Using a thermal scope during the day is possible because thermal imaging forms an image from infrared radiation rather than visible light. However, daylight changes the thermal scene. A thermal scope does not fully replace a conventional optical scope, as the two systems provide different kinds of information.
Sunlight changes the temperatures of the ground, vegetation, buildings, rocks, metal, and other surfaces. These changes can increase or reduce the thermal contrast between a target and its background. Reflections, weather, humidity, and atmospheric conditions can also affect how the scene appears.
Daytime thermal imaging is therefore not simply “nighttime performance with the sun turned on.”
A melhor pergunta, portanto, não é apenas:
“uma mira telescópica de imagem térmica pode funcionar durante o dia?”
mas:
“Como o ambiente térmico diurno altera o que o detetor vê?”
Se o utilizador é novo na geração de imagens térmicas, comece com nosso guia para guia de imagem térmica para principiantes.
A imagem térmica não precisa de luz visível
Câmeras de luz visível formam imagens a partir da luz refletida pela cena.
Os sistemas tradicionais de baixa luminosidade e de intensificação de imagem também dependem, direta ou indiretamente, da luz disponível.
A imagem térmica usa um sinal diferente.
Os objetos emitem radiação infravermelha de acordo com sua temperatura e propriedades de superfície. Um detetor térmico recebe diferenças nessa energia infravermelha e as converte em sinais elétricos que podem ser processados em uma imagem.
É por isso que um termovisor pode operar:
- à luz do dia;
- ao anoitecer;
- à noite;
- em completa escuridão.
A iluminação visível não é o principal requisito para a formação da imagem. A FLIR descreve a imagem térmica como capaz de produzir imagens tanto na escuridão quanto na luz do dia porque o detetor responde à radiação infravermelha em vez de depender da iluminação visível da cena.
Para uma explicação mais aprofundada do próprio detetor, consulte o nosso guia sobre FPA de imagem térmica e microbolómetros.
A luz do dia muda o cenário térmico
Embora a luz solar visível não seja exigida pelo detetor, a luz solar altera as temperaturas das superfícies observadas.
Durante o dia, a energia solar pode aquecer:
- solo exposto;
- rochas;
- paredes e telhados;
- veículos e máquinas;
- vegetação;
- superfícies metálicas;
- outros materiais ao ar livre.
Diferentes materiais aquecem e esfriam em taxas diferentes.
Como resultado, uma cena vista logo após o nascer do sol pode ter um padrão térmico muito diferente da mesma cena no meio da tarde.
Esta é a principal razão pela qual a imagem térmica diurna não deve ser descrita como idêntica à imagem térmica noturna.
O detetor pode operar em ambos os casos.
O cena mudou.
A carga solar pode aumentar ou reduzir o contraste térmico
O contraste térmico é a diferença entre o sinal infravermelho de um alvo e o fundo circundante.
O forte contraste térmico torna um objeto mais fácil de distinguir.
O contraste térmico fraco faz com que o alvo se misture à cena.
A luz solar pode produzir qualquer um dos resultados.
Por exemplo, o aquecimento solar pode tornar uma superfície muito mais quente do que o ambiente circundante, aumentando o contraste aparente.
Mas o aquecimento prolongado também pode levar vários materiais a temperaturas aparentes semelhantes, reduzindo o contraste entre eles.
A orientação de imagens infravermelhas da FLIR observa que a carga solar externa pode aquecer as lentes, a câmara e as superfícies observadas, alterando a radiação recebida pelo detetor em comparação com condições controladas.
Isto significa:
uma luz diurna mais brilhante não significa automaticamente melhores ou piores imagens térmicas.
O que importa é como a cena térmica muda.
O cruzamento térmico pode dificultar a interpretação de uma cena
O termo cruzamento térmico é frequentemente usado informalmente para períodos em que um alvo e seu fundo se aproximam de temperaturas aparentes semelhantes.
Isso pode ocorrer durante transições ambientais.
Por exemplo, um material pode aquecer mais rapidamente após o nascer do sol, enquanto outro retém o calor por mais tempo após o pôr do sol.
Em algum momento os seus sinais térmicos podem tornar-se relativamente semelhantes.
Quando isso acontece, o contraste térmico visível pode diminuir mesmo que o detetor esteja funcionando normalmente.
O momento exato depende de:
- materiais;
- condição da superfície;
- exposição solar;
- sombra;
- vento;
- temperatura ambiente;
- humidade;
- atividade do alvo.
Não existe uma “pior hora do dia” universal.
O cruzamento térmico depende da cena real.
Uma tarde quente não torna automaticamente a imagem térmica inútil
A alta temperatura ambiente não desliga um detetor térmico.
No entanto, condições quentes podem reduzir o contraste do alvo com o fundo quando muitas superfícies ficam quentes.
Considere um alvo quente contra solo frio.
A separação de temperatura pode ser forte.
Agora imagine o solo, as pedras e a vegetação aquecendo durante a tarde.
À medida que o fundo fica mais quente, a diferença aparente pode diminuir.
Um detetor sensível ainda pode preservar pequenas diferenças, mas o contraste térmico disponível mudou.
É aqui que o NETD se torna relevante.
Para obter mais informações sobre sensibilidade em cenas de baixo contraste, consulte NETD na imagem térmica.
NETD pode ajudar quando o contraste diurno é fraco
NETD descreve a sensibilidade térmica relativa ao ruído do sistema sob condições de medição determinadas.
Um NETD mais baixo geralmente significa que diferenças térmicas menores podem ser distinguidas em relação ao ruído quando as condições de comparação são equivalentes.
Isso pode ser útil durante condições diurnas de baixo contraste.
Mas o NETD não cria uma diferença de temperatura que não existe.
Também não substitui:
- resolução do detetor;
- ótica;
- foco;
- campo de visão;
- transmissão atmosférica;
- processamento de imagem.
Portanto, um valor NETD baixo não deve ser interpretado como uma garantia de que cada cena de tarde quente permanecerá altamente detalhada.
A resolução do detetor ainda controla a amostragem espacial
A luz do dia não altera o número nativo de pixels do detetor.
Um detetor de 384 × 288 permanece 384 × 288.
Um detetor de 640 × 512 permanece 640 × 512.
Uma resolução mais alta do detetor nativo pode fornecer mais amostras espaciais quando a óptica e o campo de visão são comparáveis.
Mas a resolução não pode compensar completamente o fraco contraste térmico.
Um detetor de alta resolução ainda precisa de informações infravermelhas utilizáveis da cena.
É por isso que a resolução e o NETD resolvem problemas diferentes:
- resolução → informação espacial;
- NETD → sensibilidade térmica relativa ao ruído.
Superfícies reflexivas podem ser enganosas
Nem toda superfície vista por um detetor térmico se comporta como um emissor ideal.
Um conceito útil aqui é emissividade.
Superfícies de alta emissividade emitem radiação infravermelha de forma eficiente.
Superfícies de baixa emissividade – especialmente metais polidos – podem refletir uma quantidade substancial de radiação infravermelha do seu entorno.
A FLIR observa que metais altamente polidos podem se comportar quase como espelhos infravermelhos, de modo que a câmara térmica pode ver a radiação refletida dos objetos circundantes, em vez de uma simples representação da própria temperatura da superfície.
Isto torna-se particularmente relevante em exteriores, onde a luz solar e outros objetos quentes podem influenciar o padrão térmico aparente.
Portanto, uma área clara ou escura numa superfície brilhante não deve ser automaticamente interpretada como a temperatura real dessa superfície.
Para uma mira térmica não radiométrico, a aula prática é mais simples:
superfícies reflexivas podem criar aparências térmicas que requerem interpretação cuidadosa.
A cor visível não indica a emissividade térmica
Uma superfície que parece escura à luz visível não é necessariamente um forte emissor de infravermelho.
Da mesma forma, uma superfície visível brilhante pode se comportar de maneira muito diferente na banda LWIR.
A aparência térmica depende de:
- materiais;
- acabamento superficial;
- emissividade;
- reflexão;
- ângulo de visão;
- fontes infravermelhas circundantes.
É por isso que a interpretação térmica diurna exige mais do que supor:
aparência mais quente = fisicamente mais quente.
Isto é especialmente importante em torno de metal polido, vidro, água e outras superfícies reflexivas ou parcialmente reflexivas.
A exposição direta ao sol é uma questão separada
Usar um dispositivo de imagem térmica durante o dia não é o mesmo que apontá-lo intencionalmente diretamente para o sol.
A exposição solar direta cria uma entrada muito mais concentrada do que visualizar uma paisagem normal iluminada pelo sol.
Diferentes detetores e sistemas ópticos podem responder de maneira diferente.
Por exemplo, a Teledyne FLIR afirma que não recomenda a visualização intencional do sol com câmaras Boson, Tau2 ou Quark2.Para esses núcleos específicos, a FLIR relata que a visualização solar pode produzir artefatos de imagem temporários e exigir recuperação ou correção de campo plano.
Essa informação deverá não ser generalizado em uma afirmação sobre cada produto térmico.
A regra apropriada é:
siga a orientação solar direta para o dispositivo exato.
Unless the manufacturer explicitly states otherwise, avoid prolonged intentional viewing of the sun. For a broader discussion of solar exposure and other equipment risks, see our guide to what can damage a thermal scope.
A luz do dia e o sol direto não devem ser confundidos
Essas duas afirmações podem ser verdadeiras:
uma mira telescópica de imagem térmica normalmente pode ser usado durante o dia.
e:
Apontar intencionalmente o sistema diretamente para o sol pode ser desencorajado.
Não há contradição.
A luz natural normal ao ar livre significa observar cenas comuns iluminadas e aquecidas pelo sol.
A visualização solar direta significa colocar o próprio disco solar dentro do campo óptico.
Essas são condições de exposição muito diferentes.
O clima ainda importa durante o dia
A luz do dia não elimina os efeitos atmosféricos.
humidade, nevoeiro, chuva, neve e comprimento do caminho atmosférico ainda podem reduzir a informação infravermelha que chega ao detetor.
Além disso, o clima altera as temperaturas da superfície e, portanto, o contraste do alvo com o fundo.
Por exemplo:
- a chuva pode resfriar superfícies;
- materiais úmidos podem alterar o comportamento térmico;
- a cobertura de nuvens pode reduzir o aquecimento solar;
- o vento pode alterar a temperatura da superfície;
- a humidade pode afetar a transmissão por longo caminho.
Para a discussão ambiental completa, consulte como o tempo afeta a imagem térmica.
As sombras podem ser termicamente visíveis
Uma sombra de luz visível é criada quando a iluminação direta é bloqueada.
As cenas térmicas podem mostrar um efeito relacionado, mas diferente.
Uma superfície exposta à luz solar pode aquecer mais do que uma superfície sombreada adjacente.
Essa diferença de temperatura pode permanecer termicamente visível mesmo após a mudança do padrão de iluminação visível.
Como resultado, uma imagem térmica pode revelar:
- superfícies quentes expostas ao sol;
- regiões sombreadas mais frias;
- calor retido após a mudança da fonte de luz.
Estes são padrões térmicos reais, mas podem complicar a interpretação se forem confundidos com assinaturas de calor específicas do alvo.
A qualidade da imagem diurna pode mudar em minutos ou horas
Uma cena térmica é dinâmica.
A intensidade da luz solar muda.
As nuvens se movem.
Superfícies aquecem.
A sombra se move.
O vento altera o arrefecimento convectivo.
A humidade evapora.
Como esses processos acontecem em taxas diferentes, a imagem térmica do mesmo local pode mudar significativamente durante o dia.
Isso significa que uma comparação de produtos feita às 8h não deve ser automaticamente tratada como equivalente a uma comparação feita às 15h.
Ao comparar dispositivos térmicos, use condições ambientais e de visualização semelhantes sempre que possível.
O controle automático de ganho altera a apresentação
Os dispositivos térmicos normalmente usam funções de processamento de imagem que ajustam o contraste exibido de acordo com a cena atual.
O controle automático de ganho pode redistribuir os níveis de exibição para que diferenças úteis permaneçam visíveis.
Isso pode fazer com que a imagem pareça dramaticamente diferente à medida que a cena muda.
Isso não significa que a resolução física do detetor ou NETD tenha mudado.
Isso significa que os dados disponíveis do detetor estão sendo apresentados de forma diferente.
Da mesma forma, a seleção da paleta pode influenciar a facilidade com que um utilizador percebe certas diferenças sem alterar as medições térmicas subjacentes.
NUC / FFC não é um modo diurno ou noturno
Muitos sistemas térmicos não refrigerados realizam correção de não uniformidade, geralmente chamada de NUC ou FFC.
Isto ajuda a compensar as diferenças entre os elementos do detetor e as mudanças no comportamento do detetor.
Não é uma alternância entre operação diurna e noturna.
A alteração da temperatura ambiente ou do dispositivo pode aumentar a necessidade de comportamento de calibração em alguns sistemas, mas o processo exato é específico do produto.
A FLIR descreve o NUC como uma correção para a não uniformidade do detetor, em vez de um modo de iluminação.
Use o procedimento exato do fabricante para o dispositivo.
O zoom digital não se torna mais poderoso à luz do dia
O zoom digital amplia a informação térmica já capturada pelo detetor.
Ele não adiciona pixels de detetor nativos.
A luz do dia não altera esta regra.
Um forte contraste térmico diurno pode facilitar a interpretação de um alvo ampliado.
O contraste fraco pode tornar a ampliação menos útil.
Mas a especificação máxima do zoom digital não deve ser confundida com detalhes espaciais nativos.
Para a relação entre os dados do detetor e o aprimoramento computacional, consulte nosso guia para Processamento de IA em miras térmicas.
DRI diurno ainda depende do sistema completo
deteção, reconhecimento e identificação são tarefas de informação diferentes.
O contraste térmico diurno pode alterar a distância em que cada tarefa permanece prática.
Um alvo quente contra um fundo termicamente semelhante pode tornar-se mais difícil de distinguir, mesmo sob luz diurna perfeitamente visível.
Por outro lado, um forte contraste entre o alvo e o fundo pode facilitar a deteção.
O DRI prático ainda depende de:
- tamanho do alvo;
- resolução do detetor;
- passo de píxel;
- distância focal;
- FOV;
- contraste térmico;
- atmosfera;
- NETD;
- processamento.
Para a discussão completa, veja deteção, reconhecimento e identificação térmicos.
uma mira telescópica de imagem térmica pode substituir uma mira telescópica óptico normal à luz do dia?
Não completamente.uma mira telescópica de imagem térmica e uma mira telescópica óptico convencional fornecem diferentes tipos de informações. A imagem térmica enfatiza as diferenças na energia infravermelha emitida, o que pode facilitar a deteção de assinaturas de calor em alguns fundos.uma mira telescópica óptico convencional usa luz visível e pode fornecer cor, textura, detalhes de superfície e outras informações visuais que a imagem térmica não reproduz.
Para uso diurno, a imagem térmica é, portanto, melhor tratada como complementar do que como um substituto universal da óptica convencional. A térmica pode ser útil para deteção e varredura, enquanto a identificação visual ainda pode se beneficiar de uma mira telescópica óptico ou binóculos quando as condições permitirem. A escolha prática depende do tamanho do alvo, contraste térmico, distância, campo de visão, detalhe do detetor, óptica e quanta confirmação visual é necessária.
Quais especificações são importantes para o uso térmico diurno?
As mesmas especificações básicas ainda são importantes durante o dia:
| Fator | Porque é importante |
|---|---|
| Resolução do detetor | Amostragem espacial nativa |
| NETD | Sensibilidade a pequenas diferenças térmicas |
| Distância de pixels | Geometria do detetor e IFOV com a lente |
| Distância focal/FOV | Cobertura de cena e amostragem angular |
| Qualidade da lente | Transmissão infravermelha e foco |
| Processamento de imagem | Apresentação dos dados térmicos disponíveis |
| Ecrã | Visualização do utilizador e apresentação da interface |
| Temperatura operacional | Faixa ambiental suportada para o produto exato |
| Sistema de bateria | Tempo de operação prático |
| Proteção contra agentes externos | Limites de exposição específicos do produto |
A operação diurna não cria um conjunto separado de física térmica.
Muda o cenário em que o sistema opera.
Um produto real ainda precisa de especificações diurnas exatas
Um produto térmico atual pode ser usado aqui como um exemplo real de marca, sem afirmar que um modelo representa todas as condições de luz do dia.
Para o produto exato, verifique:
- especificação do detetor nativo;
- NETD;
- ótica;
- FOV;
- intervalo de temperatura de funcionamento;
- orientação solar direta;
- proteção ambiental;
- condições de bateria/tempo de execução;
- procedimento de calibração.
Não deduza estas especificações de outro produto da mesma família.
Uma imagem real do produto deve conectar o artigo técnico à linha Yubeen – e não servir como prova de uma afirmação de desempenho “durante todo o dia” sem suporte.
Como avaliar uma mira térmica durante o dia
Uma avaliação prática pode ser feita nesta ordem:
- Escolha uma cena realista.
Inclua materiais quentes e frios, em vez de um alvo artificialmente de alto contraste. - Observe em mais de uma hora do dia.
Os padrões térmicos da manhã e da tarde podem diferir significativamente. - Verifique o contraste do alvo com o fundo.
Determine se os objetos permanecem distinguíveis à medida que o fundo aquece. - Observe cuidadosamente as superfícies reflexivas.
Não assuma que cada padrão térmico aparente representa a temperatura da superfície. - Compare o mesmo FOV.
Diferentes campos de visão podem fazer com que um sistema pareça mais detalhado que outro. - Use foco comparável.
O foco deficiente pode sobrecarregar as diferenças entre os detetores. - Verifique o processamento de imagem separadamente.
A nitidez forte ou o ajuste de ganho podem alterar a aparência sem alterar a capacidade nativa do detetor. - Evite a visualização solar direta intencional, a menos que seja explicitamente permitido.
- Verifique os limites atuais de temperatura operacional para o dispositivo exato.
- Compare produtos em condições ambientais semelhantes.
Capturas de ecrã não controladas tiradas em momentos diferentes são evidências fracas.
O que a imagem térmica à luz do dia pode – e não pode – dizer a o utilizador
A imagem térmica pode:
- funcionar sem iluminação visível;
- permanecem utilizáveis à luz do dia;
- revelar diferenças na radiação infravermelha que as imagens visíveis podem não mostrar;
- revelar efeitos térmicos da luz solar, sombra e aquecimento de superfície;
- apoiar a observação em condições diurnas e noturnas.
A imagem térmica não pode:
- garanta o mesmo contraste a qualquer hora do dia;
- tornar todas as superfícies fáceis de interpretar;
- eliminar o reflexo de superfícies de baixa emissividade;
- transforme o zoom digital em resolução adicional de detetor;
- garantir faixa DRI idêntica durante o dia e a noite;
- justificar a visualização solar direta prolongada sem orientação específica do produto.
O ponto chave é simples:
a luz do dia não impede a geração de imagens térmicas, mas altera o ambiente térmico que está sendo visualizado.
FAQ
Can a Thermal Imaging Scope Work in Bright Daylight?
Sim. A imagem térmica não depende de iluminação de luz visível, pelo que a luz do dia normal não impede a formação de imagens. No entanto, o aquecimento solar pode alterar o contraste térmico entre o alvo e o fundo e, por conseguinte, alterar o aparecimento da cena.
A imagem térmica diurna é tão boa quanto a imagem térmica noturna?
Não necessariamente melhor ou pior. O desempenho depende do contraste térmico da cena real. Alguns alvos podem destacar-se mais fortemente à noite, enquanto outras condições diurnas podem produzir um contraste útil.
A luz solar direta pode danificar uma mira térmica?
A resposta é específica do produto. O uso normal à luz do dia e o aponta intencional da ótica diretamente para o sol são condições diferentes. Alguns fabricantes de núcleos térmicos desaconselham explicitamente a observação solar intencional, pelo que deve seguir a orientação para o produto exato.
Porque é que o contraste térmico por vezes piora nas tardes quentes?
O aquecimento solar pode aproximar as temperaturas de diferentes superfícies. Quando os sinais do alvo e do fundo se tornam semelhantes, o contraste térmico diminui, mesmo que o detetor continue a funcionar normalmente.
Porque é que o metal brilhante pode parecer estranho numa imagem térmica?
Superfícies de baixa emissividade, como metal polido, podem refletir a radiação infravermelha do ambiente. O padrão exibido pode, portanto, incluir a energia térmica refletida, em vez de representar apenas a própria temperatura da superfície.
A luz do dia melhora o alcance de deteção térmica?
Não automaticamente. O aquecimento solar diurno pode aumentar ou diminuir o contraste do alvo. O alcance prático ainda depende da resolução do detetor, ótica, NETD, campo de visão, tamanho do alvo, atmosfera e processamento.
