적외선 열화상 카메라란?
적외선 열화상 카메라는 적외선의 양을 열에너지로 변환하여 온도 분포를 시각화할 수 있는 적외선 카메라입니다.
온도계는 기본적으로 점으로 온도를 측정하는 반면, 적외선 서모그래피는 면으로 온도를 측정할 수 있는 것이 특징입니다. 따라서 고속의 실시간 가시화도 가능합니다.
또한 물체에서 방출되는 적외선을 감지하기 때문에 비접촉으로 원거리에서 측정할 수 있다는 장점이 있습니다.
적외선 열화상 카메라의 사용 용도
적외선 열화상 카메라는 의료 및 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
의료 분야에서는 피부 표면 온도를 측정하고 이를 바탕으로 혈류의 좋고 나쁨을 판단하는 목적으로 사용되기도 합니다. 최근에는 행사장 등에서 체온을 측정하는 용도로도 많이 사용되고 있습니다.
또한, 건축 분야에서 결함 부위 검출 등에 사용되기도 합니다. 예를 들어, 균열 등의 결함 부위에 물이 고여 주변보다 온도가 낮은 경우가 있습니다. 이를 적외선 열화상 카메라로 감지하면 건물의 노후화나 결함 부위를 확인할 수 있습니다.
적외선 열화상 카메라의 원리
적외선은 열을 발산하는 것에서 반드시 방출됩니다. 이때 방출되는 적외선 양은 온도의 제곱에 비례합니다. 따라서 적외선의 양을 카메라로 감지하면 적외선 소스의 온도를 역산적으로 구할 수 있습니다.
그러나 이것은 소위 흑체 복사와 같은 이상적인 적외선 방사체의 경우입니다. 실제로는 카메라 측정 시 손실과 이미지 센서의 양자 수율로 인한 오차가 있기 때문에 이를 보정해야 합니다.
적외선 열화상 카메라는 적외선을 빛으로 감지하는 방식과 열선으로 감지하는 방식이 있습니다.
빛으로 감지하는 경우는 일반 디지털 카메라와 비슷합니다. 다만, 적외선 영역에 민감하게 반응하는 센서를 사용합니다.
열선으로 검출하는 경우, 센서가 적외선 수광 시 온도 상승에 따른 저항값의 변화에서 이를 전류값의 변화로 검출합니다.
적외선 열화상 카메라의 기타 정보
1.적외선 열화상 카메라로 체온을 측정하는 방법
2019년 말 중국 우한시에서 처음 확인된 신종 코로나바이러스가 전 세계로 퍼져나갔다. 이 때, 감염 예방 대책으로 열화상 체온 측정이 중요한 역할을 했습니다. 기업, 매장, 공공시설, 행사장 출입구 등 모든 곳에서 체온 측정이 이루어지고 있습니다.
적외선 열화상 카메라는 열화상 픽셀당 총 수천 개의 온도 변화를 파악할 수 있습니다. 따라서 적외선 서모그래피 한 대만으로 수만 개의 스팟방사선 온도계를 동시에 측정하는 것과 같은 효과를 낼 수 있습니다. 정확도가 높아 검사 속도도 단축할 수 있습니다.
첨단 얼굴 인증과 관리 소프트웨어를 함께 사용해 고도의 출입 관리를 지원하는 AI 인증 단말기의 도입도 활발히 진행되고 있습니다.
AI 인증 단말기의 특징은 워크스루로 체온을 측정하고, 이상 체온을 발견하면 경보음으로 알려주는 것이 가능합니다. 체온 측정은 비접촉으로 0.4초 이내에 체온을 인식하고, 체온 감지 시 측정 정확도는 ±0.3도 정도입니다. 또한 인증 정확도는 30~50cm 거리에서 얼굴과 손바닥을 고속으로 인증할 수 있으며, 마스크를 착용한 상태에서도 가능합니다.
2. 적외선 열화상 카메라 앱
스마트폰에 장착할 수 있는 적외선 열화상 카메라와 전용 앱을 연동해 간편하게 열을 가시화할 수 있습니다.
안드로이드의 microUSB나 아이폰의 Lightning 어댑터로 장착합니다. 업무용 장비라는 이미지가 강한 적외선 열화상 카메라가 앱을 통해 일반 사용자도 쉽게 사용할 수 있게 되었습니다.
FLIR Systems에서는 무료 전용 앱 FLIR ONE(플리어 원)을 실행하여 열화상을 촬영할 수 있습니다. 특수 카메라로 읽어들인 장파 적외선 정보와 표준 카메라의 사진을 결합하여 기존 업무용 열화상 카메라보다 더 선명한 열화상 이미지를 촬영할 수 있습니다.
이 이중 카메라 구조로 ‘온도’라는 정보를 스마트폰 화면에서 확인할 수 있게 되었습니다.