Eskiden büyük bir askeri teknolojik devrim olarak görülen termal görüntüleme sistemleri, günümüzde telefonlarımızın özellikleri arasına girecek kadar yaygın ve kolay üretilebilen bir teknolojik ekipman haline geldi. Peki gece, karanlıkta, insan gözünün göremediği nesneleri sıcaklık farkı ile ayırt etmemizi sağlayan ve adeta geceleri gören gözlerimiz olan termal kamera sistemleri hangi bilimsel kuramlara dayanıyor ve nasıl çalışıyor, gelin birlikte öğrenelim.
Her maddenin yaydığı bir kızılötesi ışın var!
Yaratıcı, Tanrı, insanoğlunu öyle ince detayları düşünerek yaratmış ki,
elektromanyetik spektrumdaki sadece belirli aralıkta bulunan renkleri gözümüzün algılaması, ses dalgalarındaki sadece belirli desibel aralığındaki sesleri duymamız, bu mükemmel işçiliği gösteren birkaç detaydan biridir.
İnsanoğlu, elektromanyetik spektrumdaki tüm aralığı görebilen bir göze sahip olsaydı, maddelerin her saniye her salise yaydığı milyonlarca ışını görmek zorunda kalacak ve gözlerini dünyaya açtığı anda delirmeye aday bir birey konumunda olacaktı. Neyse ki insanoğlu bu milyonlara, milyarlar, trilyonlara bölünmüş spektrumda sadece 400-700 dalga boyu gibi çok küçük bir aralıkta kırmızı,sarı,mavi gibi renkleri kapsıyor.
İngilizcede kızılötesi ışınlara infrared ( IR ) olarak adlandırılır ve bu terimi birçok gündelik teknolojik aletin ibarelerinde görmek mümkündür.
Kızılötesi ışınlar, elekromanyetik spektrumda, göremediğimiz bölgede 750 nanometre ila 1 milimetre arasında bulunan mikrodalga ışınlar ile görünür ışınlar arasına yer alan ışınlardır. Peki çıplak gözümüz ile göremediğimiz bu ışınların kaynağı nedir?
Kızılötesi ışınlar, maddenin moleküler yapısındaki değişikliklerin sonucunda tespit edilebilir hale gelir, insan vücudu dahil olmak üzere tüm maddeler atomlardan ve atomlar elektron,nötron ve protonlardan oluşur. Elektron ve proton dengesinde -273 derece yani 0 Kelvinden sonra bir hareketlilik oluşur ve bu hareketlilik sonucunda cisimler insanoğlunun çıplak gözle göremediği kızılötesi ışınları bu hareketliliğin derecesine göre yansıtmaya başlar. Bunu en iyi yansıtan ağaçlar en kötü yansıtan ise gökyüzüdür.
Bilim dünyasının, cisimlerin, kızılötesi ışınları sahip oldukları sıcaklığa göre, gün ışığından bağımsız olarak yansıttığını görmesi kızılötesi ışınların yoğunluğunun ısı farkı ile görüntülenebileceği fikrinin ortaya çıkmasını sağlamıştır.
Kızılötesi ışınların termal sistemlerde kullanılması
Kızılötesi ışınların yayılma oranını, sıcaklık ile doğru orantılı olarak cisimler adına artması, bu yayılan kızılötesi ışınları tutan ve yoğunluğuna göre oluşan resimde renklendirme yapan elektronik devrelerin geliştirip görüntüleme sistemlerinin oluşmasını sağlamıştır.
Burada,üniversitelerde yıllarca verilen elektronik eğitimini size birkaç satır yazı halinde veremem fakat bir kızılötesi ışın yakayıcı sensörün çalışma prensibini ve bu sensörlerin sayesinde nasıl insan gözünün görebileceği bir görüntü oluşturulduğunu aktarabilirim.
Kızılötesi ışnıların, elektronik sistemlerde bir sinyale daha sonra insan gözünün görebileceği bi görüntüye dönüştürülmesine kızılötesi termografi adı verilir.
Öncelikle matris ve detarminant terimlerini hiç duydunuz mu diye sormak isterim çünkü satırlarımın buradan sonrasına kendilerine birkaç yerde değinerek bu prosesi anlatmak isterim. Matrisler, içlerinde birden fazla aynı sisteme ait öğe kümesini barındırabilen matematiksel sistemlerdir.
Günümüzde bir bilgisayar alırken ekran kalitesini bir anlamda tartmaya çalıştığımız özellik ise “Pixel” özelliğidir. Pixel sistemi de aynı matematikteki matrisler gibidir, bu matris de ise her bir hücrede, her bir eleman renk barındırır.
Ne kadar ısı var o kadar kırmızı!
Termal sistemler en çok kızılötesi ışın yayan cismin görüntüdeki en sıcak cisim olarak değenlendirir ve en sıcak cisim, görüntüde genel itibari ile, renklendirmeler hariç, kırmızı, koyu kırmızı veya sarı renginde gösterilir.
devam ediyor.