थर्मोग्राफिक कैमरा

थर्मोग्राफिक कैमरा (अवरक्त कैमरा या उष्मीय इमेजिंग कैमरा, उष्मीय कैमरा या उष्मीय इमेजर भी कहा जाता है) एक ऐसा उपकरण है जो अवरक्त (IR) विकिरण का उपयोग करके एक छवि बनाता है, सामान्य कैमरे के समान जो दृश्य प्रकाश का उपयोग करके एक छवि बनाता है। दृश्य प्रकाश कैमरे की 400-700 नैनोमीटर (nm) सीमा के बजाय, अवरक्त कैमरे लगभग 1,000 nm (1 माइक्रोमीटर या μM) से लगभग 14,000 nm (14 μM) तक तरंग दैर्ध्य के प्रति संवेदनशील होते हैं। उनके द्वारा प्रदान किए गए डेटा को कैप्चर करने और उनका विश्लेषण करना थर्मोग्राफी कहलाता है।

खोज और अवरक्त विकिरण का शोध
अवरक्त की खोज 1800 में सर विलियम हर्शल ने लाल प्रकाश के अतिरिक्त विकिरण के रूप में की। ये "अवरक्त किरणें" (इन्फ्रा "नीचे" के लिए लैटिन उपसर्ग है) मुख्य रूप से उष्मीय माप के लिए उपयोग की जाती थीं। IR विकिरण के चार मूल नियम हैं: किरचॉफ का उष्मीय विकिरण का नियम, स्टीफन-बोल्ट्ज़मैन का नियम, प्लैंक का नियम और वियन का विस्थापन का नियम। संसूचको (डिटेक्टरों) का विकास मुख्य रूप से प्रथम विश्व युद्ध तक थर्मामीटर और बोलोमीटर के उपयोग पर केंद्रित था। संसूचको (डिटेक्टरों) के विकास में एक महत्वपूर्ण विकास 1829 में हुआ, जब लियोपोल्डो नोबिली ने सीबेक प्रभाव का उपयोग करते हुए, एक बेहतर थर्मामीटर, एक अशोधित ताप विद्युत पुंज (थर्मोपाइल) का निर्माण करते हुए, पहला ज्ञात तापवैद्युत युग्म (थर्मोकपल) बनाया। उन्होंने मैसेडोनियो मेलोनी को इस उपकरण का वर्णन किया। प्रारंभ में, उन्होंने संयुक्त रूप से एक बहुत ही उन्नत उपकरण विकसित किया। इसके बाद, मेलोनी ने अकेले काम किया, 1833 में एक उपकरण बनाया (एक बहु-तत्व ताप विद्युत पुंज (थर्मोपाइल)) जो 10 मीटर दूर एक व्यक्ति का पता लगा सकता था। संसूचकों को बेहतर बनाने में अगला महत्वपूर्ण कदम बोलोमीटर था, जिसका आविष्कार 1880 में सैमुअल पियरपोंट लैंगली ने किया था। लैंगली और उनके सहायक चार्ल्स ग्रीली एबॉट ने इस उपकरण में सुधार जारी रखा। 1901 तक, यह 400 मीटर दूर से एक गाय से विकिरण का पता लगा सकता था और एक डिग्री सेल्सियस के एक लाखवें (0.00001 C) के तापमान के अंतर के प्रति संवेदनशील था। पहला वाणिज्यिक उष्मीय इमेजिंग कैमरा 1965 में उच्च विभव पावर लाइन निरीक्षण के लिए बेचा गया।

नागरिक वर्ग (सिविल सेक्शन) में IR तकनीक का पहला उन्नत अनुप्रयोग एक ऐसा उपकरण हो सकता है जो 1913 में एकस्वित कराए गए दर्पण और ताप विद्युत पुंज (थर्मोपाइल) का उपयोग करके हिमखंडों और स्टीमशिप की उपस्थिति का पता लगाने के लिए किया गया हो। यह जल्द ही पहले सटीक IR आइसबर्ग डिटेक्टर से आगे निकल गया, जिसमें थर्मोपाइल्स का उपयोग नहीं किया गया था, जिसका 1914 में आर.डी. पार्कर द्वारा एकस्वित कराया गया था। इसके बाद जी.ए. 1934 में जंगल की आग का पता लगाने के लिए IR प्रणाली का उपयोग करने के लिए बार्कर का प्रस्ताव। 1935 में हॉट स्टील स्ट्रिप्स में हीटिंग एकरूपता का विश्लेषण करने के लिए इसका उपयोग किए जाने तक तकनीक का वास्तव में औद्योगीकरण नहीं हुआ।

पहला थर्मोग्राफिक कैमरा
1929 में, हंगेरियन भौतिक विज्ञानी कल्मन तिहानयी ने ब्रिटेन में विमान-रोधी रक्षा के लिए अवरक्त-संवेदनशील (रात दृष्टि) इलेक्ट्रॉनिक टेलीविजन कैमरे का आविष्कार किया। विकसित पहला अमेरिकी थर्मोग्राफिक कैमरा एक इंफ्रारेड लाइन स्कैनर था। इसे 1947 में अमेरिकी सेना और टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स द्वारा बनाया गया था और एक छवि बनाने में एक घंटे का समय लगा। जबकि प्रौद्योगिकी की गति और सटीकता में सुधार के लिए कई दृष्टिकोणों की जांच की गई, एक छवि को स्कैन करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक, जिसे AGA कंपनी कूल्ड फोटोकॉन्डक्टर का उपयोग करके व्यावसायीकरण करने में सक्षम थी।

1950 के दशक के मध्य का पहला इंफ्रारेड लाइनस्कैन सिस्टम ब्रिटिश येलो डकलिंग था। <रेफ नाम = गिब्सन, पीला बत्तख> इसने वाहक विमान की गति से y-अक्ष स्कैनिंग के साथ लगातार घूमने वाले दर्पण और डिटेक्टर का इस्तेमाल किया। हालांकि वेक डिटेक्शन द्वारा पनडुब्बी ट्रैकिंग के अपने इच्छित अनुप्रयोग में असफल होने पर, इसे भूमि-आधारित निगरानी पर लागू किया गया और यह सैन्य IR लाइनस्कैन की नींव बन गया।

इस कार्य को आगे ब्रिटेन में रॉयल सिग्नल और रडार प्रतिष्ठान में विकसित किया गया जब उन्होंने पाया कि पारा कैडमियम टेल्यूराइड एक फोटोकॉन्डक्टर था जिसे बहुत कम शीतलन की आवश्यकता होती है। संयुक्त राज्य अमेरिका में हनीवेल ने भी संसूचको (डिटेक्टरों) के एरे विकसित किए जो कम तापमान पर ठंडा हो सकते थे, लेकिन उन्होंने यंत्रवत् स्कैन किया। इस पद्धति में कई कमियां थीं जिन्हें इलेक्ट्रॉनिक स्कैनिंग सिस्टम का उपयोग करके दूर किया जा सकता है। 1969 में यूके में इंग्लिश इलेक्ट्रिक वाल्व कंपनी में माइकल फ्रांसिस टॉम्पसेट ने एक ऐसे कैमरे का पेटेंट कराया, जो पायरो-इलेक्ट्रॉनिक रूप से स्कैन करता था और जो 1970 के दशक के दौरान कई अन्य सफलताओं के बाद उच्च स्तर के प्रदर्शन पर पहुंच गया। टॉम्पसेट ने सॉलिड-स्टेट उष्मीय-इमेजिंग एरेज़ के लिए एक विचार का भी प्रस्ताव रखा, जिसके कारण अंततः आधुनिक हाइब्रिडाइज्ड सिंगल-क्रिस्टल-स्लाइस इमेजिंग डिवाइसेस का निर्माण हुआ।

स्मार्ट सेंसर
सुरक्षा प्रणालियों के लिए विकास के आवश्यक क्षेत्रों में से एक सिग्नल का समझदारी से मूल्यांकन करने की क्षमता के साथ-साथ खतरे की उपस्थिति की चेतावनी भी थी। अमेरिकी सामरिक रक्षा पहल के प्रोत्साहन के तहत, "स्मार्ट सेंसर" दिखाई देने लगे। ये सेंसर हैं जो सेंसिंग, सिग्नल एक्सट्रैक्शन, प्रोसेसिंग और कॉम्प्रिहेंशन को एकीकृत कर सकते हैं। स्मार्ट सेंसर दो मुख्य प्रकार के होते हैं। एक, जिसे "विज़न चिप" कहा जाता है, जब दृश्य सीमा में उपयोग किया जाता है, तो एकीकृत माइक्रोकिरकिट्री की वृद्धि में वृद्धि के कारण स्मार्ट सेंसिंग तकनीकों का उपयोग करके पूर्व-प्रसंस्करण की अनुमति देता है। अन्य तकनीक विशिष्ट उपयोग के लिए अधिक उन्मुख है और इसके डिजाइन और संरचना के माध्यम से अपने पूर्व-प्रसंस्करण लक्ष्य को पूरा करती है।

1990 के दशक के अंत तक, अवरक्त का उपयोग नागरिक उपयोग की ओर बढ़ रहा था। बिना कूल्ड सरणियों के लिए लागत में नाटकीय रूप से कमी आई, जिसने विकास में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ, नागरिक और सैन्य दोनों उपयोगों को शामिल करते हुए दोहरे उपयोग वाले बाजार को जन्म दिया। इन उपयोगों में पर्यावरण नियंत्रण, भवन/कला विश्लेषण, कार्यात्मक चिकित्सा निदान, और कार मार्गदर्शन और टक्कर से बचने की प्रणालियाँ शामिल हैं।

संचालन का सिद्धांत
अवरक्त ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम का सिर्फ एक हिस्सा है, जिसमें गामा किरणों, एक्स-रे, पराबैंगनी, दृश्य प्रकाश का एक पतला क्षेत्र, अवरक्त, टेराहर्ट्ज तरंगें, माइक्रोवेव और रेडियो तरंगों से विकिरण शामिल है। ये सभी संबंधित हैं और अपनी तरंग (तरंग दैर्ध्य) की लंबाई में विभेदित हैं। सभी वस्तुएं अपने तापमान के एक फलन के रूप में एक निश्चित मात्रा में ब्लैक बॉडी रेडिएशन का उत्सर्जन करती हैं।

आम तौर पर, किसी वस्तु का तापमान जितना अधिक होता है, उतनी ही अधिक अवरक्त विकिरण ब्लैक-बॉडी विकिरण के रूप में उत्सर्जित होती है। एक विशेष कैमरा इस विकिरण का उसी तरह से पता लगा सकता है जिस तरह से एक सामान्य कैमरा दृश्य प्रकाश का पता लगाता है। यह पूरी तरह से अंधेरे में भी काम करता है क्योंकि परिवेश प्रकाश का स्तर मायने नहीं रखता। यह धुएँ से भरी इमारतों और भूमिगत में बचाव कार्यों के लिए इसे उपयोगी बनाता है।

ऑप्टिकल कैमरों के साथ एक बड़ा अंतर यह है कि फोकस करने वाले लेंस कांच से नहीं बने हो सकते, क्योंकि कांच लंबी-तरंग अवरक्त प्रकाश को अवरुद्ध करता है। आमतौर पर उष्मीय विकिरण की वर्णक्रमीय श्रेणी 7 से 14 माइक्रोन तक होती है। विशेष सामग्री जैसे जर्मेनियम, कैल्शियम फ्लोराइड, क्रिस्टलीय सिलिकॉन या नव विकसित विशेष प्रकार के चाकोजेनाइड ग्लास का उपयोग किया जाना चाहिए। कैल्शियम फ्लोराइड को छोड़कर, ये सभी पदार्थ काफी कठोर होते हैं और इनका अपवर्तनांक उच्च होता है (जर्मेनियम n=4 के लिए) जो बिना लेपित सतहों (30% से अधिक तक) से बहुत अधिक फ्रेस्नेल प्रतिबिंब की ओर जाता है। इस कारण से उष्मीय कैमरों के लिए अधिकांश लेंसों में एंटीरफ्लेक्टिव कोटिंग्स होती हैं। इन विशेष लेंसों की उच्च लागत थर्मोग्राफिक कैमरों के अधिक महंगे होने का एक कारण है।

उपयोग में
अवरक्त कैमरों की छवियां मोनोक्रोम होती हैं क्योंकि कैमरे आमतौर पर एक छवि संवेदक का उपयोग करते हैं जो अवरक्त विकिरण के विभिन्न तरंग दैर्ध्य को अलग नहीं करता है। रंग छवि संवेदकों को तरंग दैर्ध्य में अंतर करने के लिए एक जटिल निर्माण की आवश्यकता होती है, और रंग का सामान्य दृश्य स्पेक्ट्रम के बाहर कम अर्थ होता है क्योंकि भिन्न तरंग दैर्ध्य मनुष्यों द्वारा उपयोग की जाने वाली रंग दृष्टि की प्रणाली में समान रूप से मैप नहीं करते हैं।

कभी-कभी इन मोनोक्रोमैटिक छवियों को छद्म रंग में प्रदर्शित किया जाता है, जहां सिग्नल में परिवर्तन प्रदर्शित करने के लिए तीव्रता में बदलाव के बजाय रंग में परिवर्तन का उपयोग किया जाता है। यह तकनीक, जिसे डेंसिटी स्लाइसिंग कहा जाता है, उपयोगी है क्योंकि यद्यपि मनुष्यों के पास समग्र रंग की तुलना में तीव्रता का पता लगाने में बहुत अधिक गतिशील रेंज होती है, लेकिन चमकीले क्षेत्रों में सूक्ष्म तीव्रता के अंतर को देखने की क्षमता काफी सीमित होती है।

तापमान माप में उपयोग के लिए छवि के सबसे चमकीले (सबसे गर्म) हिस्से पारंपरिक रूप से सफेद, मध्यवर्ती तापमान लाल और पीले, और सबसे गहरे (सबसे अच्छे) हिस्से काले रंग के होते हैं। रंगों को तापमान से जोड़ने के लिए एक झूठी रंग छवि के आगे एक पैमाना दिखाया जाना चाहिए। उनका रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल कैमरों की तुलना में काफी कम है, ज्यादातर केवल 160 x 120 या 320 x 240 पिक्सेल, हालाँकि अधिक महंगे कैमरे 1280 x 1024 पिक्सेल का रिज़ॉल्यूशन प्राप्त कर सकते हैं। थर्मोग्राफिक कैमरे अपने दृश्यमान-स्पेक्ट्रम समकक्षों की तुलना में बहुत अधिक महंगे हैं, हालांकि स्मार्टफोन के लिए कम-प्रदर्शन वाले ऐड-ऑन उष्मीय कैमरे 2014 में सैकड़ों डॉलर में उपलब्ध हो गए। उच्च-अंत वाले मॉडल को अक्सर दोहरे उपयोग वाले सैन्य ग्रेड उपकरण माना जाता है, और निर्यात-प्रतिबंधित होते हैं, खासकर यदि रिज़ॉल्यूशन 640 x 480 या उससे अधिक है, जब तक कि ताज़ा दर 9 हर्ट्ज या उससे कम न हो। उष्मीय कैमरों का निर्यात शस्त्र विनियमों में अंतर्राष्ट्रीय यातायात द्वारा नियंत्रित होता है। एक उष्मीय कैमरा पहली बार 2016 में कैट एस 60 में स्मार्टफोन में बनाया गया था।

अनकूल्ड संसूचको (डिटेक्टरों) में सेंसर पिक्सल पर तापमान अंतर मिनट होते हैं; दृश्य में 1 °C का अंतर सेंसर पर केवल 0.03 °C अंतर उत्पन्न करता है। पिक्सेल प्रतिक्रिया समय भी काफी धीमा है, दसियों मिलीसेकंड की सीमा पर।

थर्मोग्राफी कई अन्य उपयोगों को ढूंढती है। उदाहरण के लिए, अग्निशामक इसका उपयोग धुएं के माध्यम से देखने, लोगों को खोजने और आग के आकर्षण के केंद्र को स्थानीय बनाने के लिए करते हैं। उष्मीय इमेजिंग के साथ, पावर लाइन रखरखाव तकनीशियन संभावित खतरों को खत्म करने के लिए जोड़ों और भागों को गर्म करने का पता लगाते हैं, जो उनकी विफलता का एक गप्पी संकेत है। जहां उष्मीय इन्सुलेशन दोषपूर्ण हो जाता है, भवन निर्माण तकनीशियन एयर-कंडीशनिंग को ठंडा करने या गर्म करने की क्षमता में सुधार करने के लिए गर्मी के रिसाव को देख सकते हैं। चालक (ऑटोमोटिव नाइट विजन) की सहायता के लिए कुछ लग्जरी कारों में उष्मीय इमेजिंग कैमरे भी लगाए गए हैं, पहला 2000 कैडिलैक डेविल है।

कुछ शारीरिक गतिविधियों, विशेष रूप से प्रतिक्रियाओं जैसे बुखार, मनुष्यों और अन्य गर्म रक्त वाले जानवरों में भी थर्मोग्राफिक इमेजिंग के साथ नजर रखी जा सकती है। प्रमुख खगोल विज्ञान अनुसंधान दूरबीनों में कूल्ड अवरक्त कैमरे पाए जा सकते हैं, यहां तक ​​कि वे भी जो अवरक्त टेलीस्कोप नहीं हैं।

प्रकार
थर्मोग्राफिक कैमरों को मोटे तौर पर दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: वे जिनमें कूल्ड इंफ्रारेड इमेज डिटेक्टर होते हैं और वे जो अनकूल्ड संसूचको (डिटेक्टरों) वाले होते हैं।

ठंडा अवरक्त डिटेक्टर
कूल्ड डिटेक्टर आमतौर पर वैक्यूम-सील्ड केस या देवर में होते हैं और क्रायोजेनिकली कूल्ड होते हैं। प्रयुक्त अर्धचालक सामग्री के संचालन के लिए शीतलन आवश्यक है। डिटेक्टर तकनीक के आधार पर विशिष्ट ऑपरेटिंग तापमान 4 के (-269 डिग्री सेल्सियस) से लेकर कमरे के तापमान के ठीक नीचे होता है। अधिकांश आधुनिक कूल्ड डिटेक्टर प्रकार और प्रदर्शन स्तर के आधार पर 60 केल्विन (के) से 100 के रेंज (-213 से -173 डिग्री सेल्सियस) में संचालित होते हैं। शीतलन के बिना, ये सेंसर (जो सामान्य डिजिटल कैमरों की तरह ही प्रकाश का पता लगाते हैं और परिवर्तित करते हैं, लेकिन विभिन्न सामग्रियों से बने होते हैं) अपने स्वयं के विकिरण से 'अंधा' हो जाएंगे या बाढ़ आ जाएंगे। कूल्ड इंफ्रारेड कैमरों की कमियां यह हैं कि वे उत्पादन और चलाने के लिए दोनों ही महंगे हैं। ठंडा करना ऊर्जा-गहन और समय लेने वाला दोनों है।

कैमरे को काम करना शुरू करने से पहले ठंडा होने में कई मिनट लग सकते हैं। सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली शीतलन प्रणाली पेल्टियर कूलर हैं, जो कि अक्षम और शीतलन क्षमता में सीमित हैं, अपेक्षाकृत सरल और कॉम्पैक्ट हैं। बेहतर छवि गुणवत्ता प्राप्त करने या कम तापमान वाली वस्तुओं की इमेजिंग के लिए स्टर्लिंग इंजन क्रायोकूलर की आवश्यकता होती है। हालांकि कूलिंग उपकरण तुलनात्मक रूप से भारी और महंगे हो सकते हैं, कूल्ड इंफ्रारेड कैमरे बिना कूल्ड की तुलना में बहुत बेहतर छवि गुणवत्ता प्रदान करते हैं, खासकर कमरे के तापमान के निकट या नीचे की वस्तुओं की। इसके अतिरिक्त, कूल्ड कैमरों की अधिक संवेदनशीलता भी उच्च एफ-नंबर लेंसों के उपयोग की अनुमति देती है, जिससे उच्च प्रदर्शन वाले लंबे फोकल लेंथ लेंस कूल्ड संसूचको (डिटेक्टरों) के लिए छोटे और सस्ते दोनों होते हैं।

स्टर्लिंग इंजन कूलर का एक विकल्प उच्च दबाव पर बोतलबंद गैसों का उपयोग करना है, नाइट्रोजन एक आम पसंद है। दाबित गैस को एक सूक्ष्म आकार के छिद्र द्वारा विस्तारित किया जाता है और एक लघु ताप विनिमायक के ऊपर से गुजारा जाता है जिसके परिणामस्वरूप जूल-थॉमसन प्रभाव के माध्यम से पुनर्योजी शीतलन होता है। ऐसी प्रणालियों के लिए दबावयुक्त गैस की आपूर्ति क्षेत्र में उपयोग के लिए एक रसद चिंता का विषय है।

कूल्ड इंफ्रारेड डिटेक्शन के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में इंडियम एंटीमोनाइड (3-5 माइक्रोन), इंडियम आर्सेनाइड, पारा कैडमियम टेल्यूराइड (एमसीटी) (1-2 माइक्रोन, 3-5 माइक्रोन, 8-12 माइक्रोन), लेड सल्फाइड, और लेड सेलेनाइड सहित संकीर्ण अंतराल अर्धचालकों की एक विस्तृत श्रृंखला के आधार पर फोटोडेटेक्टर शामिल हैं।

अवरक्त फोटोडेटेक्टर उच्च बैंडगैप अर्धचालकों की संरचनाओं जैसे कि क्वांटम वेल इंफ्रारेड फोटोडेटेक्टर के साथ बनाए जा सकते हैं।

कई सुपरकंडक्टिंग और गैर-सुपरकंडक्टिंग कूल्ड बोलोमीटर तकनीक मौजूद हैं।

सिद्धांत रूप में, सुपरकंडक्टिंग टनलिंग जंक्शन उपकरणों को उनके बहुत संकीर्ण अंतर के कारण अवरक्त सेंसर के रूप में उपयोग किया जा सकता है। छोटे सरणी प्रदर्शित किए गए हैं। उन्हें मोटे तौर पर उपयोग के लिए नहीं अपनाया गया है क्योंकि उनकी उच्च संवेदनशीलता के लिए पृष्ठभूमि विकिरण से सावधानीपूर्वक परिरक्षण की आवश्यकता होती है।

सुपरकंडक्टिंग डिटेक्टर अत्यधिक संवेदनशीलता प्रदान करते हैं, जिनमें से कुछ व्यक्तिगत फोटॉन को पंजीकृत करने में सक्षम होते हैं। उदाहरण के लिए, ESA का सुपरकंडक्टिंग कैमरा (SCAM)। हालांकि, वे वैज्ञानिक अनुसंधान के बाहर नियमित रूप से उपयोग में नहीं हैं।

बिना कूल्ड इंफ्रारेड डिटेक्टर
बिना कूल्ड उष्मीय कैमरे परिवेश के तापमान पर काम करने वाले सेंसर या छोटे तापमान नियंत्रण तत्वों का उपयोग करके परिवेश के करीब तापमान पर स्थिर सेंसर का उपयोग करते हैं। आधुनिक अनकूल्ड डिटेक्टर सभी सेंसर का उपयोग करते हैं जो अवरक्त विकिरण द्वारा गर्म होने पर प्रतिरोध, वोल्टेज या करंट के परिवर्तन द्वारा काम करते हैं। इन परिवर्तनों को तब मापा जाता है और सेंसर के ऑपरेटिंग तापमान के मूल्यों की तुलना में किया जाता है।

छवि के शोर को कम करने के लिए बिना कूल्ड इंफ्रारेड सेंसर को ऑपरेटिंग तापमान पर स्थिर किया जा सकता है, लेकिन उन्हें कम तापमान पर ठंडा नहीं किया जाता है और इसके लिए भारी, महंगे, ऊर्जा की खपत करने वाले क्रायोजेनिक कूलर की आवश्यकता नहीं होती है। इससे इंफ्रारेड कैमरे छोटे और कम खर्चीले हो जाते हैं। हालांकि, उनका रिज़ॉल्यूशन और इमेज क्वालिटी कूल्ड संसूचको (डिटेक्टरों) की तुलना में कम होती है। यह वर्तमान में उपलब्ध तकनीक द्वारा सीमित उनकी निर्माण प्रक्रियाओं में अंतर के कारण है। एक अनकूल्ड उष्मीय कैमरा को भी अपने हीट सिग्नेचर से निपटने की आवश्यकता होती है।

अनकूल्ड डिटेक्टर ज्यादातर पायरोइलेक्ट्रिक और फेरोइलेक्ट्रिक मैटेरियल्स या माइक्रोबोलोमीटर तकनीक पर आधारित होते हैं। सामग्री का उपयोग अत्यधिक तापमान-निर्भर गुणों वाले पिक्सल बनाने के लिए किया जाता है, जो पर्यावरण से उष्मीय रूप से इन्सुलेट होते हैं और इलेक्ट्रॉनिक रूप से पढ़ते हैं।

फेरोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर सेंसर सामग्री के चरण संक्रमण तापमान के करीब संचालित होते हैं; पिक्सेल तापमान अत्यधिक तापमान-निर्भर ध्रुवीकरण चार्ज के रूप में पढ़ा जाता है। f/1 ऑप्टिक्स और 320x240 सेंसरों के साथ फेरोइलेक्ट्रिक संसूचको (डिटेक्टरों) का हासिल NETD 70-80 mK है। एक संभावित सेंसर असेंबली में पॉलीमाइड उष्मीयी इंसुलेटेड कनेक्शन द्वारा बेरियम स्ट्रोंटियम टाइटेनेट बम्प-बॉन्ड होता है।

सिलिकॉन माइक्रोबोलोमीटर 20 mK तक NETD तक पहुंच सकते हैं। वे अनाकार सिलिकॉन की एक परत, या सिलिकॉन आधारित स्कैनिंग इलेक्ट्रॉनिक्स के ऊपर सिलिकॉन नाइट्राइड ब्रिज पर निलंबित एक पतली फिल्म वैनेडियम (वी) ऑक्साइड सेंसिंग तत्व से मिलकर बने होते हैं। संवेदी तत्व के विद्युत प्रतिरोध को प्रति फ्रेम एक बार मापा जाता है।

अनकूल्ड फोकल प्लेन एरेज़ (UFPA) के वर्तमान सुधार मुख्य रूप से उच्च संवेदनशीलता और पिक्सेल घनत्व पर केंद्रित हैं। 2013 में DARPA ने एक पांच-माइक्रोन LWIR कैमरे की घोषणा की जो 1280 x 720 फोकल प्लेन ऐरे (FPA) का उपयोग करता है। सेंसर सरणियों के लिए उपयोग की जाने वाली कुछ सामग्री अनाकार सिलिकॉन (ए-सी), वैनेडियम (वी) ऑक्साइड (वीओएक्स), लैंथेनम बेरियम मैंगनाइट (एलबीएमओ), लेड जिरकोनेट टाइटेनेट (पीजेडटी), लैंथेनम डोपेड लेड जिरकोनेट टाइटेनेट हैं। PLZT), लेड स्कैंडियम टैंटलेट (PST), लेड लैंथेनम टाइटेनेट (PLT), लेड टाइटेनेट (PT), लेड जिंक निओबेट (PZN), लेड स्ट्रोंटियम टाइटेनेट (PSrT), बेरियम स्ट्रोंटियम टाइटेनेट (BST), बेरियम टाइटेनेट (BT), एंटीमनी सल्फोयोडाइड (SbSI), और पॉलीविनाइलिडीन डिफ़्लुओराइड (PVDF)।

अनुप्रयोग
मूल रूप से कोरियाई युद्ध के दौरान सैन्य उपयोग के लिए विकसित किया गया था, थर्मोग्राफिक कैमरे धीरे-धीरे अन्य क्षेत्रों में चले गए हैं जैसे कि दवा और पुरातत्व के रूप में विविध। हाल ही में, कीमतों में कमी ने अवरक्त व्यूइंग टेक्नोलॉजी को अपनाने में मदद की है। उन्नत प्रकाशिकी और परिष्कृत सॉफ्टवेयर इंटरफेस आईआर कैमरों की बहुमुखी प्रतिभा को बढ़ाने के लिए जारी हैं।
 * कृषि, जैसे, बीज-गिनती मशीन
 * निर्माण निरीक्षण
 * दोष निदान और समस्या निवारण
 * इंसुलेशन की ऊर्जा ऑडिटिंग और सर्द लीक का पता लगाना
 * छत निरीक्षण
 * घर का प्रदर्शन
 * दीवारों और छतों में नमी का पता लगाना (और इस प्रकार बदले में अक्सर मोल्ड वृद्धि, मूल्यांकन, और उपचारात्मक का हिस्सा | मोल्ड रिमेडिएशन)
 * चिनाई दीवार संरचनात्मक विश्लेषण
 * कानून प्रवर्तन और आतंकवाद विरोधी
 * किसी देश के लिए आगंतुकों की संगरोध निगरानी
 * सैन्य और पुलिस लक्ष्य का पता लगाना और अधिग्रहण: फॉरवर्ड-लुकिंग अवरक्त, अवरक्त सर्च और ट्रैक
 * हालत की निगरानी और निगरानी
 * तकनीकी निगरानी काउंटर-उपाय
 * उष्मीय हथियार दृष्टि
 * खोज और बचाव संचालन
 * अग्निशमन संचालन
 * थर्मोग्राफी (चिकित्सा) - निदान के लिए चिकित्सा परीक्षण
 * पशु चिकित्सा उष्मीय इमेजिंग
 * कार्यक्रम प्रक्रिया निगरानी
 * उत्पादन वातावरण में गुणवत्ता नियंत्रण
 * यांत्रिक और विद्युत उपकरणों पर भविष्य कहनेवाला रखरखाव (प्रारंभिक विफलता चेतावनी)
 * एस्ट्रोनॉमी, यूकेआईआरटी, द स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप, वाइड-फील्ड अवरक्त सर्वे एक्सप्लोरर जैसे दूरबीनों में | समझदार और जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप
 * मोटर वाहन रात की दृष्टि
 * ध्वनि में कमी के लिए ध्वनिक इन्सुलेशन का ऑडिटिंग
 * बेबी मॉनिटरिंग सिस्टम
 * रासायनिक इमेजिंग
 * डेटा सेंटर मॉनिटरिंग
 * विद्युत वितरण उपकरण निदान और रखरखाव, जैसे ट्रांसफार्मर यार्ड और वितरण पैनल
 * गैर विनाशकारी परीक्षण
 * नए उत्पादों का अनुसंधान और विकास
 * प्रदूषण का पता लगाना
 * कीट संक्रमणों का पता लगाना
 * हवाई पुरातत्व
 * लौ निर्देशक
 * मौसम विज्ञान (मौसम के उपग्रहों से उष्मीय छवियों का उपयोग बादल तापमान/ऊंचाई और जल वाष्प सांद्रता को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, जो तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है)
 * क्रिकेट अंपायर निर्णय समीक्षा प्रणाली।बल्ले के साथ गेंद के बेहोश संपर्क का पता लगाने के लिए (और इसलिए संपर्क के बाद बल्ले पर एक गर्मी पैच हस्ताक्षर)।
 * स्वतन्त्र संचालन
 * दुर्भावनापूर्ण अनुप्रयोग
 * उष्मीय अटैक एक दृष्टिकोण है जो उपयोगकर्ता के इनपुट को उजागर करने के लिए टचस्क्रीन या कीबोर्ड जैसे इंटरफेस के साथ अन्योन्यक्रिया के बाद निर्गत ऊष्मा का शोषण करता है ।
 * रात्रिकालीन वन्य जीवन छायाचित्रण (फोटोग्राफी)
 * प्रकाश वोल्टीय (फोटोवोल्टिक) बिजली संयंत्रों का निरीक्षण

विनिर्देश
अवरक्त कैमरा सिस्टम के कुछ विनिर्देश पैरामीटर हैं पिक्सल की संख्या, फ्रेम दर, जवाबदेही, शोर-समतुल्य शक्ति, शोर-समतुल्य तापमान अंतर (एनईटीडी), वर्णक्रमीय बैंड, दूरी से स्थान अनुपात (डी: एस), न्यूनतम फोकस दूरी, सेंसर का जीवनकाल, न्यूनतम समाधान योग्य तापमान अंतर (MRTD), देखने का क्षेत्र, गतिशील रेंज, इनपुट शक्ति, और द्रव्यमान और मात्रा।

यह भी देखें

 * स्वास्थ्य देखभाल में डिजिटल अवरक्त उष्मीय इमेजिंग
 * हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग
 * सामग्री का अवरक्त गैर-विनाशकारी परीक्षण
 * अवरक्त फोटोग्राफी
 * ओरा, एचडी थर्मोग्राफी में 2011 की 3 डी फिल्म की शूटिंग
 * निष्क्रिय अवरक्त सेंसर
 * उष्मीय इमेजिंग कैमरा (अग्निशमन)
 * उष्मीय हथियार दृष्टि
 * थर्मोग्राफी