¿Cómo funciona una cámara de visión térmica o termográfica? Conceptos y aplicaciones

13 en Ingeniería

12 Sept 202007:53

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

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🔥 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.

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🔍 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

Una cámara infrarroja, también conocida como cámara térmica o termográfica, es un dispositivo que capta la radiación infrarroja emitida por los objetos. Esto permite ver la temperatura de los objetos sin necesidad de iluminación externa. En el video, se menciona que estas cámaras son capaces de detectar múltiples zonas de energía infrarroja, lo que les permite visualizar la temperatura de los cuerpos y otros detalles invisibles al ojo humano.

💡Radiación infrarroja

La radiación infrarroja es una forma de energía electromagnética que es invisible al ojo humano pero puede ser captada por dispositivos especiales como las cámaras térmicas. En el video, se explica que todos los objetos emiten radiación infrarroja, y esta emisión está directamente relacionada con la temperatura del objeto, lo que permite a las cámaras termográficas medir temperaturas.

💡Micrómetro

El micrómetro es el conjunto de sensores en una cámara termográfica que detectan la radiación infrarroja. Estos sensores están organizados en una matriz de píxeles, y la resolución de la cámara depende de la cantidad de sensores que tiene. En el video, se menciona que el estándar industrial es de 120 x 90, pero se pueden encontrar cámaras con mayor resolución para detectar detalles más precisos.

💡Falso color

El falso color es una técnica utilizada en las cámaras termográficas para representar la temperatura en una imagen visible para el ser humano. Se asigna una paleta de colores para que las diferencias de temperatura sean más fáciles de identificar. En el video, se menciona que los colores típicos incluyen el arco iris, el hierro y la escala de grises, cada uno con su propio propósito en la visualización de la temperatura.

💡Lente óptico

El lente óptico es una pieza clave en las cámaras termográficas que permite enfocar la radiación infrarroja antes de que llegue a los sensores. Esto puede incluir lentes de aumento para ver más lejos o lentes angulares para una vista panorámica. En el video, se destaca que el lente óptico es importante para mejorar la calidad de la imagen y trabajar con rangos de temperatura específicos.

💡Filtro

Un filtro en una cámara termográfica es un componente que permite solo ciertas longitudes de onda de la radiación infrarroja pasar, mejorando así la calidad de la imagen y permitiendo trabajar con rangos de temperatura específicos. En el video, se menciona que el filtro es una etapa importante antes de que la radiación llegue a los sensores.

💡Emissividad

La emissividad es una propiedad de los materiales que indica cuán eficientemente emiten radiación infrarroja. En el video, se discute que algunos materiales como el vidrio y el plástico tienen una baja emissividad, lo que hace difícil medir su temperatura con una cámara termográfica. Esto es importante para tener en cuenta al interpretar las imágenes termográficas.

💡Campo de visión instantáneo (IFO)

El IFO es una medida de la distancia a la que una cámara termográfica puede medir objetos de forma precisa. En el video, se explica que este parámetro es crucial para medir puntos específicos en procesos o maquinaria, y se puede ajustar usando diferentes ópticas para cambiar la distancia focal.

💡Enfoque

El enfoque es el proceso de ajustar una cámara para obtener imágenes nítidas y definidas. En el video, se menciona que el enfoque es importante en las cámaras termográficas para evitar imágenes desenfocadas, y aunque muchas cámaras permiten un enfoque manual, también existen tecnologías de enfoque automático que utilizan múltiples cámaras o sensores.

💡Aplicaciones

Las aplicaciones de las cámaras termográficas son amplias y varían desde la detección de personas en incendios, el seguimiento de presas en la caza, la identificación de fallos en equipos industriales, hasta la detección de enfermedades en animales o personas. En el video, se presentan varios ejemplos de cómo estas cámaras pueden ser utilizadas en diferentes contextos, destacando su versatilidad y utilidad.

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.