Термография: технология и психология

Автор — Юлия Свиридова

Термография – это научный метод получения и анализа термограммы – изображения, передающего картину распределения температурных полей какого-то объекта, в том числе тела животного или человека.

1 кошка.jpg

Термограмма представляет собой цветную (иногда черно-белую) картинку, где разным температурам соответствуют разные цвета. На ней более теплые объекты окрашены в более яркие цвета, и, наоборот, более холодные остаются малоразличимы по отношению к окружающей среде или фону. Также этот метод позволяет записывать «тепловое видео», наглядно показывающее изменения температуры в динамике.

термографияЭто становится возможным потому, что все тела, температура которых превышает так называемую «температуру абсолютного нуля», а это минус 273 ° по Цельсию, излучают тепло в виде электромагнитной волны. Интенсивность теплового излучения тела увеличивается с повышением его температуры. Тепловое свечение объекта с температурой около тысячи градусов и выше видно невооруженным глазом. Почему мы не видим теплового излучения поверхности тела человека? Как известно, любое излучение характеризуется параметром «длина волны». Тела, нагретые до температур окружающего нас мира, от минус 50 до плюс 50 градусов Цельсия, имеют излучение с длиной волны более 700 нм, попадающей в инфракрасный диапазон оптического спектра:

Термография

Наглядное изображение получают с применением специального устройства – тепловизора. Этот прибор регистрирует инфракрасное излучение тела или предмета и преобразует в форму, доступную для восприятия человеческим глазом. Примечательно, что тепловизор работает на расстоянии, без непосредственного контакта с объектом, а также то, что он позволяет «видеть» окружающую среду и в темноте.

Создание термограмм на основе тепловых изображений нашло много применений:
— для определения теплопотерь готовых и строящихся зданий и отдельных помещений, оценки качества применяемых строительных материалов и утеплителей;

Термография

— в неразрушающем контроле систем отопления, водоснабжения, состояния электросетей и их компонентов. Практика диагностики и планирования профилактических работ при помощи тепловизора существует, в частности, в Московском метрополитене;

Термография

Термография

— для водителей разработаны системы ночного вождения, помогающие увеличить дальность видимости в темноте или при плохой погоде за пределами досягаемости фар автомобиля;
— спасатели и пожарные используют тепловизоры для поиска пострадавших, установления очагов возгорания, поиска путей эвакуации;
— в области обеспечения безопасности, правоохранной деятельности, защиты государственных границ тепловизоры используются в системах ночного видения, предназначенных для пристального наблюдения за территорией;

Термография

— вооруженные силы применяют эти приборы для обнаружения теплоконтрастных целей – живой силы и техники – в реальном времени и в любое время суток, несмотря на применяемые противником обычные средства оптической маскировки в видимом диапазоне, такие, как камуфляж. Кроме того, тепловизоры могут быть важным элементом прицельных комплексов ударной армейской авиации и бронетехники, ручного стрелкового оружия;

Термография

Термография

— важное место термография занимает в современной медицине, позволяя выявить различные заболевания, в том числе диабет, доброкачественные и злокачественные опухоли;

Термография

— в промышленности: металлургии, машиностроении, химическом производстве – для контроля протекания сложных производственных процессов;

Термография

— в ветеринарном контроле.

Тепловизор встречается и в более редких областях – для астрономии разрабатываются инфракрасные телескопы; и даже внедряется в привычные нам современные гаджеты: в 2014 году появились сведения о выпуске отдельных тепловизионных камер для iOS- и Android-устройств, а в феврале 2016 года анонсирован первый смартфон со встроенным тепловизором.

Термография

Некоторая физиологическая деятельность организма, требующая более пристального внимания, также может быть наблюдаема при помощи тепловых изображений.

Остановимся более подробно на таком виде безопасности, как безопасность в традиционных местах массового скопления людей – на вокзалах, стадионах, в крупных торговых центрах, аэропортах.

Ежегодно в разных частях мира происходят вспышки опасных инфекций: атипичная пневмония, «птичий грипп», тропическая лихорадка, малярия и ряд других. Основными их признаками служат изменение температуры тела и лихорадочное состояние, для определения которых в условиях аэропорта нет равных тепловизору, так как он позволяет дистанционно определять температуру тела и быстро, а, главное, незаметно, не травмируя психику наблюдаемого человека и не провоцируя общественной паники, выявлять, например, пассажиров, прибывающих из-за границы с признаками заболеваний.

Уже более 10 лет назад началось оснащение тепловизорами крупнейших аэропортов стран Юго-Восточной Азии, более других регионов подверженной возникновению и распространению такого рода заболеваний, для термографической проверки всех прибывающих и улетающих пассажиров.

Термография

Прежде местные власти – например, республики Тайвань – использовали «Анкету по заразным инфекционным заболеваниям», процедура анкетирования была дополнена термографией после вспышки эпидемии атипичной пневмонии в 2003 году. В течение одного года параллельного использования двух методов было выявлено 93 случая вирусных инфекций, и только один из них на основании анкетирования.

В настоящее время в Российских аэропортах тепловизионный контроль тоже стал привычным делом. Установку этого оборудования в разное время анонсировали Шереметьево, Домодедово, Внуково, международные аэропорты Нижнего Новгорода, Екатеринбурга, Новосибирска, Владивостока, а следом аэровокзалы и других городов России.

Но этим польза термографии для аэропорта не ограничивается.

Ключевым звеном в деятельности аэропорта является диспетчерская служба. Диспетчерам критически важно следить за тем, что происходит на территории аэродрома, как идет посадка-высадка пассажиров и обслуживание самолетов. Используется видеонаблюдение, с целью рассмотреть что-либо на территории аэропорта диспетчер зачастую берет в руки бинокль. Туманы, ливни, обильные снегопады, блики, создаваемые освещением аэродрома – условия, в которых диспетчеру просто необходим ручной тепловизор.

Скорее всего, немногие об этом задумывались, но еще в аэропорту существует служба орнитологов. Эти специалисты отвечают за нашу безопасность, прогоняя птиц со взлетной полосы и с территории аэродрома. Огороженная территория аэропорта является отличным препятствием для различного рода хищников, чем и привлекает пернатых. Однако, когда самолет набирает обороты и ход, шум и вибрация делают убежище далеко не столь комфортным, птицы стремительно взлетают, ищут выход и легко могут попасть прямо в турбины самолета. Тепловизор позволяет обнаружить – и «обезвредить» – птиц и других мелких животных не только на территории взлетно-посадочной полосы, но и на труднопросматриваемой неасфальтированной территории, например, в траве.

Интересно, что в 2013 году группа канадских инженеров предложила разработку, призванную наряду с биометрическими данными повысить надежность идентификации лиц за счет использования тепловизора.

Однако, существует еще одно малоизвестное, но перспективное и требующее своего развития направление обеспечения безопасности в аэропортах и других людных местах при помощи термографии – это защита от угрозы терроризма.

Установлено, к примеру, что у относительно здорового и спокойного человека в области головы и шеи можно увидеть стандартное распределение температуры. Над артериями и крупными венами температура выше, а в области лба, век, глазных яблок, ушной раковины, вокруг рта, на кончике носа – напротив, ниже. Однако человек, готовящийся совершить теракт, испытывает большую эмоциональную встряску. Она сопровождается серьезными изменениями целого комплекса объективных показателей вегетативной нервной системы. Учащенное или, напротив, «замирающее» сердцебиение и дыхание, интенсивное потоотделение, перераспределение электрической проводимости и температуры кожи – эти и другие классические параметры психофизиологии отражаются на виде и динамике термограммы. И, соответственно, могут быть установлены точные взаимосвязи между ними и изображением на дисплее тепловизора.

Термография

На кафедре психофизиологии факультета психологии МГУ исследования по моделированию и интерпретации термограмм проводятся с 2000 года.

Практические задачи и научные разработки в этой области объединяют специалистов различных сфер знаний, в настоящее время ведутся работы над совместным проектом с физическим факультетом МГУ.
Хотите узнать об этом больше? Приходите к нам на факультет психологии в МГУ!

Понравился пост? Поставь свой Лайк!

Последние новости на канале в Telegram

и в вашем почтовом ящике

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *