ศูนย์รวมความรู้ อุปกรณ์เซฟตี้ อุปกรณ์นิรภัยส่วนบุคคล และ อุปกรณ์ความปลอดภัยต่างๆ

กล้องถ่ายภาพความร้อน (Thermal Imaging Camera)

 

อุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญมากในชีวิตประจำวันของเรา และถูกนำมาใช้ในหลายๆ ด้าน เช่น เพื่อตรวจดูว่าเราป่วยหรือไม่ อาหารถูกปรุงสุกหรือไม่ หรือถ้ารถของท่านร้อนเกินไป กล้องถ่ายภาพความร้อน ทำการวัดอุณหภูมิในอีกระดับหนึ่งแทนที่จะใช้ตัวเลขบอกค่าอุณหภูมิ , ท่านสามารถได้ภาพถ่ายที่แสดงความแตกต่างของอุณหภูมิที่ผิว  ภาพถ่ายความร้อนหรือที่รู้จักกันในชื่อเทอร์โมกราฟี เป็นเทคนิคในการสร้างภาพจากแสงอินฟราเรดที่มองไม่เห็น (ด้วยตาเปล่า) ที่แผ่กระจายออกจากวัตถุโดยการใช้กล้องถ่ายภาพความร้อน กล้องถ่ายภาพความร้อนสามารถทำการสแกนพื้นผิวของวัตถุโดยที่ไม่มีการทำลายและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ซึ่งทำให้ตรวจหาปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วหรือความเสียหาย ซึ่งจะทำให้สามารถลดเวลาในการแก้ไขปัญหาและการบำรุงรักษา

 

กล้องถ่ายภาพความร้อนมองเห็นอะไร ?
กล้องถ่ายภาพความร้อนจะมองไม่เห็นภาพจริง แต่มันจะจับพลังงานรังสีอินฟราเรด (IR) ที่ถ่ายทอดออกมาจากวัตถุไปสู่สิ่งแวดล้อมและสร้างภาพแถบสีที่วัตถุที่ร้อนกว่าจะแสดงสีสว่างและวัตถุที่เย็นกว่าจะแสดงสีมืดกว่า พลังงาน IR สร้างมาจากการสั่นสะเทือนของอะตอมและโมเลกุล และมีพฤติกรรมคล้ายกับแสงสว่างที่มองเห็น ซึ่งสามารถสะท้อน, หักเห, ดูดซับ และเปล่งแสง ยิ่งโมเลกุลเหล่านี้เคลื่อนไหวมากก็จะทำให้อุณหภูมิของวัตถุสูงขึ้น

 

กล้องถ่ายภาพความร้อนสามารถใช้งานอะไรได้บ้าง ?
กล้องถ่ายภาพความร้อนกำลังกลายเป็นเครื่องมือในการใช้ตรวจสอบในอุตสาหกรรม ซึ่งถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบอาคารว่ามีประสิทธิภาพตรงกับสเปค, ใช้ตรวจว่าฉนวนถูกติดตั้งในสภาพที่ดี, หาตำแหน่งอากาศรั่วไหล, ตรวจสอบการออกแบบโครงสร้างและหาตำแหน่งที่มีความชื้นซึมออกมา ยังมีการใช้งานนอกเหนือจากนี้อีกซึ่งขึ้นอยู่กับการประยุกต์ของผู้ใช้เท่านั้น โดยทั่วไปในปัจจุบันได้นำมาใช้ในการเพื่อหาสภาพต่างๆ เช่นการเสื่อมของฉนวนในบ้าน หรือวงจรไฟฟ้าที่โอเวอร์โหลด ตัวอย่างอื่นๆ มีดังต่อไปนี้

  • การตรวจสอบสถานีจ่ายไฟฟ้าย่อย
  • การตรวจสอบความร้อนที่สูญเสียในอาคาร
  • การหาตำแหน่งของสายไฟหรือท่อที่มีความร้อน
  • การหาตำแหน่งที่เชื้อราเติบโต
  • การหาตำแหน่งที่หลังคาอาคารรั่ว
  • การหารูปแบบการกระจายความร้อนของท่อไอน้ำ
  • การตรวจสอบแบริ่ง
  • การตรวจสอบการรั่วของฉนวนในอุปกรณ์ทำความเย็น

อะไรคือความสามารถของกล้องถ่ายภาพความร้อนบ้าง?
โดยพื้นฐานแล้ว กล้องถ่ายภาพความร้อนมีความสามารถในการ เก็บภาพความร้อนทั้งในหน่วยความจำภายในหรือในการ์ดความจำขึ้นอยู่กับความสามารถของกล้องถ่ายภาพ เมื่อผู้ใช้ถ่ายภาพเสร็จ สามารถมองเห็นภาพ หรือแก้ไข หรือดาวน์โหลดลงในเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถนำภาพมาใช้ในรายงานและมีซอฟท์แวร์ในการใช้งานรวมอยู่ด้วย  สามารถซื้อกล้องถ่ายภาพความร้อนโดยที่เลือกความสามารถน้อยลงได้ซึ่งสามารถอ่านค่าอุณหภูมิที่ตำแหน่งจุดตัดของเส้นกลางจอแสดงภาพ ขณะที่กล้องถ่ายภาพแบบอื่นๆ สามารถให้ผู้ใช้เลือกตำแหน่งของจุดตัดในจอภาพให้เคลื่อนที่ได้และเปรียบเทียบอุณหภูมิระหว่างบริเวณสองพื้นที่ได้ กล้องถ่ายภาพความร้อนมีสีหลายสีเช่น ขาว/ดำ , สีเหล็ก หรือสีรุ้งซึ่งผู้ใช้สามารถเลือกได้ สีแบบเหล็กมักจะใช้ในการตรวจสอบบ้าน, สีขาว/ดำจะช่วยในการตรวจหารายละเอียดในรูปภาพ และสีรุ้งจะเป็นสีที่ดีที่สุดที่สามารถบอกความแตกต่างของอุณหภูมิได้ ให้ดูรูปด้านล่างนี้สำหรับสีตัวอย่าง

  

แถบสีเหล็กของฟิวส์บัสบาร์

แถบสีขาว /ดำ/เทา

แถบสีรุ้ง

 

แถบสีโลหะร้อน

แถบสีอำพัน

 กล้องถ่ายภาพที่ซับซ้อนขึ้นอาจรวมความสามารถต่อไปนี้

 

แจ้งเตือนสีซึ่งยอมให้ผู้ใช้เลือกอุณหภูมิและกล้องจะแสดงเฉพาะสีที่อุณหภูมิมากหรือน้อยกว่าที่เลือกเท่านั้น

 

ภาพซ้อนภาพ ที่จะแสดงสีอุณหภูมิ(ที่มีขนาดหนึ่งในสี่ของภาพ) ในขนาดภาพมาตรฐาน อุณหภูมิที่อ่านจะจำกัดเฉพาะส่วนนี้ของภาพเท่านั้น

 

ระบบ IR ฟิวชั่น ซึ่งให้ผู้ใช้ปรับค่ามากสุดหรือน้อยสุดของอุณหภูมิเทียบกับภาพมาตรฐาน

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ฉันจะได้ภาพที่ดีได้อย่างไร ?
การใช้กล้องถ่ายภาพความร้อนมีความง่าย แต่การแปลความหมายของภาพจะต้องใช้ความรู้และประสบการณ์ ในการช่วยให้ผู้ใช้ได้ภาพที่ดีที่สุดในการวิเคราะห์ มีการปรับค่าสี่แบบที่สามารถทำได้คือ การโฟกัส, การตั้งค่าการแผ่ความร้อน, การเปลี่ยนอุณหภูมิที่สะท้อน และการปรับความร้อน

  • เลนส์ของกล้องถ่ายภาพความร้อนจะเหมือนกับกล้องทั่วๆไป ที่จะต้องมีการปรับโฟกัสเพื่อเพิ่มความคมชัดของภาพ  กล้องส่วนใหญ่สามารถปรับได้โดยการหมุนเลนส์ และบางรุ่นที่ซับซ้อนกว่าทำได้โดยการกดปุ่ม
  • การแผ่รังสี คือปริมมาณของรังสีที่แผ่ออกมาจากวัตถุ เปรียบเทียบกับการแผ่รังสีที่ดีที่สุดเมื่ออยู่ในอุณหภูมิเดียวกัน  การตั้งค่าการแผ่รังสีที่น้อยกว่าจะใช้สำหรับวัตถุที่สะท้อนแสงได้มากกว่า และการตั้งการแผ่รังสีที่มากจะใช้สำหรับวัตถุที่สะท้อนแสงได้น้อย  วัตถุที่ไม่ใช่โลหะ หรือมีผิวขรุขระจะมีการแผ่รังสีมากกว่า   การปรับค่าการแผ่รังสีมีความสำคัญเมื่อทำการวัดอุณหภูมิ หรือเมื่อเปรียบเทียบอุณหภูมิของวัตถุสองชิ้น การตั้งค่าที่ไม่ถูกต้องจะทำให้วัตถุแสดงอุณหภูมิที่ร้อนกว่าหรือเย็นกว่าความเป็นจริง  มีกล้องถ่ายภาพเพียงบางรุ่นเท่านั้นที่สามารถตั้งค่าการแผ่รังสีได้ ส่วนใหญ่แล้วจะมีค่าที่ตั้งไว้แล้วกับวัสดุประเภทไม้ หรือผนัง
  • การตั้งค่าการสะท้อนอุณหภูมิ ผู้ใช้สามารถชดเชยอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมหรืออุณหภูมิของวัตถุรอบๆ ได้ ถ้าสงสัยว่ามีการสะท้อนของอุณหภูมิวัตถุโดยรอบ ให้ขยับกล้องถ่ายภาพรอบพื้นที่เป้าหมาย ถ้าจุดที่ร้อนหรือเย็นเปลี่ยนตามกล้อง แสดงว่ามีการสะท้อนจากวัตถุอื่น ถ้าไม่เปลี่ยนแปลง แสดงว่าเป็นจุดที่ร้อนหรือเย็นจริง ในการหาว่าอุณหภูมิที่สะท้อนเป็นเท่าไหร่นั้น ผู้ใช้จะต้องปรับค่าการแผ่รังสีของกล้องเป็น 1.0 หลังจากนั้น วางแผ่นอะลูมิเนียมฟอยล์ที่ย่นลงบนกระดาษแข็ง จับฟอยล์ระหว่างกล้องกับวัตถุที่ต้องการจะมอง และสังเกตค่าอุณหภูมิของฟอยล์ หลังจากนั้น ใส่ค่าอุณหภูมิของฟอยล์ลงในค่าอุณหภูมิสะท้อนของกล้อง  อุณหภูมิสะท้อนมีความสำคัญ เหมือนกับค่าการแผ่รังสีเมื่อทำการวัดค่าอุณหภูมิเปรียบเทียบของสองวัตถุ มีกล้องบางชนิดเท่านั้นที่สามารถให้ผู้ใช้ใส่ค่าอุณหภูมิสะท้อน
  • การปรับความร้อนของกล้องเกี่ยวข้องกับการปรับช่วงของอุณหภูมิที่กล้องจะมองเห็นเมื่ออยู่ในโหมดทำงานด้วยมือ กล้องถ่ายภาพความร้อนจะมีโหมดมองภาพอัตโนมัติและโหมดปรับตั้งด้วยมือ  เมื่อกล้องอยู่ในโหมดอัตโนมัติ กล้องจะปรับสเกลอุณหภูมิตามสิ่งที่มองซึ่งทำให้สีเปลี่ยนไปเมื่อเคลื่อนกล้อง ส่วนโหมดปรับตั้งด้วยมือสามารถให้ผู้ใช้ปรับช่วงอุณหภูมิได้เองตามที่ต้องการ และกล้องจะแสดงค่าตามช่วงอุณหภูมินั้นเสมอ การใช้โหมดปรับตั้งด้วยมือ จะดีที่สุดเมื่อต้องการหาค่าอุณหภูมิที่แตกต่างของวัตถุที่กำลังมอง

 

มีข้อจำกัดเกี่ยวกับกล้องถ่ายภาพความร้อนหรือไม่ ?
เนื่องจากพลังงานความร้อนสามารถสะท้อนพื้นผิวที่แวววาว กล้องถ่ายภาพความร้อนจึงไม่สามารถมองผ่านแก้ว ถ้าคุณยืนอยู่หน้าหน้าต่างขณะมองผ่านกล้องถ่ายภาพความร้อน คุณจะเห็นตัวเองในกระจก เพราะพลังงานความร้อนสามารถสะท้อนกระจกได้  ดังนั้น กล้องถ่ายภาพความร้อนจะไม่สามารถมองผ่านผนังได้เหมือนในภาพยนตร์ฮอลลีวูด กล้องถ่ายภาพความร้อนจึงไม่ควรถูกนำมาใช้เป็นหลักฐานเพียงอย่างเดียวในการดูว่ามีปัญหาอยู่ แต่ควรใช้อุปกรณ์อื่นๆ ในการยืนยันปัญหาควบคู่ไปด้าวย เช่น บอร์สโคป, มิเตอร์วัดความชื้น, มัลติมิเตอร์ หรือพิมพ์เขียวของอาคาร

 

 

ความละเอียดของภาพความร้อน                                    

ค่าความละเอียดของภาพความร้อนมีผลต่อค่าความถูกต้อง (accuracy) ของการวัดอุณหภูมิ ซึ่งวัตถุประสงค์ในการใช้กล้องถ่ายภาพความร้อนก็ต้องการวัดค่าอุณหภูมิของวัตถุที่ตำแหน่งต่าง ๆ การวัดค่าอุณหภูมิเป็นการหาค่าเชิงปริมาณ (Quantitative)        และแน่นอนสิ่งที่ต้องการควบคู่กันกับการทราบค่าอุณหภูมิก็คือต้องการค่าการวัดที่มีค่าความถูกต้อง (accuracy) สูง การจะได้ค่าการวัดอุณหภูมิผิวของวัตถุจากการถ่ายภาพความร้อนให้ได้ค่าความถูกต้องสูงนั้นพื้นที่ของวัตถุนั้นต้องประกอบด้วยภาพความร้อนไม่น้อยกว่า 9 pixels (3 x 3 pixels) หากตำแหน่งพื้นที่ที่ต้องการวัดค่าอุณหภูมินั้นมีจำนวน thermal pixel น้อยกว่า 9 pixels ค่าอุณหภูมิที่อ่านค่าได้จะมีความถูกต้องลดลงเนื่องจากค่าอุณหภูมินั้นเป็นค่าเฉลี่ยของพื้นที่หรือของวัตถุนั้นและค่าอุณหภูมิของ pixel (background)ที่อยู่รอบๆ

      หากพื้นที่ที่นำมาใช้ในการวิเคราะห์ค่าอุณหภูมิหากมีจำนวน pixels ที่มากกว่าก็จะให้ค่าความถูกต้องในการวัดที่สูงกว่าพื้นที่ที่มีจำนวน pixels น้อยกว่า  การใช้งานกล้องถ่ายภาพความร้อนนอกจากต้องการวัดค่าอุณหภูมิซึ่งเป็นการวัดในเชิงปริมาณแล้ว ยังต้องการภาพที่มีความละเอียดเพียงพอต่อการวิเคราะห์ในเชิงคุณภาพ (Qualitative)  การได้ภาพความร้อนที่คมชัดที่สามารถแสดงลักษณะโครงสร้างของวัตถุ รายละเอียดของส่วนประกอบต่าง ๆ และความแตกต่างอย่างเด่นชัดจะช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถระบุตำแหน่งและวิเคราะห์ภาพความร้อนหรือปัญหาที่เกิดขึ้นง่ายยิ่งขึ้นโดยเฉพาะงานถ่ายภาพความร้อนวัตถุหรือชิ้นงานที่มีขนาดเล็กมาก เช่น แผงวงจรไฟฟ้า งานตรวจสอบอาคารด้านอนุรักษ์พลังงานงานเหล่านี้หากภาพความร้อนที่ได้มีความละเอียดของภาพต่ำจะวิเคราะห์ปัญหาที่เกิดขึ้นได้ยากลำบาก

 

    Spatial Resolution (Distance : Spot)

               กล้องที่มีความละเอียดของภาพความร้อนหรือมีจำนวน thermal imaging pixel มากจะให้ภาพที่มีความคมชัดมากกว่ากล้องที่มีความละเอียดน้อยกว่า ภาพความร้อน (thermal image or thermogram) ที่มีความคมชัดได้จากกล้องมีจำนวน detector ที่ใช้ในการวัดมากกว่ากล้องที่มีจำนวน detector น้อยกว่า เมื่อเปรียบความแตกต่างของกล้อง 2 ตัว ที่มีจำนวน detector ที่ไม่เท่ากัน ถ่ายภาพความร้อนของวัตถุหนึ่งโดยใช้เลนส์ทีมีระยะโฟกัสขนาดเท่ากัน มีค่า IFOV เท่ากัน กล้องถ่ายภาพความร้อนที่ใช้ detector จำนวน 320 x 240 detector ให้ค่าความละเอียด 76,800 pixels ต่อหนึ่งภาพ และได้ขนาดพื้นที่ที่ถ่ายได้ (ภาพความร้อน) ขนาดเท่ากันกับกล้องที่มีจำนวน 160 x 120 detector ที่ให้ค่าความละเอียด 19,200 pixels สิ่งที่แตกต่างคือกล้องที่ใช้ detector จำนวน 320 x 240 detector จะให้ภาพความร้อนที่คมชัดมากกว่า เนื่องจากมีค่าความละเอียดหรือมีจำนวน pixel มากกว่าถึง 4 เท่า (76,800 / 19,200 = 4 )   ในอีกนัยอาจกล่าวได้ว่าหากต้องการภาพที่มีความคมชัดหรือความละเอียดเท่ากันจากกล้อง 2 ตัวที่มีจำนวน detector ไม่เท่ากัน กล้องที่มีจำนวน detector มากกว่าจะสามารถถ่ายได้ในระยะที่ไกลกว่า เช่น ในความละเอียดของภาพความร้อนที่เท่ากัน ที่ระยะถ่ายภาพ 10 เมตร (ระยะห่างวัตถุและกล้อง)  กล้องที่ใช้ detector จำนวน 320 x 240 detector สามารถถ่ายภาพที่มีความละเอียดเท่ากับกล้องที่ใช้ detector จำนวน 160 x 120 detector ถ่ายที่ระยะ 5 เมตร ในกรณีที่ถ่ายจากตำแหน่งหรือระยะเท่ากัน โดยใช้เลนส์ที่มีระยะโฟกัสเท่ากัน ทั้งกล้องที่มีความละเอียดสูงและต่ำกว่าจะได้ภาพความร้อนที่มีขนาดเท่ากัน  แต่กล้องที่มีเทคนิคในการสร้างภาพที่ให้ความละเอียดมากกว่า (high resolution enhancement) จะช่วยให้สามารถวิเคราะห์ค่าอุณหภูมิของวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่า

Website Implemented by ColorPack Creations Co., Ltd.