התפתחויות מרתקות בתחום הראייה התרמית

מהי ראייה תרמית?

כל גוף סביבנו פולט קרינה אלקטרומגנטית, באורכי גל שונים. חלק מהקרינה הזו היא בתחום הספקטרום האלקטרומגנטי אותו יכולה העין לזהות, מה שמאפשר לנו לראות את הסובב אותנו, וחלק מפליטת הקרינה הזו הינו בתחום הבלתי נראה, ובתוך כך קרינת החום שנמצאת בתחום התת-אדום () Infra-Red.
מכשירי ראייה תרמית הם למעשה מתקנים בעלי עדשות מיוחדות וחיישנים רגישים במיוחד (מיקרו בולומטרים) המסוגלים לקלוט את קרינת ה-IR, ובאמצעות אלגוריטמיקה ועיבוד תמונה מורכבים, להפוך את המידע המתקבל לתמונה ברורה הבנויה מתצוגה של איזורי חום שונים.
מאחר ופליטת ה-IR קיימת גם בחשכה מוחלטת, הרי שניתן להשתמש בטכנולוגיה הזו כדי ליצור מצלמות והתקני ראיית לילה. מטבע הדברים השימושים הראשונים של הטכנולוגיה הזו הם שימושים צבאיים – גילוי כוחות וכלים בחשיכה במהלך קרב ובתצפיות, כוונות נשק המאפשרות לחימה בלילה ועוד. במקביל התפתח בצורה משמעותית שוק ראיית הלילה האזרחי. פה ניתן למנות מגוון שימושים כגון – מצלמות המאפשרות לטייסים להנחית מטוסים בתנאי סערה, עננות כבדה או שלג, וכן מצלמות אבטחה אזרחית, איתור והצלה, ועוד. דוגמא לתמונה המתקבלת באמצעי ראיית לילה מוצגת באיור 1.

איזה עוד שימושים יש לתחום התרמי?
ראיית לילה הנה שימוש אחד מרכזי למצלמות IR, אולם תחום צומח וחשוב שהן מיושמות בו הנו תחום התרמוגרפיה: מדידת חום מרחוק. באמצעות טכנולוגיה דומה לזו של ראיית לילה ניתן למפות טמפרטורות בדיוק ניכר ומרחוק, מה שמאפשר מגוון אדיר של יישומים אזרחיים שונים.
אחד התחומים המוכרים יותר הוא בתחום האינסטלציה ואיתור הנזילות: אותו מקרה נפוץ שבו מים מדירה אחת מחלחלים אל דירה אחרת. כדי לאתר את מקור הדליפה המדויק, ניתן להזמין מומחה איתור, המחזיק במצלמה תרמית. אותו מומחה יצלם את המבנה, ובאמצעות מפת הטמפרטורות המתקבלת בתמונה, יאתר נקודות קרות יותר וחמות יותר על קיר חלק, שללא מצלמה היה נראה פשוט… קיר.
שימושים נוספים לתרמוגרפיה הנם לאיתור אובדן אנרגיה ובדיקת איטומים שונים, שימושים בתחומי הוטרינריה (למשל איתור דלקות רגליים בקרב סוסים), בתחומי התעשייה ובקרת תהליכים בפסי ייצור, באיתור מוקדם של תקלות במנועים וחלקים נעים שונים במפעלים ומתקנים, ועוד ועוד.
שימוש נוסף הוא שימוש בטיחותי בבדיקה של לוחות חשמל. רכיבים חשמליים העומדים לקצר או להישרף מפתחים טמפרטורה הולכת וגדלה, וכך, צילום של לוח חשמל כזה יכול לאתר מרחוק וללא נגיעה האם יש בלוח סיכון לשריפה. בתמונה 2 תוכלו לראות כיצד נראית תמונת תרמוגרפיה. האיזורים הכחולים הנם האיזורים הקרים יותר, ואילו הסגלגלים בינוניים והכתומים – צהובים, הם החמים יותר. מצלמה תרמוגרפית כזו יכולה לתת למצלם את הטמפרטורה המדויקת של כל אחד מהאיזורים האלה, בדיוק של חלקיקי מעלת צלזיוס, וממרחק גדול.

האם זה התחום הבא אליו ייכנסו הטלפונים הניידים?
לפני כחודשיים הכריזה אופגל תעשיות אופטרוניות בע”מ, יצרנית של פתרונות הדמאה תרמית מכרמיאל, על השקת ™Therm-App – מוצר חדשני ההופך סמארטפונים מבוססי מערכת ההפעלה אנדרואיד, למצלמות תרמיות איכותיות ברזולוציה גבוהה ולטווחים ארוכים. (ראה איור 1). חברות נוספות הכריזו שהן עומדות להשיק מצלמות תרמיות לאייפון, ואין ספק שבשנים הקרובות נראה עוד ועוד פתרונות המיועדים לעבודה עם מכשירים ניידים.
הפתרון של אופגל הוא הפתרון הראשון בעולם המפגיש שני עולמות טכנולוגיים נפרדים בעלי קצב גידול מהיר: מכשירי אנדרואיד, מערכת ההפעלה הנפוצה בעולם, ומצלמות הדמאה תרמית. אחד החידושים של מוצר זה הוא השימוש הכפול: הן לראיה משופרת בלילה ובתנאי ראות-יום קשים, והן לשימושי תרמוגרפיה.
“מכשיר ההדמאה החדשני שלנו מספק תמונה באיכות גבוהה במיוחד עם רזולוציה של 384288 פיקסלים. רזולוציה כזו בתחום התרמוגרפיה וראיית הלילה נראתה עד היום רק במצלמות מקצועיות ומכשירים ייעודיים” אמר עמית מתתיה, מנכ”ל אופגל. (ניתן לצפות בסרטון על המוצר דרך אתר החברה therm-app.com)
מכשיר ה”תרמ-אפ” תוכנן כך שיתאים למגוון גדול של מכשירי אנדרואיד ולשימושים שונים. ניתן להציבו על חצובה או להוסיף לו ידית אחיזה, באמצעות מחבר אביזרי צילום סטנדרטי המצוי בתחתיתו. בזכות היכולת להחליף עדשות, ניתן להשתמש במכשיר בצורה אפקטיבית ליישומים מגוונים ובטווחים ארוכים. עם עדשת ה-19 מ”מ ניתן להבחין באדם בחשיכה מוחלטת ממרחק של יותר
מ-200 מטרים, ובשימוש בעדשת ה-6.8 מ”מ ניתן להשתמש במצלמה בשטח בנוי ולשדה ראייה רחב.
™Therm-App מאפשר לבעלי סמארטפונים לצלם תמונות וסרטי ווידאו תרמיים ולהשתמש בתכונות המכשיר הנייד לשיתוף, משלוח, והעברה בזמן אמת של התוצרים. כל מה שניתן לעשות בתמונות וסרטים המצולמים במכשיר טלפון נייד, ניתן כעת לבצע גם בעולם ראיית הלילה והתרמוגרפיה. ראה תמונה 5.
מה צופן העתיד?
מוצרי ראיית הלילה והתרמוגרפיה אינם מוצרים זולים. הטכנולוגיה כבר זמינה לצרכנים פרטיים אולם בשל מחירה היא עדיין משמשת בעיקר למקצוענים שונים, אולם המגמה הברורה היא הוזלה הולכת ומתקדמת של החיישנים והכלים האלה ובעתיד נוכל לראות את מחיריהם יורדים, מה שיאפשר שימושים חדשים. כבר היום ישנן מכוניות יוקרה שמכילות מצלמת ראיית לילה (וערפל, שלג ותנאי ראייה מוגבלת באשר הם), ולא מן הנמנע שהורדת המחירים תאפשר חלחול של הטכנולוגיה אל יותר ויותר מכוניות בעולם.
תחום חם נוסף הוא המחשוב הלביש. רוב הסיכויים שאתם כבר מכירים את הגוגל גלאס, אולם יש גם חברה ישראלית שפועלת בתחום: Lumus. אופגל ולומוס הציגו לאחרונה שילוב ראייה תרמית ורגילה תוך שימוש במחשוב לביש – באמצעות הקרנת התמונה התרמית ממצלמת ™Therm-App של אופגל על גבי עדשת המשקפיים של לומוס. השילוב של ראיית לילה עם הצגת התמונה המתקבלת על גבי עדשת המשקפיים מאפשר שימוש נוח ולביש בשתי הטכנולוגיות והפעלתן תוך כדי ביצוע משימות עם ידיים פנויות. ראה תמונה 6.
למידע נוסף על מצלמת התרמ-אפ כנסו לאתר החברה.

הכותב הינו מנהל שיווק ופיתוח עסקי, Therm-App באופגל.