サーモグラフィの画像には、温度の分布が色で表されます。ただし、赤色が何℃を表すかは、画像の設定によって変わります。二枚の画像で同じ赤に見えたからといって、同じ温度とは限りません。写真の横にある色の目盛りまで、一緒に読む必要があります。
また、サーモグラフィは普通の写真のように物体の色をそのまま写すものではありません。受け取った赤外線の情報をもとに温度を推定し、その値に対応する表示色を付けています。赤いシャツが必ず高温として赤く表示される、という仕組みではないのです。
まず、色に付けられた数字を探す
ある画像では青が10℃、赤が30℃を表し、別の画像では青が30℃、赤が50℃を表すかもしれません。この場合、同じ赤でも20℃違います。また、30℃は前者では赤、後者では青になります。色そのものではなく、色と数値の対応関係が必要です。
機器によっては、写っている範囲の温度に合わせて色の目盛りを自動的に変えます。画面内に非常に熱い物が入ると、それまでの物体の表示色が変わることもあります。色が変わっただけでは、物体の温度が変化したか、目盛りが変化したかを区別できません。
見ているのは、基本的に表面
一般的なサーモグラフィは、物体の表面から来る赤外線を捉えます。食品の表面を写した画像から、内部の温度までそのまま読み取ることはできません。壁を撮影して、壁の内部や向こう側を直接透視しているわけでもありません。
内部の状態が表面温度に影響する場合はあります。しかし、影響を手がかりに推定することと、内部を直接測ったことは別です。温度の画像を使う問題では、測定面を図のどこに置いているかを確かめます。表と裏、中心と表面を無断で入れ替えないようにしましょう。
例題1：赤と青、どちらが熱い？
画像Aの凡例は青20℃・緑30℃・赤40℃、画像Bは青40℃・緑50℃・赤60℃です。Aで赤く表示された点Pと、Bで青く表示された点Qは、どちらの温度が高いですか。ここでは各点が凡例の指定値にちょうど当たるものとします。
答え・解説： PもQも40℃で、同じ温度です。Pは赤、Qは青ですが、対応する数値が等しいからです。赤の方が暖かそうという印象だけで比較すると間違えます。画像ごとに目盛りを読み、まず数値へ戻してから比較します。
比較のため二枚を同じ目盛りで表示できれば、違いは読み取りやすくなります。ただし、元の測定条件まで同じになったわけではありません。表示の統一と、測定方法の統一は分けて考えます。
例題2：表面の値から、中心を言い切れる？
加熱した食品の表面全体が、画像上では50〜55℃の範囲でした。ある人は「中心も50℃以上だ」と答えました。内部の測定記録がない場合、この結論は確かですか。追加で何を調べる必要がありますか。
答え・解説： 確かとは言えません。表面と中心に温度差がある可能性が残るからです。内部の温度を知りたいなら、それを測れる適切な方法での情報が必要です。表面画像だけの資料なら、「測った表面は50〜55℃」という範囲で答えます。
食品の形、加熱方法、加熱してからの時間なども、温度分布に関係します。内部の状態を予想する材料にはなりますが、それらの条件だけで、未測定の中心を直接測定した値のように扱うことはできません。
光沢のある面では、周囲の影響も考える
温度を正しく推定するには、表面が赤外線をどれほど放射するかという性質、放射率などの設定が関係します。素材や表面の状態が違う物を、同じ設定のまま比べると、温度の差とは別の影響が現れることがあります。
特に光沢のある金属表面では、周囲からの赤外線の反射を強く受ける場合があります。熱い物が映り込んだ影響を、その金属自身が熱くなったと読み違えない注意が必要です。目に見える反射だけでなく、カメラが捉える波長でどう振る舞うかが関わります。
そのため、異なる素材の表示温度を比較する実験では、設定や周囲の環境についての記録も大事です。カメラの数字が出たから、どんな条件でも完全に正しいというわけではありません。測定器の名前と測定原理を知ることは、値の使える範囲を知ることでもあります。
色の印象を、観測の言葉へ戻す
温度分布を説明するときは、「赤い所がある」だけで終えず、「同じ凡例の画像で、表面のこの部分が何℃を示した」と書きます。場所・目盛り・測った量が入ると、別の人も結果を確認しやすくなります。
赤外線の働きは熱の放射とつながります。また、オゾン層と紫外線と合わせて読むと、目で見える色と、見えない電磁波を区別できます。画像が鮮やかなほど、凡例と単位を先に読む癖を付けましょう。