Тепловизор

Виды подобных приборов

Такие устройства можно разделить на 2 основных группы:

• Стационарные – используются в цехах предприятий для контроля режимов работы электродвигателей и другого оборудования. Все данные при этом выводятся на мониторы пульта дежурного, который и контролирует показатели. Это довольно мощные тепловизоры, требующие для нормального функционирования отдельного охлаждения. В этих целях чаще всего применяется жидкий азот. Температурный диапазон измеряемых такими устройствами показателей колеблется от -50 ˚С до +2000 ˚С.
• Переносные (мобильные) – удобные приборы со встроенным экраном, позволяющие в режиме реального времени увидеть утечку или очаг тепла, направив устройство на проверяемую область. Чаще всего они имеют возможность подключения к персональному компьютеру для обеспечения обработки получаемых данных, причем соединение может быть как проводным, так и по Wi-Fi, что тоже очень удобно. Все данные при этом идут через облачное хранилище. Как произвести подобную коммутацию, можно узнать из инструкции к тепловизору.

Типы матриц, роль охлаждения

Тепловизионные камеры отличаются не только по техническим характеристикам, но и по другим параметрам:

• форме исполнения;
• конструктивным особенностям.

Наличие охлаждения влияет на сферу применения и стоимость устройства. Вот основные моменты:

1. Неохлаждаемые матрицы имеют компактные габариты, внешне схожи со стандартной камерой уличного наблюдения. Их укомплектовывают защитным кожухом, а ценовая категория вполне доступна. Минус – сниженная чувствительность, по сравнению с охлаждаемым вариантом.
2. Наличие охлаждения для матрицы позволяет расширить ее функционал, однако повышает стоимость техники. Корпус такой камеры герметично запаян, внутри создается вакуум и размещают криогенную установку. Высокая чувствительность позволяет регистрировать даже единичные фотоны. Радиус обнаружения человеческого присутствия достигает 2-5 км. Такие приборы применяют для организации видеонаблюдения за важными стратегическими объектами, имеющими большую площадь (акватория морского порта и др.).

К минусам охлаждаемых тепловизоров относят потребность в регулярном техническом обслуживании и ограниченность срока службы.

Это важно: для большинства современных систем видеонаблюдения и охраны объектов достаточно приобрести камеру с неохлаждаемой матрицей. Она успешно справится с поставленными задачами

Лучшие области для использования тепловизоров

Вот некоторые из лучших вариантов использования тепловизоров на БПЛА. Список постоянно растет. Дроны с бортовыми тепловизорами экономят время, деньги, а также являются очень безопасным методом проверки опасного оборудования. Пожарные службы вместе с поисково-спасательными командами действительно способны оценить полезность тепловизоров.

Инспекция коммунального хозяйства — дроны с тепловизорами позволяют быстро и легко получать калиброванные температурные данные, включая большие подстанции, а также линейные объекты. Инспекция коммунальных услуг охватывает линии электропередачи, трубы, водопровод, мачты связи и многое другое.

Инспекции солнечных электростанций — дроны с тепловизорами могут сканировать большие солнечные панели за несколько минут, позволяя оператору изолировать и измерить потенциальные проблемные зоны с помощью одного полета. Такая инспекция практически невозможна с земли.

Инспекции строительной площадки и кровли — до начала эпохи дронов инспекция строительства и кровли занимала много времени и на протяжении многих лет являлась основным источником несчастных случаев на производстве. Обследование крыши и другие обследования зданий с помощью дрона, оборудованного тепловизором, займут всего несколько минут, экономя время и жизнь. Одним из ведущих поставщиков беспилотников для проверок кровли является Kespry. Решение Kespry по термическому контролю основано на радиометрическом температурном анализе, предоставляя оперативные данные людям, осматривающим крыши. Радиометрический анализ означает, что конкретная температура отображается для конкретной точки на крыше.

Пожаротушение  — дроны с тепловизорами, особенно полезные для пожаротушения, позволяют руководителям пожарных команд видеть сквозь дым и следить за своим персоналом при больших пожарах. Пожарные будут точно знать, где огонь наиболее сильный, и когда огонь, похоже, исчезнет..

Поиск и спасение — дроны с тепловизорами являются необходимой экипировкой для спасателей. Тепловизор может использоваться как в дневных, так и в ночных спасательных миссиях. Дроны могут просматривать и покрывать сотни акров за считанные минуты. В дневное время тепловое излучение пропавшего человека на горе будет выделяться намного больше, чем изображение с обычной стандартной видеокамеры. Человек может быть одет в одежду того же цвета, что и его окружающая среда, что затрудняет для стандартной видеокамеры обнаружение пропавшего человека.

Добыча полезных ископаемых — в угледобывающих предприятиях уголь часто хранится в больших количествах в больших контейнерах для хранения. Это может привести к высокому риску пожара

Очень важно проводить мониторинг температуры этих угольных контейнеров, так как самовоспламенение может происходить легко. Другие горнодобывающие предприятия имеют большие конвейерные ленты, а дрон с тепловизором — самый быстрый способ следить за состоянием оборудования

Когда оборудование находится в напряженном состоянии, на тепловом изображении оно будет отображаться горячее. Тепловидение может помочь обнаружить оборудование, которое находится под нагрузкой и в какой-то момент сломается.

Авторы: Posted December 23, 2018 by Fintan Corrigan

Мобильный тепловизор для смартфона — на сколько реальны показания

Использовать специальный модуль тепловизора для смартфонов — просто гениальное решение. Это небольшой прибор, который вставляется в разъём и с помощью особого программного обеспечения позволяет превратить обычный смартфон в полноценный тепловизор. По сути, сам модуль содержит всего лишь детектор и аппаратно обеспечение, которое фиксирует тепловую картинку. А специальное программное обеспечение уже показывает эту картинку пользователю.

Тепловизор для смартфона на Android

Небольшой компактный модуль обладает неплохими характеристиками

Модуль тепловизора для смартфона на Андроид внешне выглядит как компактная веб-камера. Она имеет штекер стандарта micro-USB с помощью которого и соединяется с телефоном или планшетом. Наиболее популярным брендом в этой отрасли можно назвать Seek Thermal. Разбег цен на модули довольно большой. В разных регионах и магазинах можно встретить стоимость от 18000 до 22000 рублей. При этом модуль обладает весьма заманчивыми характеристиками, сравнимыми с полноценными тепловизорами. Диапазон температур составляет от -40ºС до 330ºС. Разрешение детектора — 320 на 240 точек. Гаджет позволяет использовать различные цветовые схемы, от градаций серого до полноцветного изображения.

Тепловизор для смартфона на Android

Тепловизор для смартфона на базе iOS

Так выглядит модуль от Flir для iPhone

Уже упомянутая нами компания Seek Thermal производит тепловизоры и для продукции Apple. Но для разнообразия мы посмотрим другую марку — Flir и их продукт — Flir One Gen 3. Стоимость прибора составляет примерно 20000 рублей. Внешне аппарат горазд крупней по своим габаритам, чем изделия от Seek Thermal. Внутри него имеется как детектор температуры, так и отдельная простая камера.

Измерять температуру тепловизор может в диапазоне -20ºС до 120ºС. Точность измерения довольно высокая — 0,1ºС. Разрешение теплового детектора составляет 80 на 60 точек, что несравненно мало. Зато разрешение, способное отобразится на экране имеет уже 1440 на 1080 точек. По заявлениям разработчиков на одном заряде батареи прибор может протянуть до 1 часа.

Тепловизор для смартфона на базе iOS

РАЗРЕШЕНИЕ. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАЗРЕШЕНИЕ.

Разрешающая способность определяется параметрами оптических элементов прибора, сенсора, дисплея, качеством схемотехнических решений, реализованных в приборе, а также применяемыми алгоритмами обработки сигналов. Разрешение тепловизионного прибора (разрешающая способность) – комплексный показатель, составляющими которого являются температурное и пространственное разрешение. Рассмотрим отдельно каждую из этих составляющих.

Температурное разрешение (чувствительность; минимальная обнаруживаемая разность температур) — это граничное соотношения сигнала объекта наблюдения к сигналу фона с учетом шума чувствительного элемента (сенсора) тепловизионной камеры. Высокое температурное разрешение означает, что тепловизионный прибор сможет отобразить объект определенной температуры на фоне с близкой температурой, причем чем меньше разница между температурами объекта и фона, тем температурное разрешение выше.

Пространственное разрешение характеризует способность прибора изображать раздельно две близко расположенные точки или линии. В технических характеристиках прибора этот параметр может быть записан как «разрешение», «предел разрешения», «максимальное разрешение», что, в принципе, одно и то же.

Чаще всего разрешение прибора характеризует пространственным разрешением микроболометра, так как оптические узлы прибора обычно имеют запас по разрешающей способности.

Как правило, разрешающая способность указывается в штрихах (линиях) на миллиметр, но может быть указана и в угловых величинах (секундах или минутах).

Чем больше значение разрешения в штрихах (линиях) на миллиметр и чем меньше в угловых величинах, тем выше разрешающая способность. Чем выше разрешающая способность прибора, тем более четкое изображение видит наблюдатель.

Для измерения разрешающей способности тепловизоров используют специальное оборудование – коллиматор, который создает имитацию изображение специального тест-объекта – штриховой тепловой миры. Рассматривая изображение тест-объекта через прибор, судят о разрешающей способности тепловизора – чем более мелкие штрихи миры можно отчетливо видеть раздельно друг от друга, тем выше разрешающая способность прибора.

Изображение: Различные варианты тепловых мир (вид в тепловизионный прибор)

Тепловизор своими руками из смартфона

Сам смартфон невозможно превратить в тепловизор без использования дополнительного оборудования. Однако с недавних пор стала выпускаться специальная приставка Seek Thermal, являющаяся по своей сути мобильным миниатюрным тепловизором, с размерами, не более спичечного коробка.

Этот мини-прибор способен работать со многими смартфонами на базе Андроид версии не ниже 4.3. Он выполняет те же функции, что и настоящие фирменные тепловизоры, подключается через стандартные разъемы. Получается довольно легко собрать самодельный тепловизор своими руками. Несмотря на маленькие размеры, объектив камеры оборудован кольцом для фокусирования, а также чувствительным сенсором в виде матрицы на 32 тыс. пикселей, частота съемки у которой составляет 9 Гц. Основным достоинством прибора считается величина рабочего температурного диапазона в пределах от -40 до +330С.

Смартфон для тепловизора является не только экраном, отображающим информацию, но и своеобразной вычислительной машиной. Все действия выполняются с помощью специального приложения Seek Thermal, обладающего широкими возможностями. Данная программа позволяет сделать выбор цветовой палитры, единиц измерения температуры, выполнить настройку изображения и много других операций.

Применение

По мере совершенствования и удешевления тепловизоров расширяется сфера их применения. Медики используют их для диагностики. Энергетикам тепловизоры позволяют проверять наличие утечек и температуру сетей. Строители и металлурги с помощью тепловизионных устройств проверяют целостность конструкций. Широко применяют тепловизоры военные. Сначала их устанавливали на тяжёлой технике, но постепенно дело дошло и до индивидуальных прицелов. Тепловизорный прибор ночного видения эффективнее обычного – он не засвечивается вспышками или ярким источником света. Наконец, пожарные и спасатели, используя тепловизоры, могут лучше ориентироваться в дыму и пыли, а также быстрее обнаруживать людей под завалами.

Виды тепловизоров и цена

Приборы классифицируются по функциям, которые они выполняют:

• Наблюдательный тепловизор – создает на экране картинку теплового излучения, преобразованного в видимый световой спектр.

• Измерительный тепловизор – работает, как и наблюдательный тип прибора, но дополнительно точкам светового сигнала присваивает температурные значения.

Иными словами, позволяет оценить температурное распределение на участке исследования.

• Визуальный пирометр – отдельная группа приборов, которые позволяют зрительно выявить зоны, где температура отклонена в какую-либо сторону от нормальной.

По типу исполнения прибор может быть:

• Переносной тепловизор– компактные модели, корпус которых оснащен ручкой для удобного удержания.

• Стационарный тепловизор – имеет несколько большие габариты, чем предыдущий вариант.

Либо оснащается креплениями для установки на различные конструкции, либо сам являются частью какого-либо оптического прибора.

По назначению тепловизор бывает:

• Строительный – используется для поиска тепловых потерь зданий.

Их измерительный диапазон – до 350°С.

Стоимость начинается от 50 тыс. рублей.

• Охотничий.

Популярен также среди охранных агентств.

Зачастую имеет встроенный дальномер.

Представляет собой ручной, либо нашлемный монокуляр для наблюдения.

Простейшая гляделка для охотника стоит в районе 40 тыс. рублей.

Среди разновидностей можно выбрать тепловизионные прицелы и бинокли, цена которых превышает 200 тыс. рублей.

• Промышленный.

Относится к самым точным тепловизионным приборам.

Используется преимущественно на масштабных предприятиях для контроля температурного режима технологического оборудования.

Оснащаются ИК-датчиками с высокой чувствительностью и полноцветными большими дисплеями.

Их температурный диапазон – более высокий.

Существуют высокотемпературные приборы, где этот показатель превышает 1000°С.

Стоимость качественных моделей более 1 млн. рублей.

• Военный – используется для обнаружения вражеских войск и техники в условиях недостаточной видимости.

Стоит армейский прибор от 150 тыс. рублей.

• Медицинский – применяется при поиске заболеваний и дефектов в человеческом теле, для которых характерно локальное изменение температуры, например, опухолей.

Как правило, выпускается в стационарном исполнении на различных подставках с возможностью прямой передачи изображения на ПК.

Стоимость – от 500 тыс. рублей.

• Бытовой.

Применяется для домашних нужд в несложных эксплуатационных условиях.

Стоимость – от 20 тыс. рублей.

К бытовому также можно отнести так называемый мини-тепловизор – очень компактный прибор, который подключается к смартфону.

Его еще называют мобильный тепловизор.

Он использует экран и источник питания телефона, а также специально разработанное ПО для вывода температурной картинки неплохого качества.

Лазерный тепловизор – ошибочное название пирометра с лазерным целеуказателем.

В отличие от тепловизионной аппаратуры, пирометр представляет собой прибор для дистанционного (бесконтактного) измерения температуры поверхности тел.

Иными словами, на его экране отображается лишь показатель температуры точки, на которую направлен встроенный лазер.

Что собой представляет подобный прибор

Тепловизор – устройство, способное улавливать температуру поверхности и выводить данные о ней на экран. Работает он по схожему алгоритму с прибором ночного видения (ПНВ) на основе инфракрасного излучения, которое преобразовывается в сигнал, выводимый на дисплей. Картинка на экран выводится в различных цветах, от красного (горячая область) до синего (холодная). Предупреждая вопрос о том, чем отличается тепловизор от прибора ночного видения, следует отметить, что ПНВ фиксирует отраженный сигнал, в то время как рассматриваемое сегодня устройство «ловит» инфракрасное излучение, идущее от предметов.

Первые подобные устройства появились еще в тридцатые годы прошлого столетия. Конечно, они были громоздкими и практически ничего общего с современными подобными приборами не имели. Исключение составляет лишь инфракрасное излучение. Оно-то и рисовало «карту температур» на фотомишени. Принцип действия тепловизоров тех лет можно было сравнить с электронно-лучевой трубкой.

Условия производства проверки здания на тепловые утечки

Не стоит думать, что все, что нужно для точных измерений, – это знать, как пользоваться тепловизором. Этого достаточно для бытовой проверки в личных целях. А вот если требуются комплексные замеры, необходимо учитывать некоторые природные факторы.

Скорость ветра. Этот параметр не должен превышать 7 м/с. В противном случае может наблюдаться смещение тепловой утечки, что не позволит на нее указать с точностью до сантиметра. Само строение не должно находиться в области попадания прямых солнечных лучей в период 12 часов до производства замеров. Именно по этой причине подобные проверки производят глубокой ночью или ранним утром, с рассветом.

Как выбрать?

Самое важное правило выбора тепловизора (верное и для других видов техники) – то, что самый дешевый аппарат крайне редко имеет необходимое качество. Почти нет смысла сегодня выбирать модели, в которых нет оптической камеры с разрешением 3-5 мегапикселей

Фотографии позволят лучше понять, где находился тот или иной объект, что он из себя представлял и что происходило на деле. Потому именно варианты с фотокамерой следует предпочитать, если планируется по итогам тепловизионной съемки готовить отчеты, доклады.

Что касается лазерного указателя, то и эта опция очень полезна. Благодаря ей можно выделить контуры объекта, находящегося под напряжением, или не подвергать себя иному риску. Если подбирается недорогой тепловизор, сложно рассчитывать на минимальную величину погрешности. Но для практических нужд она не может быть более 2%. Если этот показатель превышен, ценность устройства почти равна нулю. Как бюджетный, так и экстра-класса прибор может сохранять полученные данные в файлах различных форматов.

Значимыми параметрами в ряде случаев оказываются также:

• поддержка wi-fi;
• эргономичность рукоятки;
• наличие режима «картинка внутри картинки»;
• качество фирменного программного обеспечения;
• и только в последнюю очередь – стоимость аппарата.

Параметры тепловизора

Главной характеристикой тепловизора необходимо считать термочувствительность. Данное значение определяет погрешность при температурном измерении двух рядом расположенных точек или пикселей. Чем ниже будет эта погрешность, тем качество выведенной на экран картинки будет выше.

Самыми термочувствительными являются приборы для ночного видения, этот параметр у них находится в пределах 0,025 – 0,05 градуса по Цельсию, что позволяет полноценно видеть все предметы, имеющие практически одинаковую температуру своей поверхности. Связанно это еще и с различной отражающей способностью различного вида материалов.

Для коммунальных служб, а именно для диагностики зданий и строительных конструкций на предмет энергопотерь, вполне подойдет прибор с термочувствительностью порядка 0,05 градуса по Цельсию.

Следующий важный параметр, на который стоит обращать свое внимание – разрешение инфракрасного детектора, а точнее, матрицы или объектива тепловизора

В зависимости от того, где и для чего вы собираетесь использовать тепловизор, необходимо правильно подобрать диапазон температур.

Именно данный параметр ограничивает область, где может быть использован ваш прибор, поскольку, например, в сталелитейном производстве, где температуры составляют тысячи градусов, будет бесполезен тепловизор с диапазоном от -40 до +500 градусов по Цельсию.

Сферы применения тепловизоров в быту и на производстве

Подобный прибор действительно уникален. Обследование дома тепловизором даст конкретную картину проблемных мест, где есть утечки. Это позволит утеплить именно те места, где это необходимо, что убережет от лишних, ненужных расходов. Удобны тепловизоры и при обследовании домашней электрической сети – все некачественно выполненные контакты будут как на ладони, ведь их температура значительно выше. Перегруженные провода также греются, а значит, прибор поможет выявить и их.

Широко применяется устройство в оборонной промышленности. С его помощью работают системы наведения залпового огня, авиационные и ракетные прицельные комплексы. В последнее время тепловизоры стали применять и в прицелах ручного стрелкового оружия.

Большую пользу приносит прибор в поисковых операциях, когда необходимо найти людей под завалами. Для пожарных он также не будет бесполезен – с его помощью можно найти оставшиеся под слоем пепла или бревнами очаги и предотвратить повторное возгорание. Медицина, промышленность, автомобилестроение и даже астрономия – тепловизор находит применение в любой области.

Как выбрать тепловизор?

При выборе тепловизора необходимо ориентироваться на следующие параметры:

• Диапазон измеряемых температур – для бытовых нужд подойдет вариант с параметром от 0°С до +350°С.

• Разрешение инфракрасного-детектора – чем оно выше, тем более детальной будет картинка.

• Термочувствительность – чем ниже этот показатель, тем выше точность результатов.

• Условия эксплуатации и класс защиты – для бытовых и строительных нужд подойдет прибор, способный работать при повышенной влажности до 95% и температуре -20°С — +50°С.

• Наличие дополнительных функций – подсветка, цифровая камера, лазерный целеуказатель, компас, модули GPS, Bluetooth, Wi-Fi.

• Наличие дополнительных объективов.

Широкоугольные применяются там, где требуется исследование протяженного объекта, а телескопические – для получения четких изображений на большом удалении.

• Эргономика и хранение данных.

Преимущество отдается приборам, способным не только сохранять картинку в формате JPEG, но и отражать информацию по температуре.

Еще один важный показатель, на который следует обратить внимание – способ отображения данных на экране, который выражается в следующих режимах:

• Full IR – полноэкранная инфракрасная картинка.

• Picture-in-Picture – картинка в картинке (обычная фотография окружает тепловое изображение).

• Alpha Blending – наложение слоев тепловой картины и обыкновенной фотографии.

• IR/Visible Alarm – изображение, как на обыкновенном фотоаппарате, но места, где температура превышает пределы заданного диапазона, подсвечены определенным цветом.

• Full Visible Light – обычные фотоснимки.

Как пользоваться?

Конечно же, необходимую информацию на этот счет можно почерпнуть в инструкции. Но общие правила обращения с тепловизорами примерно одни и те же. Если поставлена цель определить состояние основных конструкций здания и обнаружить источники тепловых потерь, то:

• замер требуется проводить утром или поздно вечером, чтобы не было яркой солнечной подсветки, искажающей результат;
• надо обеспечить минимальную влажность воздуха и исключить сквозняки;
• двери следует закрывать;
• частный дом хорошо протапливают в течение 72 часов до поверки;
• обязательно измеряют температуру воздуха и его влажность;
• настраивают показатели верхнего и нижнего пределов отсечения у прибора;
• исследуют комнаты в том же порядке, в каком движется стрелка часов, начиная от входа;
• каждый этаж обследуют отдельно, получая термограмму для них.

Несколько иначе надо работать с тепловизором на охоте. Следует помнить про приказ Министерства природы России, согласно которому тепловизор можно применять:

• во время охоты на волка;
• для поиска раненых животных;
• для поиска копытных в ночные часы с вышки.

На пушных зверей охотиться с помощью этого аппарата официально запрещено. Прицел с дополнительным аппаратом держат на уровне пояса и водят им из стороны в сторону, чтобы обнаружить потенциальную добычу. Тепловизор желательно брать, если охотиться предстоит в тумане. В такой ситуации он позволяет обнаружить животных даже дальше, чем при обычной видимости. Но конечно, нужно основательно думать всякий раз даже при использовании техники и не превращать охоту в индустриальное ремесло.

О том, как правильно пользоваться тепловизором, смотрите в следующем видео.

Устройство и принцип работы

Чувствительным элементом любого тепловизора является датчик, который трансформирует инфракрасное излучение различных объектов неживой и живой природы, а также фона в электрические сигналы. Полученная информация преобразуется прибором и воспроизводится на дисплее в виде термограмм.

У всех живых организмов в результате метаболических процессов выделяется тепловая энергия, которая отлично видна оборудованию

У механических аппаратов нагрев отдельных составляющих частей происходит из-за постоянного трения в точках сопряжения подвижных элементов. В оборудовании и системах электрического типа нагреваются токопроводящие детали.

После наведения и съемки объекта ИК-камера мгновенно формирует двухмерное изображение, содержащее полные сведения о температурных показателях. Данные можно сохранить в памяти самого устройства или на внешнем носителе, а можно перенести при помощи USB-кабеля на ПК для детального анализа.

Некоторые модели тепловизоров имеют встроенные интерфейсы для моментальной беспроводной передачи цифровой информации. Регистрируемый тепловой контраст в поле зрения тепловизора позволяет визуализировать сигналы на экране прибора в полутонах черно-белой палитры или в цвете.

На термограммах отображается интенсивность инфракрасного излучения исследуемых конструкций и поверхностей. Каждый отдельный пиксель соответствует конкретному значению температуры.

По неоднородности теплового поля выявляют ошибки в инженерных конструкциях дома и дефекты стройматериалов, недостатки теплоизоляции и некачественный ремонт

На черно-белом экране тепловизора самыми светлыми будут отображены теплые зоны. Все холодные объекты будут практически неразличимыми.

На цветном цифровом дисплее участки, которые сильнее других излучают тепло, засветятся красным цветом. По уменьшению интенсивности излучения спектр будет сдвигаться в сторону фиолетового. Черным цветом на термограмме будут отмечены наиболее холодные зоны.

Для обработки полученных тепловизором результатов достаточно подключить прибор к персональному компьютеру. Это позволит перенастроить цветовую палитру на термограмме так, чтобы необходимый диапазон температур был заметен лучше всего.

Современные многофункциональные устройства оснащены специальной матрицей-детектором, которая состоит из огромного количества совсем миниатюрных чувствительных элементов.

Инфракрасное излучение, зафиксированное объективом тепловизора, будет проектироваться на этой матрице. Такие ИК-камеры способны обнаружить температурный контраст, равный показателям 0,05-0,1 ºC.

Большинство моделей тепловизоров оснащены жидкокристаллическим контрольным дисплеем для отображения информации. Однако качество экрана не всегда свидетельствует о высоком уровне инфракрасного оборудования в целом.

Основным параметром является мощность микропроцессора, задействованного для кодирования полученных данных. Скорость обработки информации играет главную роль, поскольку сделанные без штатива снимки могут оказаться размытыми.

Функционирование тепловизионных устройств базируется на фиксации температурной разницы общего фона и объекта, и преобразовании полученных данных в графическое изображение, видимое человеческим глазом

Еще один важный параметр – разрешение матрицы. Устройства с большим количеством чувствительных элементов дают более качественные двухмерные изображения, чем тепловизионные приборы с меньшим разрешением матрицы-детектора.

Такая разница объясняется тем, что на одну чувствительную ячейку приходится меньшая площадь поверхности исследуемого объекта. В графических изображениях с большим разрешением оптические шумы почти незаметны.

Устройство и характеристики

Конструкция большинства тепловизоров ограничивается наличием следующих элементов:

• Корпус с элементами управления, например, кнопками.

• Объектив с защитной крышкой и органом фокусировки изображения.

Последний, в большинстве случаев, имеет вид поворотного кольца, как на фотоаппаратах.

• Датчик (матрица).

• Дисплей.

• Электронная система и программное обеспечение.

• Встроенная память.

• Система охлаждения матрицы (для моделей с высокой чувствительностью).

Основные характеристики прибора:

• Угол и дальность обзора.

• Параметры матрицы: разрешение, порог температуры, погрешность, четкость изображения.

• Функциональность: наличие подсветки, лазерный указатель, возможность цифрового масштабирования, наличие и объем встроенной памяти для хранения результатов измерений, возможность переноса данных на ПК.

К тепловизионному оборудованию применяются следующие государственные стандарты:

• ГОСТ Р 8.619–2006 – методика проверки приборов.

• ГОСТ 53466-2009 – технические требования к медицинским тепловизорам.

Материал

Корпус большинства моделей тепловизоров изготавливается из ударопрочного пластика с резиновыми накладками для удобства удержания, является либо влагозащищенным, либо полностью водонепроницаемым.

Дешевые модели, как правило, вовсе не имеют серьезной защиты от негативного воздействия окружающей среды.

Объективы в большинстве случаев изготавливают из германия с тонкопленочным покрытием, оптимизирующим пропускание света.

Линзы из этого материала работаю в диапазонах длин волн 3 – 5 и 8 – 14 микрон.

Оптическое стекло не используется по причине его неспособности пропускать инфракрасное излучение в требуемом диапазоне.

Однако, при работе с прибором следует учитывать, что повышение температуры влияет на прозрачность германия.

Если повысить температуру до 100°, этот показатель упадет вдвое от изначального.

Размеры и вес

Габариты и вес тепловизоров зависят от их типа, количества дополнительного функционала и оборудования, а также размеров матрицы и наличия системы охлаждения.

Так размеры простеньких переносных моделей сравнимы с фотоаппаратом, их вес начинается от 500 – 600 г до 2 кг.

Класс защиты тепловизоров

Практически все тепловизоры имеют защищенный от воздействия негативных факторов корпус, степень защиты которого определяется международным стандартом с буквами IP и двумя цифрами.

Первая цифра (от 0 до 6) указывает на защиту от посторонних предметов, а вторая (от 0 до 9) – на устойчивость к воздействию воды.

Например, тепловизор с классом IP67 полностью защищен от проникновения пыли и сохраняет работоспособность даже после кратковременного погружения в воду на глубину до 1 метра.

Разрешающая способность

Важность разрешающей способности инфракрасного датчика кроется в степени детализации изображения:

• Базового уровня: до 160х120 пикселов.

• Профессиональные: 160х120 – 640х480 пикселов.

• Экспертного класса – более 640х480 пикселов.

Калибровка, поверка и погрешность

Измерительный тепловизор, согласно стандартам, принятым в метрологии, проверяется на работоспособность не реже, чем раз в год.

Поверка подразумевает под собой следующие действия:

• Осмотр корпуса прибора, его опробование и проверка во всех режимах работы.

• Замер углового разрешения.

• Проверка диапазона измеряемых температур.

• Определение максимальной температурной чувствительности и неравномерности чувствительности по полю.

• Определение сходимости результатов.

Измерительные тепловизоры должны подвергаться периодической калибровке.

Современные модели оснащаются специальной шторкой, которая надвигается на матрицу.

По ее известной температуре и производится калибровка.

Современные матрицы выполняются в виде терморезисторов, имеют высокое разрешение (вплоть до сотых градуса).

В технических характеристиках измерительных моделей обязательно указывается погрешность (точность), которая, как правило, находится в пределах 2% или 2°.

ADA TEMPROVISION А00519

Основные характеристики:

• Разрешение матрицы — 60*60
• Рабочая температура — -5+40°С
• Диапазон измерений — от -20 до +300
• Автоматическое распознавание горячих и холодных точек — есть
• Телеобъектив — нет

Матрица и визуализация. Тепловизор оснащен матрицей 60х60 рх, которая считывает картинку с углом обзора 20х20º. Этого достаточно, чтобы обследовать объекты с расстояния 5-10 м. На мониторе действует выраженная градация серого, которая лучше детализирует цветные участки. Спектральный диапазон 8-14 мкм дает тепловизору широкие возможности по выделению локаций разными оттенками, поэтому оператору проще различать места с иной температурой.

Пример работы ADA TEMPROVISION А00519.

Функционал. Тепловизор способен автоматически фиксировать самые холодные и горячие места в здании, чтобы оператор быстрее ориентировался в ситуации. Действует прибор при температуре от -5 градусов, поэтому подходит для применения зимой на улице или в холодильных камерах для поиска утечек. Диапазон засекаемых температур составляет от -20 до +300º С тоже содействует применению как в аудите электроники, так и морозильного оборудования.

Управление. Шкала изменения температуры расположена снизу, а не сбоку, как у большинства конкурентов. Это позволило создать более узкий экран, поэтому модель тоньше аналогов. Управление осуществляется четырьмя стрелками по меню и пусковой клавишей, что выглядит очень просто.

Плюсы ADA TEMPROVISION А00519

1. Малый вес 310 г.
2. Автоматическое отключение для экономии заряда через 12 минут бездействия.
3. Узкий угол обзора 20х20º разрешает отходить от объекта на расстояние до 10 м.
4. Выраженная градация серого цвета для лучшей различимости картинки.

Минусы ADA TEMPROVISION А00519

1. Отсутствует ручная фокусировка.
2. Погрешность 2º С.