Cámara infrarroja

Cámara infrarroja

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Es un aparato que percibe la radiación infrarroja emitida de los cuerpos detectados y que la transforma en imágenes luminosas para ser visualizada por el ojo humano.

Todos los cuerpos emiten cierta cantidad de radiación de cuerpo negro (en forma infrarroja) en función de su temperatura. Generalmente, los objetos más calientes emiten más radiación infrarroja que los menos calientes (también llamados fríos).

Las imágenes visualizan en una pantalla, y tienden a ser monocromáticas, porque se utiliza un sólo tipo de sensor que percibe una particular longitud de onda infrarroja. Muestran las areás más calientes de un cuerpo en blanco y las menos en negro, y con matices grises los grados de temperatura intermedios entre los límites térmicos.

Sin embargo, existen otras cámaras infrarrojas que se usan exclusivamente para medir temperaturas y procesan las imágenes para que se muestren coloreadas, porque son más fáciles de interpretar con la vista. Pero esos colores no corresponden a la radiación infrarroja percibida, sino que la cámara los asigna arbitrariamente, de acuerdo al rango de intensidad de particular longitud de onda infrarroja, por eso se llaman falsos colores.

Imagen de un perro visto por una cámara infrarroja. A la derecha la escala de temperaturas. También se puede apreciar la asignación arbitraria de colores a las temperaturas

Esos falsos colores tienen entre varias aplicaciones las cartográficas, pues describen las diferentes alturas del relive de un mapa: De color azul las partes más frías que comúnmente son las más altas y de color rojo las más calientes que son las más bajas, las partes intermedias en altura, y por tanto en temperatura, en otros colores como el amarillo y el anaranjado.

Otras aplicaciones generales de las cámaras infrarrojas son: Ver en las tinieblas, a través del humo o debajo del suelo.

Se han ingeniado maneras para evitar la detección de cámaras infrarrojas, pero no son eficientes. Vestirse con ropa aislante térmica, oculta temporalmente de la cámara, por que la ropa se calienta gradualmente a la temperatura del entorno y se vuelve detectable. Envolverse en papel aluminio y vestir prendas mojadas no oculta de las cámaras potentes, sólo confunde las lecturas percibibas.

Clasificación

Cámaras infrarrojas con detectores criogenizados

Los detectores están contenidos en un estuche sellado al vacío y enfriado muchos grados bajo cero Celsius por un voluminoso y costoso equipo criogénico. Esto aumenta enormemente su sensibilidad con respecto a los detectores al ambiente, debido a su gran diferencia de temperatura con respecto al cuerpo emisor detectado. Si el detector no fuera enfriado criogénicamente, la temperatura ambiental del detector interferiría las lecturas de temperatura recibidas por el detector. La desventaja de los detectores criogenizados son:

• Su alto consumo de energía para enfriar.
• El alto costo para fabricar y sellar al vacío los estuches.
• Varios minutos para enfriar el sensor del detector a la temperatura óptima de operación.

Cámaras infrarrojas con detectores al ambiente

Éstos operan a la temperatura ambiental. Los más modernos usan sensores que funcionan cambiando las propiedades eléctricas del material del cuerpo emisor. Estos cambios (de corriente, voltaje o resistencia) son medidos y comparados a los valores de temperatura de operación del sensor. Los sensores pueden estabilizarse a una temperatura de operación, por arriba de los cero celsius, para reducir las interferencias de percepción de imagen, y es por eso que no requiere equipos de enfriamiento. Las ventajas de estos detectores son:

• Su menor costo con respecto a los criogenizados.
• Menor tamaño.

Pero sus desventajas:

• Mucho menos sensibilidad y menos resolución que los criogenizados.

Cámaras infrarrojas activas

Emiten radiación infrarroja con un reflector integrado a la cámara o ubicado en otro sitio. El haz infrarrojo alumbra el cuerpo detectado; y el alumbramiento es emitido por el cuerpo para ser percibido por la cámara e interpretado en una imagen monocromática.

El reflector tiene un filtro para prevenir que la cámara sea interferida por la observación de la luz visible. Si el reflector tiene mayor alcance mayor será el tamaño y el peso de su filtro y, mayor será el tamaño de la batería por que aumenta su consumo de energía. Por eso la mayoría de las cámaras activas portátiles tienen un reflector con alcance de 100 metros, pero algunos fabricantes exageran el alcance de las cámaras a varios cientos de metros.

Cámaras infrarrojas pasivas

También se llaman cámaras termográficas. Carecen de reflectores, y perciben la radiación infrarroja tal cual emitida por un cuerpo. No miran cuerpos a la misma temperatura del detector, por eso se enfrían criogénicamente a temperaturas de -200 °C. Algunas de estas cámaras pueden tener sensibilidad a temperaturas de 0,01 °C.

Estas cámaras se usan para rastrear gente en áreas donde es difícil verlos (tinieblas, humo o niebla), encontrar rastros recientes de alguien que ha dejado un lugar, seguir un coche en particular, ver rastros de humedad en ciertas superficies.

Características

• Alta Resolución de temperaturas, consecuentemente termogramas muy

contrastados.

• Fácil manejo, con el software integrado
• Escala de temperatura lineal
• Visualización de imagen rápida
• Control de cámara a largas distancias vía interfaz Ethernet
• Portátil y operación independiente con acumulador de Li-ION intercambiable

Especificaciones técnicas

• Tipo de Detector : HgCdTe
• Distancia al objeto: de 0,2 m a infinito
• 240 líneas por imagen
• Conversión A/D: 16 bit
• Pantalla 4 pulgadas incorporada
• Dimensiones: 240 x 192 x 200 mm
• Zoom electro óptico de 6:1
• Salida de video, RGB-PAL-NTSC

Ejemplos

• Modelo: XEVA-320
• Sensor: InGaAs refrigerado
• Resolución: 320 x 256
• Tamaño Píxel: 30 micras
• Relación S/N: 69 db
• Longitud de onda: estándar (0,9 a 1,7 um), Extendido (0,9 a 2,5 um)
• Velocidad de captura: 60, 100, o 350 img/seg (según modelo)
• Salida Digital: USB2.0 o CámeraLink (Salida PAL análoga opcional)
• Sistema de refrigeración: TE1: 263 K, TE3: 223 K
• Salida datos: 12 o 14 bits
• Incluye Trigger
• Regiones de interés: hasta 8 × 32
• Tiempo exposición de 1 us a 5 min
• Tamaño: 100 × 100 × 100 mm
• Peso: 300 g

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