Wie funktioniert IR-Wärmebild?

Wie können uns IR-Wärmebildgeräte „unsichtbare“ Bilder so präsentieren, dass wir sie interpretieren können?

Was ich wirklich versuche, um meinen Kopf zu wickeln, ist:

  1. Wie ein Sensor Farben "sehen" kann, die ich nicht kann. (Ich verstehe, es ist wahrscheinlich so, als würde man versuchen, jemandem, der ohne Sehvermögen geboren wurde, Farbe zu erklären).

  2. Wie es zu einer sichtbaren Wellenlänge/Frequenz "pitch-shiften" kann. (Ich verstehe, dass die Terminologie wahrscheinlich falsch ist, wenn es um Licht im Gegensatz zu Ton geht, aber Sie bekommen die Idee).

  3. Ganz zu schweigen davon, dass es in einigen Situationen diese unheimliche Fähigkeit zu haben scheint, feste, undurchsichtige Materialien zu "durchschauen" und Objekte zu erkennen, die durch Hindernisse usw. verdeckt sind (wie zum Beispiel militärische und DEA-Luftüberwachung).

Thermische IR-Überwachung aus der Luft Thermische IR-Überwachung aus der Luft Makrothermischer IR-Sicherungskasten Aerial Thermal IR Autofahrer
Makrothermische IR-Konnektivität
Makrothermische IR-Installation

Licht, das wir sehen können, ist Teil des EM-Spektrums. Infrarot ist Licht, das wir auf natürliche Weise nicht sehen können. Verfolgen Sie das? Macht es eine große Sache, dass wir Wärmebilder neu einfärben, um sie an die Fähigkeit unseres Auges anzupassen, nur normale Farben zu sehen?
Darüber hinaus. Wärmebilder haben keine Farben, da sie sich auf ein sehr schmales Wellenlängenspektrum stützen, sodass wir von dort nur die Intensität erhalten können. Dh sie sind von Natur aus einfarbig. Die Nachbearbeitung weist den Intensitätswerten nur eine nicht-monochromatische Palette zu, sodass die Bilder bunt erscheinen.
@EugeneSh.: Tatsächlich decken Wärmebildkameras ein viel breiteres Spektrum ab als das des sichtbaren Lichts. Das Problem ist, dass der Sensor (normalerweise ein Bolometer-Array ) die Wellenlänge nicht unterscheiden kann, also müssen wir die resultierenden Bilder entweder als Monochrom- oder Falschfarbenbilder anzeigen, wie oben gezeigt.
Cheers @DaveTweed Was ich wirklich versuche zu verstehen, ist (erstens), wie ein Sensor Farben "sehen" kann, die ich nicht kann. (Ich verstehe, es ist wahrscheinlich so, als würde man versuchen, jemandem, der ohne Sehvermögen geboren wurde, Farbe zu erklären). Und (zweitens) wie es zu einer sichtbaren Wellenlänge / Frequenz "pitch-shiften" kann. (Ich verstehe, dass die Terminologie wahrscheinlich falsch ist, wenn es um Licht im Gegensatz zu Ton geht, aber Sie bekommen die Idee).
Wussten Sie, dass eine Taube das Magnetfeld der Erde erkennen und ihr helfen kann, den Weg nach Hause zu finden? Es gibt Schlangen, die Infrarot „sehen“ können. Die Tatsache, dass Sie kein Infrarot (ein Wärmebild) sehen oder das Magnetfeld der Erde spüren können, bedeutet nicht, dass andere Lebewesen/Geräte dies nicht können. Die Tonhöhenverschiebung ist nur eine Berechnung in einem Computer, keine Zauberei.
@FakeMoustache: Ja, habe ich, nein, habe ich nicht, ja, das ist mir bewusst und ja, ich habe davon ausgegangen. (In dieser Reihenfolge). Ich bin nicht total ignorant, noch so arrogant. Eher; Streben nach einem besseren Verständnis solcher Phänomene.
@tjt263 Wie "hört" ein Radio Töne, die Sie nicht hören können? Wie „fühlt“ ein Magnet Magnetismus, den Sie nicht können?
@immibis Nun, die Resonanzfrequenz eines Funkempfängers wird auf die Schwingungsfrequenz eines Trägersignals abgestimmt, das verstärkt und demoduliert wird, um eine Nutzlast zu extrahieren. Ein Magnetsensor ist einfach ein um einen Magneten gewickelter Leiter, der als natürliche Reaktion auf Änderungen in seinem elektromagnetischen Feld eine Spannung induziert. Wie hilft das?

Antworten (2)

Was ich wirklich versuche zu verstehen, ist (erstens), wie ein Sensor Farben "sehen" kann, die ich nicht kann. (Ich verstehe, es ist wahrscheinlich so, als würde man versuchen, jemandem, der ohne Sehvermögen geboren wurde, Farbe zu erklären).

Der Sensor wandelt nur eine physikalische Messung – in diesem Fall die Temperaturen einer ganzen Reihe kleiner Wärmesensoren – in ein zweidimensionales Array von Daten um. Die thermischen Sensoren (Mikrobolometer) erhalten ihre Temperatur aus der Tatsache, dass ein Punkt auf einem entfernten Objekt durch eine Linse, die für langwelliges IR durchlässig ist, auf jedes Objekt fokussiert wird.

Und (zweitens) wie es zu einer sichtbaren Wellenlänge / Frequenz "pitch-shiften" kann. (Ich verstehe, dass die Terminologie wahrscheinlich falsch ist, wenn es um Licht im Gegensatz zu Ton geht, aber Sie haben die Idee)

Das macht der Sensor gar nicht. Jedes 2-D-Array von Daten kann visuell dargestellt werden, indem Farben (oder Graustufenwerte) auf die Zahlen abgebildet werden. Es ist das Anzeigegerät (z. B. LCD), das das sichtbare Licht erzeugt, das Sie sehen.

Haben Sie weitere Informationen? Vielleicht hätte ich stattdessen spezifische Fragen zu Mikrobolometern stellen sollen (danke).

Unsere Netzhaut hat Kegelzellen, die so bemessen und konstruiert sind, dass sie eine bestimmte Lichtfrequenz, rgb-artig, absorbieren. Diese Frequenzen sind nicht infrarot.

Elektronische Fotosensoren sind so konzipiert, dass sie bestimmte Lichtfrequenzen aufnehmen und in elektrische Signale umwandeln. Designer wählen Fotosensoren, die die Frequenzen aufnehmen, die das Gerät aufnehmen soll (Infrarot). Wenn eine Gruppe von Photonen den Fotosensor mit der richtigen Frequenz bombardiert, wird ein elektrisches Signal erzeugt und von einem Computer verarbeitet. Dann sendet der Computer die Informationen an ein Display, damit Menschen sie sehen können. Und Sie könnten eine beliebige Konvertierung im Computer haben. Beispielsweise würde ein Infrarot-Bombardement mit geringer Intensität zu einer niedrigen Spannung oder einem niedrigen Strom führen, die der Computer dann in violett umwandelt. Wenn es ein hochintensives Infrarot-Bombardement gibt, wandelt der Computer das in Gelb um. Es ist nichts weiter als eine Intensitätszahl zur Farbumwandlung.

Es ist dasselbe wie eine normale Kamera, mit dem großen Unterschied, dass der Fotodetektor kein Sensor für sichtbares Licht mehr ist, sondern ein Infrarotsensor, und da Infrarot keine „Farbe“ enthält, nehmen wir die Umwandlung so vor, dass es einfacher ist für Menschen visualisieren.

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