Тепловізор що це? Його призначення, характеристики, види і вибір.

Для контролю розподілу температури поверхні різних об’єктів використовують спеціальний пристрій – тепловізор.

Ці прилади обладнані екраном, на якому відображається досліджувана поверхня, розфарбована в різні кольори.

Кожен з них відповідає певній температурі.

Тепловізор використовують для вирішення задач широкого спектру, в деяких випадках цей вимірювальний інструмент є незамінним.

Призначення тепловізора і принцип дії

Сфери застосування тепловізорів дуже великі:

• Медицина.

Прилад використовується для діагностики різних захворювань, в тому числі при пошуку злоякісних пухлин, у нейрохірургії.

• Ветеринарний контроль.

• Машинобудування і металургія – застосовується для контролю протікання складних термічних процесів.

• ЖКГ – контроль стану житлових приміщень, при пошуку пошкоджень водопроводу, для оцінки ступеня зношеності будівель.

• Будівництво – для пошуку витоків тепла в будинках, оцінки ступеня прогріву елементів систем опалення.

• МНС – для пошуку постраждалих.

Рятувальні служби часто вдаються до допомоги тепловізора, коли потрібно знайти людей або тварин в місцях аварії будівель і при виникненні подібних ситуацій.

Також прилад допомагає пожежним при пошуку вогнища загоряння, місцезнаходження відкритого вогню.

• Військова справа.

Використовуються для ідентифікації противника в умовах недостатньої видимості.

Вдосконалені варіанти тепловізорів вбудовуються в системи наведення.

Принцип роботи тепловізора заснований на прийомі інфрачервоного спектра випромінювання, що виходить від будь-якого нагрітого об’єкта.

Випромінювання вловлюється оптичною системою приладу, після чого фокусується на приймачі, конвертуються візуальний аналоговий сигнал в електричний.

Як правило, він виражається у вигляді зміни напруги або опору в ланцюзі приймача.

Далі сигнал перетворюється електронікою в зображення, яке виводиться на дисплей у вигляді спектрозональной картинки.

Іншими словами, людське око отримує можливість побачити інфрачервоне випромінювання, яке він не здатний сприймати при нормальних умовах.

Сама ж спектрозональних картинка – кольорове зображення об’єкта, яке дозволяє оцінити розподіл температури по його частинах.

В цьому випадку темні кольори, наприклад, синій, свідчать про низьку температуру, а яскраві, на кшталт червоного або жовтого, відповідає високим.

Пристрій і характеристики

Конструкція більшості тепловізорів обмежується наявністю наступних елементів:

• Корпус з елементами управління, наприклад, кнопками.

• Об’єктив із захисною кришкою і органом фокусування зображення.

Останній, в більшості випадків, має вигляд поворотного кільця, як на фотоапаратах.

• Датчик (матриця).

• Дисплей.

• Електронна система і програмне забезпечення.

• Вбудована пам’ять.

• Система охолодження матриці (для моделей з високою чутливістю).

Основні характеристики приладу:

• Кут і дальність огляду.

• Параметри матриці: дозвіл, поріг температури, похибка, чіткість зображення.

• Функціональність: наявність підсвічування, лазерний покажчик, можливість цифрового масштабування, наявність і обсяг вбудованої пам’яті для зберігання результатів вимірювань, можливість перенесення даних на ПК.

До тепловізійного обладнання застосовуються такі державні стандарти:

• ГОСТ Р 8.619-2006 – методика перевірки приладів.

• ГОСТ 53466-2009 – технічні вимоги до медичних тепловізора.

матеріал

Корпус більшості моделей тепловізорів виготовляється з ударостійкого пластику з гумовими накладками для зручності утримання, є або вологозахищеним, або повністю водонепроникним.

Дешеві моделі, як правило, зовсім не мають серйозного захисту від негативного впливу навколишнього середовища.

Об’єктиви в більшості випадків виготовляють з германію з тонкоплівкових покриттям, оптимизирующим пропускання світла.

Лінзи з цього матеріалу працюю в діапазонах довжин хвиль 3 – 5 і 8 – 14 мікрон.

Оптичне скло не використовується через його нездатності пропускати інфрачервоне випромінювання в необхідному діапазоні.

Однак, при роботі з приладом слід враховувати, що підвищення температури впливає на прозорість германію.

Якщо підвищити температуру до 100 °, цей показник впаде вдвічі від початкового.

Розміри і вага

Габарити і вага тепловізорів залежать від їх типу, кількості додаткового функціоналу та обладнання, а також розмірів матриці і наявності системи охолодження.

Так розміри простеньких переносних моделей можна порівняти з фотоапаратом, їх вага починається від 500 – 600 г до 2 кг.

Клас захисту тепловізорів

Практично всі тепловізори мають захищений від впливу негативних факторів корпус, ступінь захисту якого визначається міжнародним стандартом з буквами IP і двома цифрами.

Перша цифра (від 0 до 6) вказує на захист від сторонніх предметів, а друга (від 0 до 9) – на стійкість до впливу води.

Наприклад, тепловізор з класом IP67 повністю захищений від проникнення пилу і зберігає працездатність навіть після короткочасного занурення в воду на глибину до 1 метра.

Роздільна здатність

Важливість роздільної здатності інфрачервоного датчика криється в ступеня деталізації зображення:

• Базового рівня: до 160х120 пікселів.

• Професійні: 160х120 – 640х480 пікселів.

• Експертної класу – більш 640х480 пікселів.

Калібрування, повірка і похибка

Вимірювальний тепловізор, згідно зі стандартами, прийнятими в метрології, перевіряється на працездатність не менше, ніж раз на рік.

Півроку на увазі під собою такі дії:

• Огляд корпусу приладу, його випробування і перевірка у всіх режимах роботи.

• Замір кутового дозволу.

• Перевірка діапазону вимірюваних температур.

• Визначення максимальної температурної чутливості і нерівномірності чутливості по полю.

• Визначення збіжності результатів.

Вимірювальні тепловізори підлягають періодичній калібрування.

Сучасні моделі оснащуються спеціальною шторкою, яка насувається на матрицю.

За її відомою температурі і проводиться калібрування.

Сучасні матриці виконуються у вигляді терморезисторов, мають високу роздільну здатність (аж до сотих градуса).

У технічних характеристиках вимірювальних моделей обов’язково вказується похибка (точність), яка, як правило, знаходиться в межах 2% або 2 °.

Види тепловізорів і ціна

Прилади класифікуються за функціями, які вони виконують:

• Наглядова тепловізор – створює на екрані картинку теплового випромінювання, перетвореного в видимий світловий спектр.

• Вимірювальний тепловізор – працює, як і наглядова тип приладу, але додатково точкам світлового сигналу привласнює температурні значення.

Іншими словами, дозволяє оцінити температурний розподіл на ділянці дослідження.

• Візуальний пірометр – окрема група приладів, які дозволяють візуально виявити зони, де температура відхилена в будь-яку сторону від нормальної.

За типом виконання прилад може бути:

• Переносний тепловізор- компактні моделі, корпус яких оснащений ручкою для зручного утримання.

• Стаціонарний тепловізор – має кілька великі габарити, ніж попередній варіант.

Або оснащується кріпленнями для установки на різні конструкції, або сам є частиною будь-якого оптичного приладу.

За призначенням тепловізор буває:

• Будівельний – використовується для пошуку теплових втрат будівель.

Їх вимірювальний діапазон – до 350 ° С.

Вартість починається від 50 тис. Гривень.

• Мисливський.

Популярний також серед охоронних агентств.

Найчастіше має вбудований далекомір.

Являє собою ручний, або нашлемний монокуляр для спостереження.

Найпростіша баньки для мисливця стоїть в районі 40 тис. Гривень.

Серед різновидів можна вибрати тепловізійні приціли і біноклі, ціна яких перевищує 200 тис. Гривень.

• Промисловий.

Відноситься до найточнішим тепловізіонним приладів.

Використовується переважно на масштабних підприємствах для контролю температурного режиму технологічного обладнання.

Оснащуються ІК-датчиками з високою чутливістю і кольоровими великими дисплеями.

Їх температурний діапазон – вищий.

Існують високотемпературні прилади, де цей показник перевищує 1000 ° С.

Вартість якісних моделей більш 1 млн. Гривень.

• Військовий – використовується для виявлення ворожих військ і техніки в умовах недостатньої видимості.

Варто армійський прилад від 150 тис. Гривень.

• Медичний – застосовується при пошуку захворювань і дефектів в людському тілі, для яких характерне локальна зміна температури, наприклад, пухлин.

Як правило, випускається в стаціонарному виконанні на різних підставках з можливістю прямої передачі зображення на ПК.

Вартість – від 500 тис. Гривень.

• Побутовий.

Застосовується для домашніх потреб в нескладних експлуатаційних умовах.

Вартість – від 20 тис. Гривень.

До побутового також можна віднести так званий міні-тепловізор – дуже компактний прилад, який підключається до смартфону.

Його ще називають мобільний тепловізор.

Він використовує екран і джерело живлення телефону, а також спеціально розроблене ПЗ для виведення температурної картинки непоганої якості.

Лазерний тепловізор – помилкова назва пирометра з лазерним целеуказателем.

На відміну від тепловізійної апаратури, пірометр являє собою прилад для дистанційного (безконтактного) вимірювання температури поверхні тіл.

Іншими словами, на його екрані відображається лише показник температури точки, на яку спрямований вбудований лазер.

Як вибрати тепловізор?

При виборі тепловізора необхідно орієнтуватися на наступні параметри:

• Діапазон вимірюваних температур – для побутових потреб підійде варіант з параметром від 0 ° С до + 350 ° С.

• Дозвіл інфрачервоного-детектора – чим воно вище, тим більш детальною буде картинка.

• Термочутливість – чим нижче цей показник, тим вище точність результатів.

• Умови експлуатації і клас захисту – для побутових і будівельних потреб підійде прилад, здатний працювати при підвищеній вологості до 95% і температурі -20 ° С – + 50 ° С.

• Наявність додаткових функцій – підсвічування, цифрова камера, лазерний цілевказівник, компас, модулі GPS, Bluetooth, Wi-Fi.

• Наявність додаткових об’єктивів.

Ширококутові застосовуються там, де потрібно дослідження протяжного об’єкта, а телескопічні – для отримання чітких зображень на великій відстані.

• Ергономіка і зберігання даних.

Перевага віддається приладів, здатним не тільки зберігати картинку у форматі JPEG, а й відображати інформацію по температурі.

Ще один важливий показник, на який слід звернути увагу – спосіб відображення даних на екрані, який виражається в наступних режимах:

• Full IR – повноекранна інфрачервона картинка.

• Picture-in-Picture – картинка в картинці (звичайна фотографія оточує теплове зображення).

• Alpha Blending – накладення шарів теплової картини і звичайної фотографії.

• IR / Visible Alarm – зображення, як на звичайному фотоапараті, але місця, де температура перевищує межі заданого діапазону, підсвічені певним кольором.

• Full Visible Light – звичайні фотознімки.

Що потрібно знати про тепловізорах?

Слід зазначити, що хороший прилад, який відповідає навіть самим мінімальним вимогам, не може бути дешевим.

При цьому все ж можна заощадити і купити для своїх потреб недорогий китайський тепловізор, вартість якого часто не перевищує 10 – 13 тис. Гривень.

Але треба розуміти, що їх якість виконання і картинки можуть бути вельми сумнівні.

Причина в тому, що ІК – датчик дешевої тепловізійної апаратури нерідко має настільки низький дозвіл, що на виході може вийти розмита різнобарвна картинка.

Всі інші характеристики, як правило, також не відповідають чинним стандартам.

Тому в таких випадках залишається спиратися лише на відгуки тих, хто вже придбав аналогічний прилад.

Виробники тепловізорів

Серед виробників тепловізійних приладів заслужену увагу приділяється наступним:

  • PULSAR,
  • FLUKE,
  • FLIR,
  • ПЕРГАМ,
  • OPGAL,
  • COX,
  • Seek Thermal,
  • TESTO,
  • Torrey Pines Logic,
  • GUIDE.
Ссылка на основную публикацию