Как выбрать тепловизор?

30.03.2016

Тепловизор— устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Распределение температуры отображается на дисплее (или в памяти) тепловизора как цветовое поле, где определённой температуре соответствует определённый цвет. Как правило, на дисплее отображается диапазон температуры видимой в объектив поверхности.1

 

История создания.

Первым тепловизором, появившимся в конце 20-х годов, был Эвапорограф, принцип действия которого основан на визуализации фазового рельефа масляной пленки, образующейся на поверхности мембраны при проекции на противоположную сторону этой мембраны теплового изображения. Эвапорогафы имели низкую пороговую чувствительность, большую инерционность и давали изображение с очень малым контрастом. В 40-е годы наметились две тенденции в развитии тепловизионных приборов. К первой группе приборов относятся тепловизоры, в которых для преобразования оптического сигнала ИК-диапазона в электрический сигнал используется принцип оптико-механического сканирования (ОМС), а ко второй группе приборов – тепловизоры с электронным сканированием. В тепловизорах первого типа используются одноэлементные или многоэлементные ИК приемники излучения (ПИ) мгновенного действия, а в тепловизорах второго типа в качестве ПИ используются ИК видиконы, пириконы, а сейчас уже и матричные приемники излучения, так называемые фокальные матрицы, работающие в режиме накопления зарядов и основанные на различных физических принципах.

Современные тепловизорные системы начали свое развитие в 60-е годы прошлого столетия, в качестве одноэлементных приемников, изображение в которых строилось посредством точечного смещения оптической апертуры. Такие устройства были крайне непроизводительны и позволяли наблюдать за происходящими в объекте температурными изменениями с очень низкой скоростью. С развитием полупроводниковой техники и появлением фотодиодных ячеек ПЗС, позволяющих хранить принятый световой сигнал, стало возможным создание современных тепловизоров на основе матрицы ПЗС датчиков, сигналы с которых, если говорить упрощённо, расшифровываются дешифратором, обрабатываются в центральном процессоре устройства, выстраиваясь в определенную последовательность, которая затем проецируется на ЖК матрицу в виде распределения температур, обозначенных различными цветами видимой части спектра. Данный принцип построения изображений позволил создать портативные устройства, с высокой скоростью обработки информации, которые позволяют вести контроль за изменением температур в режиме реального времени. Большинство используемых в настоящее время тепловизоров построены по принципу оптико-механического сканирования (ОМС). Наиболее перспективным направлением развития современных тепловизоров является применение технологии неохлаждаемых болометров, основанной на сверхточном определении изменения сопротивления тонких пластинок, под действием теплового излучения всего спектрального диапазона.

 

Сферы применения тепловизоров:

  • охота, обнаружение дичи и поиск подранков;
  • охрана и контроль территории, выявление и регистрация нарушений;
  • использование в военной индустрии;
  • поисково-спасательные операции;
  • выявление утечек тепла при строительстве и эксплуатации зданий.
    Использование тепловизоров в строительстве и эксплуатации зданий позволяет осуществлять тепловизионный контроль качества изоляции и герметичности здания, выявить наличие скрытых дефектов строительства – трещины, участки повышенного содержания влаги и провести испытания ограждающих конструкций зданий: наружных стен, покрытий, чердачных перекрытий, перекрытий над проездами, холодными подпольями и подвалами, ворот и дверей в наружных стенах, а также оконных и балконных дверных блоков и других ограждающих конструкций, разделяющих помещения с различными температурными условиями.
  • дистанционное измерение температуры;
  • ориентирование и вождение транспортных средств в условиях плохой видимости;
  • промышленные нужды, диагностика электрооборудования и производственных процессов в металлургии и энергетике.

Тепловизионный контроль электрооборудования позволяет выявить экстремальный перегрев такого важного оборудования как: электрогенераторов; воздушных линий электропередач; электрических кабелей, их соединений и изоляции; измерительных и силовых трансформаторов и автотрансформаторов; вентильных разрядников и ограничителей перенапряжений и т.п.

Не маловажную роль тепловизоры играют и при обследование теплотехнического оборудования на предмет выявления следующих видов дефектов:

  • дефекты ствола труб (трещины, негерметичные швы бетонирования, участки пористого бетона);
  • трассировка теплотрасс, уточнение мест и размеров компенсаторов;
  • дефекты теплоизоляции в подземных трубопроводах (разрушение, намокание);
  • дефекты теплоизоляции между футеровкой и стволом трубы;
  • дефекты несущих конструкций в газоходах котлов;
  • выявление мест прорыва трубопровода и т.п.

 

На что обратить внимание при выборе тепловизора?

  • Наиболее важным параметром тепловизора является его термочувствительность (NETD), или погрешность при измерении температуры в двух соседних точках. Чем меньше термочувствительность, тем более качественное ИК изображение выводит тепловизор.
  • Размеры ИК детектора-второй по важности параметр любого тепловизора. Размеры ИК детектора (матрицы тепловизора) позволяют получить достаточно подробную тепловую “фотографию” объекта. Чем больше размеры матрицы, тем качественнее инфракрасные “фотографии”, тем проще установить температурные аномалии и выявить причину их образования.
  • Третий параметр – это диапазон измеряемых температур. Диапазон измеряемых температур четко ограничивает область применения тепловизоров.
  • Следующий параметр, на что следует обратить внимание-это режим отображения информации на экране.
    Выделяют следующие типы режимов:
    Полный ИК - это полноэкранное инфракрасное изображение для выявления мелких деталей в ИК диапазоне.
    Режим «Кадр в кадре»- позволяет создавать «окно» с ИК изображением, окруженное фотографическим изображением, что облегчает идентификацию проблемного участка на фоне окружающих объектов.
    Автоматическое слияние - это слитное отображение видимого и инфракрасного изображений в виде одного изображения, удобного для просмотра.
    Режим ИК/Цветовая сигнализация - отображает на ИК изображении только области с температурой выше, ниже или между установленными пользователем пределами, отображая остальные участки в видимом диапазоне.
    Полностью видимый - это цифровой фотоснимок, который можно получить с помощью обычной цифровой фотокамеры.

 

Функциональное оснащение.

Функциональное оснащение, а также комплектация прибора позволяют расширить область применения тепловизора.

Тепловизоры могут быть оснащены такими функциями, как:

  • измерение влажности на поверхности;
  • наложение ИК изображения на видимое изображение;
  • функция изотермы (отображение одним цветом заданного температурного диапазона, например 40...50°С) и другими;
  • запись видео в ИК изображении или высокая частота обновления кадров (свыше 40 Гц);
  • технология IR-Fusion,( позволяющая выполнить одновременную съемку объекта в инфракрасном и видимом диапазонах с совпадением изображений с точностью до одного пикселя, а также оптимизация полученного изображения в нескольких режимах просмотра, как прямо на камере, так и с помощью компьютерной программы);
  • отображение на изображениях точки лазерного устройства наводки.

Очень часто дорогие модели тепловизоров комплектуются объективами с возможностью приближения объекта 2...6х.

Таким образом, приобретая тепловизор, необходимо обращать внимание на следующие критерии:

  • термочувствительность (NETD);
  • размеры ИК детектора или матрицы;
  • диапазон измерения температур;
  • режимы отображения информации;
  • функциональное оснащение прибора.

 

______________
1 http://ru.wikipedia.org

Вернуться в Статьи