KIZILÖTESİ GÖRÜNTÜLEME NEDİR?

Yorum bırakın / Biyomedikal, Blog, Tıp Mühendisliği / Yazan Gamze Dursun / Ocak 4, 2020

KIZILÖTESİ GÖRÜNTÜLEME NEDİR?

İçindekiler

Kızılötesi (kızılaltı, IR veya Infrared ) Görüntüleme Yöntemi, gözle görülemeyen IR enerjiyi esas alan ve görüntünün genel yapısını IR enerjiye göre oluşmuş renkler ve şekillerin belirlediği görüntüleme sistemidir.

Bir nesnenin görülebilmesi için iki temel durum vardır. Birincisi gündelik hayatta en çok deneyimlediğimiz, bir ışık kaynağından çıkan fotonların, cisimden yansıyarak gözümüze ulaşmasıdır. Cisim ışığın belirli dalga boylarını soğururken, belirli dalga boylarını yansıtır; bu da onun spesifik bir renkte görünmesine sebep olur. İkinci durum ise, kaynağın kendisinin gözlemidir. Kaynak sıcak bir cisimdir ve kendi ışımasını yapar. Çünkü belirli bir sıcaklığa sahip her cisim ışıma yapar.

Biyomedikal mühendisliği ile ilgili oynatma listemizi de izleyebilirsiniz:

Kızılötesi görüntüleme ikinci durumu içermektedir. Kızılötesi görüntüleme de direkt kaynağın kendisinden gelen ışın incelenir. Her cisim gibi, insanların da bir sıcaklığı var. Vücut sıcaklığındaki bir kara cisim ise ışımasını en çok kızılötede yapar. Yani aslında insanlar birer kızılötesi ışık kaynağıdır. Eğer insanlar kızılötede birbirlerini görebiliyor olsalardı, her biri birer ışık kaynağı olarak görünürlerdi. İnsanlar kızılötede görüntülenmek istenildiğinde çevre ile aralarındaki sıcaklık farkı bulunur bulunmaz kızılötesi kameradan kolaylıkla görülebilirler. Bu durum diğer canlılar içinde geçerlidir. Kızılötesi görüntüleme kızılötesi ışınlar ile oluşur.

Kızılötesi Işınlar

Kızılötesi ışınlar elektromanyetik spektrumda görünür bölge ile mikrodalgalar arasında kalan bölgedir. Dalga boyu 700 nm ile 1 mm arasındadır. Kızılötesi ışınlar keşfi , 1800 yılında William Herschel görünür bölgedeki renklerin sıcaklık farklarını ölçmek için bir deney düzeneği hazırlamıştır. Her bir rengin net şekilde görüldüğü yerlere termometreler yerleştirmiş ve kırmızı renge yaklaştıkça sıcaklığın arttığını görmüştür. Bununla birlikte kırmızı rengin dışına, diğer bir deyişle görünür bölge sınırının dışına çıktığında daha da sıcak bir bölge olduğunu farketmiştir. Böylece kızılötesi (infrared) ışık keşfedilmiştir.

Kızılötesi (infrared) ışınlar gündelik hayatımızda bolca yer alırlar. Örneğin, televizyonda kanal değiştirmek için kumandanın tuşlarına bastığımızda, kumanda televizyona ışık dalgaları gönderir. Bu ışık görünür bölgenin dışında olduğu için çıplak gözle gözlenemez. Ancak cep telefonu kameralarıyla görülebilir ve kızılötesi dalga boyundadır. Kızılötesi ışınların enerjilerini de bazen, elektrik sobalarındaki gibi ısı olarak algılarız. Moleküller üzerine uyguladıkları etki sebebiyle,ısıtıcı bir etkiye sahiptirler. Aynı zamanda vücudumuz gibi çok sıcak olmayan nesneler de kızılötesi bölgede yayın yaparlar. Bazı gece görüş gözlükleri ve termal kameralar bu ışınları algılayabilirler.

Kızılötesi Görüntülemelerde Kullanılan Kameralar

Kızılötesi Kameralar : Genellikle güvenlik amaçlı kullanılır ama çok çeşitli sektörlerin de kullanımına açıktır.Kızılötesi kamera kızılötesi enerjiyi (ısı) algılayan ve elektronik bir sinyale dönüştüren ,daha sonra bir video monitöründe termal bir görüntü oluşturmak ve sıcaklık hesaplamaları yapmak için işlenen bir temassız cihazdır.En önemli özelliği ise daha ekonomik maliyet analizleri sağlar. Bu kameralar tarafından algılanan ısı çok kesin bir şekilde ölçülebilir, bu da yalnızca termal performansın izlenilmesine değil ,aynı zamanda ısı ile ilgili sorunların göreceli şiddetinin belirlenmesine ve değerlendirilmesine izin verir. Bu kameralar gece dahi insanların görüntülenmesini sağlamaktadır.
Termal Kameralar : Bu kameralar kızılötesi görüntüleme yöntemlerinde kullanılır. 0 Kelvin yani -273°C üzerinde sıcaklığa sahip olan tüm maddeler termal enerji yayarlar. Bu enerji maddelerin sıcaklığına bağlı olarak değişkenlik gösterir. Termal enerji gözümüzün göremediği kızılötesi (Infrared) aralıkta yayılır ve termal kamera, elektromanyetik spektrumdaki kızılötesi dalga boylarını görünür bir resme çevirir.Çok çeşitli disiplinlerde çok farklı kullanım amaçları bulunmaktadır. Güç sarfiyatı yapan veya ileten tüm ekipmanlar arızalanmadan önce ısınırlar ve infrared enerji(ısı) yayarlar. Temassız ölçüm cihazları olan termal kameralar nesnelerin yaymış oldukları bu görünmez infrared enerjiyi algılayarak elektronik sinyale dönüştürdükten sonra, kamera ekranında termal görüntü şeklinde gösterirler.Termal kameralar bizim gözümüzle göremediğimiz fakat çok ciddi problemlere neden olabilecek küçük problemleri net olarak görmemizi sağlar.

Termal Kameralar ile Kızılötesi (IR) Kameralar Arasındaki Fark :

Termal kameralar, bir nesnenin yaydığı radyasyondaki farklılıkları tespit ederek çalışır; IR kameralar bir nesneden yansıyan ışığı (kızılötesi ışığına yakın) algılar.
Termal kameralar tamamen karanlıkta da çalışabilen IR LED kameralardan daha pahalıdır.
Yansıyan ışığı yakalamak yerine yayıcılığı ölçerek çalıştıkları için termal kameralar nesneleri çok daha uzak mesafelerde algılayabilir. IR LED aydınlatma ile donatılmış kameralarla aktif aydınlatma sadece tipik olarak yaklaşık 200 metreye kadar sınırlı bir operasyonel aralığa sahiptir ve hedefin yansımasına bağlıdır. Mesafe arttıkça ve kamera görüş alanı küçüldükçe veya yakınlaştırıldığında, ışık zayıflaması artar ve daha güçlü bir aydınlatıcı gerekir. Öte yandan, termal kameralar MWIR ve LWIR bantlarında pasif olarak çalışmakta olup operasyon aralıkları yalnızca objektif ve kameranın hassasiyeti ile sınırlıdır.
Termal Kameralarla IR kameraların arasında ki en önemli farklardan birisi de kullanım ömürleri ile ilgilidir. IR kameraların 5 yıl kadar kısa bir sürede, LED ışık kaynakları tipik olarak yaklaşık% 30 oranında düşer ve bu da kamera kabiliyeti ve görüntü kalitesini önemli ölçüde etkiler. Termal kameralar daha önemli bir başlangıç harcamasıdır, ancak kullanım ömrü daha uzundur.

Her iki kamera da kızılötesi görüntülemede kullanılmaktadır.

Kızılötesi görüntüleme kullanım alanları ;

Askeri alanlarda, ısı kaynağı arayan füzeler geliştirilerek hedeflerini onların yaydıkları IR ışınlarını aramak suretiyle vururlar,
Tıbbi görüntülemede, tümörlerin aranmasında ve ön tanı da,
Endüstride, boya kurutulmasında-IR lamba ile,
Elektrikli sistemlerin sağlamlık testinin temassız ve çok hızlı bir şekilde gerçekleştirilmesi- termal kamera,
Elektriksel ve mekaniksel sistemlerin bir arada bulunduğu elektrik motorlarının rulman, stator ve rotor gibi bölümlerinin arıza tespiti – termal kamera ,
Sıcak su, sıcak hava, basınçlı gaz ve buhar taşıyan sistemlerde oluşabilecek kaçakların tespiti- termal kamera,
Bina, tesis ve fabrika gibi enerji tüketiminin olduğu yerlerde enerji verimliliği çalışmaları için enerji kayıplarının belirlenmesinde- termal kamera.

Tıbbi görüntüleme sistemleri ile ilgili yazımızı okumak için aşağıdaki linke tıklayabilirsiniz.

https://lifeofmedical.com/tibbi-goruntuleme-sistemleri/

KAYNAK:

Yorum bırakın Yanıtı iptal et