다양한 분야로 적용 영역을 넓히고 있는 열화상카메라의 활용시 반드시 고려해야 하는 여러 가지 환경 인자들 중에서 태양 복사 혹은 실내 복사가 촬영된 열화상 이미지에 영향을 끼쳐 나타나는 표면 온도가 어떻게 변화되는지 알아봅시다.
실내에서 거리별로 측정되는 인체의 얼굴 온도는 상당히 큰 차이가 발생한다.
이러한 현상은 인체와 카메라 사이의 거리에 따라 열화상카메라에 도달하는 적외선의 강도가 변화하여 나타나는 현상이다.
8m 거리에서 촬영된 열화상 이미지에서의 얼굴 최대 온도는 33.5℃인데, 점점 온도가 상승하여 1m 거리에서는 34.9℃를 나타내었다.
이로부터 열화상카메라를 이용하여 피사체의 온도를 측정하는 경우에 있어 거리는 매우 중요한 인자임을 알 수 있다.
2019년 7월 9일 오전 08:40분 경 제가 근무하는 건물의 전면 주차장에 주차된 차들이 몇 대 있는 조건에서, 아래와 같은 사진들을 촬영하였다.
아래 사진에서와 같이 차량의 전면 유리창의 경우에 유리창의 각도에 따라 촬영자와의 거리가 달라지고, 이러한 차이가 이미지 상에서 명확하게 색이 달라져 결국 온도가 달리 나타남을 확인할 수 있다.
이와 달리 거의 평면을 유지하는 본넷과 지붕의 경우에는 상대적으로 면 전체의 온도차이가 거의 없는 것을 이미지에서 확인할 수 있다.
(a) short distance (b) long distance
Thermal images according to the angle to the subject
금속 재질의 열교환기를 실내와 실외에서 각각 촬영한 열화상 이미지는 아래와 같았다.
촬영은 2020년 3월 24일 오후 2시경에 하였고, 실외에서의 열화상 이미지 촬영은 그늘이 아닌 양지에서 촬영하였다.
실외에서 촬영되어 촬영 이미지 상의 표시 최대온도 범위가 증가한 것은 중요하지 않고, 실내에서 20.0℃이었던 표면의 온도가 실외에서 촬영된 이미지에서는 21.7℃를 나타내고 있었다.
(a) inside (b) outside
Thermal images for heat exchanger
태양복사에 의한 효과임을 확인하기 위하여 열교환기를 다시 실외 그늘에서 촬영한 이미지로서 확인하였는데, 실내에서와 동일한 온도인 20.0℃를 나타내었다. 따라서 실외에서의 고체 표면 온도 측정은 태양 복사의 영향을 충분히 배제할 수 있는 조건과 환경에서 수행되어야 함을 알 수 있다.
태양복사의 영향이 식물의 경우에는 어느 정도 영향을 미치는 지를 확인하였는데, 아래와 같이 동일한 식물에서도 그늘에 있는 부분과 태양복사가 직접적으로 영향을 미치는 양지 부분의 온도차이가 상당히 있는 것을 확인할 수 있었다. (2019년 4월 3일 오전 10:40 충주에서 촬영)
(a) digital image (b) thermal image
Photos captured for a plant
농장에서 키워지고 있는 젖소의 경우에도 에서와 같이 천정 구조물에 의해 젖소의 피부 일부에는 태양광이 비치는 것을 확인할 수 있는데, 열화상 이미지에서도 동일하게 명확하게 그 빛을 확인할 수 있었다. 또한 온도의 차이도 최소 3~4℃ 정도가 다르게 나타나고 있다.
