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¬ŅQu√© es una c√°mara t√©rmica?

Una Cámara Térmica permite medir la temperatura de un objeto o lugar sin necesidad de contacto. También se conoce como cámara infrarroja o termográfica. Podemos decir que es un una cámara que forma imágenes de los cuerpos a partir de sus emisiones de calor en vez de la luz visible.

Cámara térmica fluke
Podemos comprobar el funcionamiento de maquinaria



William Herschel descubrió la radiación infrarroja en 1800. El experimento fue simple, colocó un prisma que descomponía la luz en su espectro. William quería medir con termómetros la cantidad de calor de cada color.

Observó que la temperatura de los termómetros aumentaba cuando se pasaba del color azul al Rojo.

Lo interesante fue que el termómetro que estaba más allá del rojo tenía una temperatura superior!

Herschel concluyó que hay un tipo de luz, más allá del rojo que no podemos ver. El infrarrojo.

Espectro visible
Espectro de luz visible.



Las cámaras térmicas en la teoría pueden captar la energía infrarroja que reflejan los materiales con temperaturas que estén por encima del cero absoluto, en la práctica es más limitado. Las cámaras térmicas comunes suele captar entre -10 y 250 grados.

Esa energía se procesa y se transforma en un termograma: la imagen térmica del objeto.

Su origen fué militar, durante la segunda guerra mundial se usaron sistemas de guiado de misiles por infrarrojos. El primer uso civil lo tenemos en los 60 gracias a la empresa sueca AGA.

En la actualidad, Debido a que se han desarrollado nuevos m√©todos de producci√≥n de las c√°maras, el precio y tama√Īo de estas ha disminuido.


Funcionamiento de las cámaras térmicas


Se basa en un principio: Los cuerpos: objetos, animales, personas, emiten calor.

Cuanta mayor radiacion, mayor es la temperatura de ese cuerpo. Esto resulta invisible para el ojo humano pero no a través de un sensor especial.

Este sensor térmico denominado microbolómetro recibe las radiaciones, se calientan y varían su nivel de resistencia eléctrica.

Esa variaci√≥n es cuantificable al compararse con una temperatura a la cual se le ha asignado un color, as√≠ que en la imagen se reflejan varios tonos seg√ļn la escala de temperatura.


Las cámaras térmicas pueden tener muchos usos diversos, pueden ser empleadas:

A nivel industrial
En construcción
Medicina
Veterinaria
Seguridad
Navegación marítima

Tipos de cámaras térmicas:

Podemos distinguirlos seg√ļn la tecnolog√≠a empleada: Refrigeradas / No refrigeradas, o seg√ļn si son activas o pasivas.

  • Refrigeradas: de gran sensibilidad: usadas mayormente en el mundo militar. Emplean materiales como telururo de cadmio, antimoniuro de indio y mercurio.
  • No refrigeradas: los sensores tiene materiales como el √≥xido de vanadio y el silicio amorfo. La ventaja es que estos equipos pueden trabajar a temperatura
    ambiente, por lo que resultan más económicos
  • C√°maras infrarrojas activas: transmite radicaci√≥n infrarroja con la ayuda de un reflector que est√° dentro de la c√°mara, este ilumina el cuerpo (Los reflectores no experimentan ruido o interferencia por la luz visible al emplear filtros, seg√ļn el alcance de la c√°mara varia el tipo)
  • C√°maras infrarrojas pasivas: tambi√©n llamada c√°mara termogr√°fica, este tipo de c√°mara no emplea reflectores y captan las radiaciones de la forma en que las emite el cuerpo.
    Se trata del modelo m√°s usado.

 

Ejemplos por Marcas:

C√°maras Flir

Flir es el fabricante principal de la mayoría de los sensores térmicos utilizados .
Fundada en 1979 en Oregon, USA, empezó desarrollando sistemas de generación de imagen térmica de alto rendimiento para el sector aeronáutico.

A finales de los 80 y fruto de esa experiencia empezó con el desarrollo de cámaras térmicas de alta calidad de mano y de laboratorio. En el 1990 adquirió el grupo Hughes Aircraft , en el 98 Agema y en el 99 Inframetrics.

C√°maras Fluke

La famosa marca de equipos de test también tiene varios equipos de cámaras térmicas. Su uso es sobretodo en el sector industrial.

 

Cámara Térmica Fluke
Cámara Térmica Fluke

 

Seek thermal

Este Fabricante de Santa Barbara (California) se ha centrado en cámaras compactas y accesorios para dar al móvil posibilidad de visión térmica. Dispone de varios modelos:
Compact Series: Accesorios para iPhone y Android
Reveal Series: C√°mara compacta y resistente, es como una compact con pantalla.
Seek Shot Series: Modelo avanzado, dispone pantalla táctil, foto análisis, fusión de imagen térmica y normal, wifi.

Cámara Térmica Seek Thermal con Iphone
C√°mara Seek Thermal

Por ejemplo, lo estuvimos probando y la verdad que va bastante bien, en el caso de la foto comprobamos que la cerveza estaba a temperatura √≥ptima ūüôā

Cerveza Térmica
Usando una Seek Thermal para comprobar que la cerveza está a temperatura óptima

Cámaras térmicas para el sector Seguridad

Para videovigilancia encontramos varios fabricantes como Dahua, Mobotix, Axis, que ya incorporan cámaras térmicas en su catálogo.

 

Detección de Coronavirus usando Cámaras Térmicas

Edito de nuevo este art√≠culo en Abril-2020, para a√Īadir informaci√≥n interesante sobre las soluciones que se han desarrollado para la detecci√≥n masiva de s√≠ntomas del Coronavirus (COVID19) usando tecnolog√≠a de c√°maras t√©rmicas.¬†

Existen varias soluciones pero en este caso revisaremos la de fabricante DAHUA, esta es la que se ha utilizado entre otros en China en el metro de HangZhou o en la estación de ferrocarril de Shanghai, una de las más concurridas del mundo. Aquí se ha utilizado con éxito en los accesos de IFEMA. 

 

Principios de funcionamiento

Gracias al sensor térmico se puede detectar la temperatura de las personas que van pasando por delante de la cámara con un margen de error de +-1 Grado. El problema es que en los órdenes de magnitud que manejamos para detectar síntomas del virus, este margen de error es elevado para tener un sistema fiable. 

 

Solución COVID19 con cámaras térmicas Dahua

Solución COVID19 con cámaras térmicas Dahua



¬ŅC√≥mo lo solucionamos?¬†

Si conseguimos autocalibrar el sistema de forma contínua, mediante una referencia de temperatura real, es posible mejorar el márgen de error a 0,3 Grados. 

Esto se realiza gracias a un elemento llamado BlackBody. (Cuerpo Negro). Con este equipo, dentro del campo de visión de la cámara, se obtiene una medida real, precisa y contínua de temperatura. 


El problema de no instalarlo sería que poco a poco el equipo puede perder precisión y que tampoco llegaríamos a las medidas de precisión recomendadas por los organismos sanitarios. Por ejemplo la ASTM ( American Society for Testing and Materials) indica que la precisión que debe tener un termómetro para medir la temperatura del cuerpo es de 0,3 Grados. 

También es necesario dotar de cierta inteligencia artificial al sistema, para evitar tener falsos positivos como pueden ser: Tazas de Café u otros elementos calientes que no sean directamente la cara de las personas. 

De esta forma, con la IA también se puede detectar por ejemplo quien está llevando mascarilla o no. 

Elementos del sistema

 

 

Cámara Térmica Híbrida
La solución consta de una cámara térmica Dahua Híbrida (Visible+Térmico) con las siguientes características técnicas: 

Cámara para detección de COVID19

Cámara para detección de COVID19

Resolución térmica :400*300
Rango espectral:8őľm~14őľm
Lente térmica:3.5mm/7mm(opcional)
NETD:<40 mK
Visible: 1/2.8“CMOS,1080P
Lente visible:4mm/8mm(opcional)
Alarma:Luz de advertencia de luz blanca
incorporada, bocina
Rango de medici√≥n de temperatura:30¬įC~
45¬įC,
Precisión de medición de temperatura :
¬Ī0.3¬įC,con Blackbody, ¬Ī1¬įC sin BlackBody


BlackBody

Como por ejemplo l modelo JQ-D70Z de Dahua. 


Blackbody, para mejora de la precisión térmica

Blackbody, para mejora de la precisión térmica


Con las siguientes características: 
Temperatura de trabajo :40.0¬įC
( Temperatura ambiental +5.0¬įC~ 50.0¬įC)
Resoluci√≥n de la temperatura :0.1¬įC
Precisi√≥n de medici√≥n de temperatura : ¬Ī0.2¬įC(Punto √ļnico)
Estabilidad de temperatura :¬Ī( 0.1~0.2 )¬įC/30min
Emisividad efectiva :0.97¬Ī0.02
Potencia:220VAC 50Hz
Temperatura ambiente y humedad :0~40¬įC/‚ȧ80%RH

NVR con IA

Es necesario también como comentábamos, tener cierta IA para evitar falsos positivos.


Esto lo podemos conseguir con un NVR con IA. 

 

 

 

 

Precios

Si estuvieras interesado en una solución de este tipo, no dudes en contactarme. 

 

 

 

 

Categorías: Telecomunicaciones

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