugas de calor en equipos industriales hasta la identificación de presas en la caza o la medición de temperaturas corporales en situaciones de seguridad.
- ⚙️ La termografía es una técnica que requiere entrenamiento y conocimiento para su uso adecuado, y se debe tener en cuenta factores como la emisividad de superficies y el campo de visión de la cámara.
Q & A
¿Qué es una cámara infrarroja también conocida como cámara térmica o termográfica?
-Una cámara infrarroja, térmica o termográfica es un dispositivo que capta la radiación infrarroja emitida por los objetos y la convierte en imágenes visibles para el ser humano, permitiendo observar temperaturas sin necesidad de iluminación externa.
¿Cómo funciona una cámara térmica en comparación con las cámaras digitales convencionales y los ojos humanos?
-Mientras que las cámaras digitales y los ojos humanos requieren luz para ver objetos, las cámaras térmicas no necesitan iluminación ya que captan la radiación infrarroja natural emitida por los objetos, relacionada con su temperatura.
¿Cuál es la relación entre la radiación infrarroja y la temperatura?
-La radiación infrarroja está estrechamente relacionada con la temperatura de un objeto; a menos que un cuerpo tenga la temperatura más fría posible, siempre emitirá alguna cantidad de radiación infrarroja.
¿Qué es un micrómetro y cómo está relacionado con la resolución de una cámara térmica?
-Un micrómetro es el conjunto de sensores en una cámara térmica que detectan zonas de energía infrarroja, organizados en una matriz de columnas y filas. La resolución de la cámara está relacionada con la cantidad de sensores que tiene el micrómetro.
¿Qué pasos deben seguirse antes de que la radiación infrarroja llegue a los sensores de una cámara térmica?
-Antes de que la radiación infrarroja llegue a los sensores, pasa a través de un lente óptico y un filtro que solo permite las longitudes de onda de interés, mejorando así la calidad de la imagen y permitiendo trabajar con rangos de temperatura específicos.
¿Qué es el 'falso color' y cómo se relaciona con la visualización de imágenes en una cámara térmica?
-El 'falso color' es un término utilizado para describir las imágenes en color que las cámaras térmicas muestran en la pantalla, lo que permite a los seres humanos ver y diferenciar temperaturas. Las paletas de colores pueden configurarse para mejorar la visualización de温差.
¿Qué son las consideraciones técnicas importantes al utilizar una cámara térmica?
-Las consideraciones técnicas importantes incluyen la invisibilidad y cómo afecta la respuesta térmica, la emisividad de las superficies y su efecto en la medición de temperatura, y el campo de visión instantáneo (IFO) que determina la distancia y precisión de la medición.
¿Cómo se puede ajustar la emisividad en una cámara térmica y por qué es importante?
-La emisividad en una cámara térmica se puede ajustar manualmente para obtener una respuesta térmica adecuada. Es importante porque superficies con baja emisividad, como los cristales y los plásticos, pueden dificultar la medición precisa de la temperatura.
¿Qué es el campo de visión instantáneo (IFO) y cómo afecta la medición en una cámara térmica?
-El campo de visión instantáneo (IFO) es la distancia a la que se puede medir con precisión los objetos. Afecta la medición porque cada sensor en la cámara mide en forma de cono, lo que determina el diámetro de la zona de incidencia por sensor a una distancia específica.
¿Cuáles son algunas aplicaciones prácticas de las cámaras térmicas mencionadas en el guion?
-Las aplicaciones prácticas de las cámaras térmicas incluyen su uso por bomberos para ver a través del humo, cazadores para rastrear presas en condiciones de baja visibilidad, y en aplicaciones industriales para detectar fallos en equipos o sobrecargas eléctricas antes de que ocurran.
Outlines
🔥 Funcionamiento de una cámara termográfica
Este párrafo explica cómo funciona una cámara termográfica, también conocida como cámara térmica, y cómo difiere de una cámara digital tradicional o los ojos humanos. Mientras que las cámaras digitales y los ojos requieren luz para ver, las cámaras termográficas capturan la radiación infrarroja emitida por los objetos, relacionada con su temperatura. Cada cámara tiene miles de sensores que detectan zonas de energía infrarroja, similares a los píxeles en una matriz. La resolución de la cámara se relaciona con la cantidad de sensores que tiene. Antes de que la radiación alcance los sensores, pasa por un lente óptico y un filtro que solo permite ciertas longitudes de onda. Finalmente, los sensores envían una señal eléctrica al procesador, que luego muestra una imagen en colores artificiales, conocidos como 'falso color', para que sea perceptible para el ser humano. Se pueden configurar diferentes paletas de colores para distintos tipos de detección.
🔍 Consideraciones técnicas y aplicaciones de la termografía
Este párrafo aborda las consideraciones técnicas importantes al usar cámaras termográficas, como la invisibilidad y la necesidad de conocer la respuesta térmica adecuada para diferentes objetos. Se discute cómo la emisividad de ciertas superficies, como los cristales y los plásticos, puede afectar la medición de temperatura. También se menciona el uso de materiales como el germanio en los lentes de las cámaras para permitir la transmisión de la radiación infrarroja. Se destaca la importancia del campo de visión instantáneo (IFOV) y cómo se puede ajustar con diferentes ópticas para medir a distancias más largas o reducir el peligro en entornos peligrosos. Además, se abordan aplicaciones prácticas de las cámaras termográficas, como su uso por bomberos para localizar personas en incendios, cazadores para rastrear presas, y en aplicaciones militares. También se mencionan usos en medicina para detectar inflamaciones o en industrias para identificar fallos en equipos antes de que ocurran, y la detección de fugas de gases o líquidos basada en diferencias de temperatura.
Mindmap
Keywords
💡Cámara infrarroja
💡Radiación infrarroja
💡Micrómetro
💡Falso color
💡Lente óptico
💡Filtro
💡Emissividad
💡Campo de visión instantáneo (IFO)
💡Enfoque
💡Aplicaciones
Highlights
Introducción a cómo funciona una cámara infrarroja, también conocida como cámara térmica o termográfica.
Comparación con un termómetro infrarrojo y revisión de conceptos comunes entre ambas tecnologías.
Explicación de que las cámaras térmicas no requieren iluminación para capturar imágenes, sino que dependen de la radiación infrarroja emitida por los objetos.
Descripción de la relación entre la radiación infrarroja y la temperatura.
Funcionamiento de los sensores en una cámara térmica, que detectan múltiples zonas de energía infrarroja.
Importancia de la resolución de la cámara térmica, relacionada con la cantidad de sensores.
Proceso de filtrado de la radiación infrarroja antes de llegar a los sensores para mejorar la calidad de la imagen.
Conversión de la señal eléctrica de los sensores a una imagen visible para el ser humano mediante el uso de falso color.
Configuración de la paleta de colores en la pantalla de la cámara térmica para contrastar mejor las temperaturas.
Opciones de almacenamiento y transmisión de imágenes tomadas con la cámara térmica, como memoria SD, computadora, nube o dispositivos móviles.
Variedad de aplicaciones de las cámaras térmicas en diferentes sectores, como industriales, de cazadores, militares y de salud.
Importancia del entrenamiento y conocimiento para el uso adecuado de las cámaras térmicas.
Consideración técnica de la invisibilidad y la necesidad de tener una idea previa para una respuesta térmica adecuada.
Dificultades en la medición de temperatura en superficies con baja emisividad, como cristales y plásticos.
Uso de lentes de germanio en las cámaras térmicas que permiten la transmisión de radiación infrarroja.
Consideración del campo de visión instantáneo (IFO) y su impacto en la precisión de la medición de temperatura.
Importancia del enfoque en la calidad de la imagen y las tecnologías de enfoque automático disponibles.
Aplicaciones prácticas de las cámaras térmicas, como la detección de personas en incendios, seguimiento de presas en la caza y monitoreo de la salud.
Uso de la termografía en la industria para predecir fallos en equipos y detección de fugas de gases o líquidos.
Necesidad de experiencia para analizar correctamente la información obtenida con las cámaras térmicas.
Transcripts
[Música]
hola a todos espero que se encuentre muy
bien yo soy jugo y nuevamente el de
bienvenida canal 13 ingeniería en un
vídeo pasado y hemos revisado cómo
funciona un termómetro infrarrojo en
este revisaremos cómo funciona una
cámara infrarroja también llamada cámara
térmica o cámara termográfica estas
definiciones son más que una extensión
de la tecnología que hayamos revisado
antes por eso verifica el vídeo que te
dejo aquí arriba o en la descripción
para que te des una idea antes de
comenzar con esto sin embargo aquí
también revisaremos los conceptos que se
repiten entre ambas tecnologías
revisaremos algunos conceptos nuevos
revisaremos
las consideraciones técnicas que se
deben tener en este nuevo equipo y
algunas aplicaciones interesantes tanto
industriales como de otros rubros
primero tanto las clásicas cámaras
digitales como los ojos humanos
necesitan de iluminación para así poder
captar la luz que rebote sobre los
objetos y decodificar los en una imagen
en el caso de las cámaras de visión
térmica no sucede lo mismo ya que se
puede ver el mundo sin necesidad de
iluminar lo con este tipo de luz porque
éstas dependen de la radiación
infrarroja que los objetos se emiten y
como he visto antes
infrarroja tiene una relación cercana a
la temperatura así que a menos que el
cuerpo posea la temperatura más fría
posible siempre se emitirá radiación
infrarroja cada cámara posee miles de
sensores que detectan múltiples zonas de
energía infrarroja acomodados como
píxeles en una matriz con columnas y
filas definidas a este conjunto se le
denomina micrómetro y tiene una
resolución relacionada a la cantidad de
sensores aunque el estándar industrial
es de 120 x 90 ante una mayor resolución
osea si la cantidad de sensores es mayor
es posible detectar con mayor detalle
cada imagen pero antes de que la
radiación llegue a los sensores pasan
por diferentes etapas igual de
importantes primero a través de un lente
óptico que podría permitir ver más lejos
dando son como lentes del objetivo o que
permitiría una vista más panorámica como
podría ser a través de un lente angular
luego pasan por un filtro que solo deja
pasar las longitudes de onda que nos
interesan así se puede mejorar la
calidad de la imagen y también trabajar
con algún rango de temperatura
específico luego de estas etapas la
radiación
y recién llega a los sensores que envían
una señal eléctrica correspondiente al
procesador el cual comúnmente lo envía a
una pantalla en esta se muestra una
imagen que no es en infrarrojo sino en
una luz perceptible por el ser humano
por eso se le dice falso color
comúnmente se puede configurar la paleta
de colores de este falso color aunque
las más típicas son el arco iris que
contrasta mejor las temperaturas el
hierro para cambios más suaves y en
escala de grises para distinguir mejor
las temperaturas y objetos específicos
además dependiendo del tipo de objeto
que se tenga se pueden guardar en una
memoria sd se puede enviar a una
computadora se puede subir a la nube o
se puede enviar por bluetooth a un
celular etcétera entonces como verán una
cámara termográfica es mucho más
completa de un simple termómetro
infrarrojo ya que su gran cantidad de
sensores y su pantalla permite ver en
tiempo real la temperatura de los
cuerpos y otros detalles invisibles al
ojo humano a pesar de que son
considerablemente más caros que los
termómetros existen muchas variedades
dependiendo del rubro y de la aplicación
con algunos ejemplos las cámaras
industriales portables las cámaras
montables los módulos que utilizan a un
celular como pantalla y como procesador
las miras térmicas para cacería y
aplicaciones militares y otros
detectores
2 en vehículos terrestres o aéreos en si
la termografía es una técnica que
requiere de mucho entrenamiento y
conocimiento tanto de los equipos como
de las aplicaciones en sí pero poseen
consideraciones técnicas importantes en
común la primera es la invisibilidad que
debe saberse o como mínimo tenemos una
idea para dar una respuesta térmica
adecuada si hay muchos objetos en la
zona de medición debe tenerse en cuenta
el del objetivo principal en las cámaras
termográficas comúnmente se puede
ajustar manualmente este valor aunque ha
pesado el ajuste puede que sea difícil
captar correctamente la temperatura
porque existen superficies que no
permiten fácilmente la medición debido a
sus características y que se deben tener
cuidados especiales con sus emisividad
es por ejemplo los cristales y los
plásticos presentan muy baja emisividad
y es difícil tomar bien su temperatura
aquí te preguntarás y qué pasa con los
lentes de las cámaras no son de cristal
bueno están hechas de germanio que es un
material translúcido pero que también es
permeable a la radiación infrarroja así
no se pierde ningún detalle otro ejemplo
son las superficies metálicas brillantes
y pulidas como el de un tanque de acero
inoxidable estas superficies funcionarán
como espejos para una cámara
termográfica y en vez de medio su
temperatura se medirá lo que es
la segunda consideración es el campo de
visión instantánea de la cámara o el ifo
por sus siglas en inglés que nos dirá a
qué distancia medir los objetos como
vimos en los termómetros infrarrojos los
sensores miden en forma de cono así que
cada sensor en la cámara medirá de la
misma manera por ejemplo si yo tengo un
hijo de dos mil irradian es sabré que
ante mil milímetros o sea un metro yo
viviré un diámetro de dos milímetros en
mi zona de incidencia por cada sensor
este parámetro es importante cuando
quiero medir puntos de forma precisa en
algún proceso o alguna maquinaria para
poder ajustar este parámetro puede usar
ópticas por ejemplo se utilizó un lente
del objetivo de 2 x de aumento dividiría
a la mitad el info llegando a un 1000 ya
nadia lo que significa que ahora puedo
medir un diámetro de 2 milímetros por
cada sensor a una distancia de 2 metros
así puedo medir de más lejos y reducir
el peligro de tener contacto con el
objetivo como con un motor de alta
potencia o un nuevo industrial la
tercera consideración está relacionada a
la calidad de la imagen al ser tomada la
cámara termográfica puede ajustar muchos
parámetros de las imágenes pero si las
fotos salen movidas o desenfocadas no se
puede hacer mucho por eso el enfoque es
importante
exactamente la distancia a la cual se va
a tomar la foto y ajustar acorde a ella
ya que en la mayoría de cámaras se puede
realizar manualmente aunque también
existen otras tecnologías más avanzadas
de enfoque automático y que no requieren
operación manual mediante la utilización
de más cámaras más sensores o lógicas
internas de superposición de muchas
fotos a la vez en fin son tecnologías
que aumentan la velocidad de captura y
medición pero que también eleva mucho el
costo del equipo
finalmente revisaremos algunas
aplicaciones los bomberos utilizan estas
cámaras para ver a las personas tras el
denso humo de un incendio
los cazadores pueden ver a sus presas y
seguirles el rastro incluso ante la
niebla o ante muy poca luz los vehículos
militares pueden trazar a sus objetivos
sin iluminar los o en un campo abierto
se puede saber zonas de estrés o
inflamaciones en animales o personas
debido a una temperatura mayor que el
resto del cuerpo mucho tiempo antes de
percibir los síntomas e incluso en
algunos sitios se utiliza para saber la
temperatura corporal de forma simultánea
en muchas personas a la vez con lo que
se puede detectar el indicador actual
del cob en 19 la fiebre en aplicaciones
industriales
los equipos comúnmente poseen una huella
térmica que indicará su fallo antes de
ocurrir
la falta de lubricación en equipos de
ese lineamiento de ejes fricción
excesiva etcétera también en equipos
eléctricos se puede detectar sobrecargas
eléctricas calentamientos por armónicos
o por cadenas balanceadas asimismo en
motores eléctricos se puede ver
aislamientos incorrectos en el bobinado
lo cual ocasiona un aumento de
temperatura y es un riesgo a un próximo
fallo como último ejemplo se puede
detectar la fuga de gases o de líquidos
sobre todo si éstos poseen temperaturas
contrastantes con el entorno como la
fuga de agua en una pared como ya vieron
las cámaras térmicas pueden ser
aplicadas para muchísimas cosas pero
para poder analizar correctamente la
información se requiere muchísima
experiencia por eso este vídeo es sólo
una introducción al gran mundo de la
termografía espero que te haya gustado y
sobre todo que te haya servido si fue
así dejarle un me gusta comparte algunos
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funcionamiento de las cosas abajo
también deja menos consultas muchísimas
gracias por este vídeo saludos ya se
siguiente
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