Как устроен тепловизор. Тепловизор. Инфракрасная термография. Принцип работы и устройство тепловизора.

Тепловизор своими руками? Легко и просто! Как устроен тепловизор


Тепловизор. Инфракрасная термография. Принцип работы и устройство тепловизора.

Инфракрасная Термография

Инфракрасная  термография – это наука использования электронно - оптических устройств для регистрации и измерения излучения и сопоставления его с температурой поверхностей. Излучение – это передача тепла в виде лучистой энергии (электромагнитных волн) без промежуточной среды, используемой для передачи. Современная инфракрасная  термография использует электронно-оптические устройства для измерения потока излучения и вычисления температуры  поверхности обследуемых конструкций или оборудования.

Люди всегда могли чувствовать инфракрасное излучение. Нервные окончания человеческой кожи могут регистрировать изменения температуры величиной ±0,009°C (0,005°F). Несмотря на свою высокую чувствительность, нервные окончания человека совершенно не подходят для неразрушающего теплового контроля.

Даже если бы люди обладали такой же способностью чувствовать тепло, как животные, которые могут находить теплокровную добычу в темноте, все равно потребовался бы более совершенный инструмент для обнаружения тепла. Поскольку люди имеют физиологические ограничения способности чувствовать тепло, были разработаны сверхчувствительные к тепловому излучению механические и электронные устройства. Эти устройства стали обычными для проведения теплового контроля при решении бесчисленного количества задач.

История развития инфракрасной технологии

Слово «инфракрасный» означает «за красным», что указывает на место, которое занимают эти длины волн в спектре электромагнитного излучения. Термин «термография» происходит от двух корней, которые означают «температурное изображение». Корни термографии уходят к немецкому астроному, сэру Вильяму Гершелю, который в 1800 г. проводил эксперименты с солнечным светом.

Тепловое изображение остаточного тепла, переданного рукой при прикосновении к поверхности окрашенной стены, легко обнаружить с помощью тепловизора.

 

Гершель открыл инфракрасное излучение, когда пропускал солнечный свет через призму, и располагал чувствительный ртутный термометр на различных цветах для измерения температуры. Гершель обнаружил, что при переходе за красный цвет в область, известную как «невидимое тепловое излучение», температура повышалась. «Невидимое тепловое излучение» лежало в области электромагнитного спектра, которая сейчас называется инфракрасным излучением. оно так же является электромагнитным излучением.

Через двадцать лет, немецкий физик Томас Зеебек открыл термоэлектрический эффект. Это привело к открытию итальянским физиком Леопольдо Нобили термобатареи на основе ранних версий термопар, в 1829 г. Это простое контактное устройство основано на следующем явлении. При изменении температуры между двумя разнородными металлами появлялась разность потенциалов. Партнер Нобили, Македонио Меллони, вскоре превратил термобатарею в термостолбик (последовательное расположение термобатарей) и сфокусировал на нем тепловое излучение таким образом, что смог обнаруживать тепло тела с расстояния 9,1 м (30 футов).

В 1880 г., американский астроном Сэмюел Лэнгли использовал болометр для обнаружения тепла тела коровы с расстояния более 300 м (1000 футов). В болометре измеряется не разность потенциалов, а изменение электрического сопротивления, связанное с изменением температуры. Сын сэра Вильяма Гершеля, сэр Джон Гершель, используя устройство, называемое эвапорографом, получил первое инфракрасное изображение в 1840 г. формирование теплового изображения происходило за счет различной скорости испарения тонкой пленки масла, и его можно было увидеть в отраженном свете.

Тепловизор – это устройство, которое получает тепловое изображение в инфракрасной области спектра без прямого контакта с оборудованием. См. рис. 1-1.

Рис. 1-1. Тепловизор – это прибор,  который  получает тепловое изображение в инфракрасной области спектра без непосредственного контакта с оборудованием.

 

Первые модели тепловизоров были построены на фоторезистивных приемниках излучения. С 1916 по 1918 гг. американский изобретатель Теодор Кейс экспериментировал с фотосопротивлениями для получения сигнала не за счет нагрева, а благодаря прямому взаимодействию с фотонами. В результате был получен более быстрый, более чувствительный приемник излучения на основе эффекта фотопроводимости. В течение 1940-1950-х гг. развитие тепловизионной технологии было связано с возрастающим применением для военных целей. Немецкие ученые обнаружили, что при охлаждении фоторезистивного приемника излучения, его характеристики улучшаются.

Тепловизоры для невоенных целей применялись не только до 1960-х гг. Хотя ранние тепловизионные системы были громоздкими, медленными, имели низкую разрешающую способность, их использовали в промышленности для обследования систем передачи и распределения электроэнергии. В 1970-х гг. достижения в области военных применений привели к появлению первых переносных систем, которые можно было использовать для диагностики зданий и неразрушающего контроля.

В 1970-х гг. тепловизионные системы были прочными и надежными, однако качество изображений было низким по сравнению с современными тепловизорами. К началу 1980-х гг., тепловидение широко применялось в медицине, в основных отраслях промышленности, а так же для обследования зданий. Тепловизионные системы калибровались таким образом, чтобы можно было получать полностью радиометрические изображения, чтобы радиометрические температуры можно было измерить по всему изображению. Радиометрическое изображение – это тепловое изображение, содержащее рассчитанные значения температур для всех точек на изображении.

ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ

Первые тепловизоры отображали тепловизионное изображение с помощью черно-белой электронно-лучевой трубки. Запись изображения можно было осуществлять только с помощью фотографии или магнитной ленты.

 

На замену сжатому или сжиженному газу, который использовался для охлаждения тепловизоров, пришли более надежные улучшенные устройства охлаждения. Так же были разработаны и широко применялись менее дорогие тепловизионные системы на основе пировидиконов (пироэлектрических видиконных трубок). Хотя они не были радиометрическими, тепловизионные системы на основе пировидиконов имели небольшой вес, были переносными и работали без охлаждения.

В конце 1980-х гг. военные сделали доступными  для широкого применения матричные приемники излучения (матрицы в фокальной плоскости, FPA). Матрицы в фокальной плоскости состоят из массива (обычно прямоугольного) инфракрасных приемников излучения, расположенных в фокальной плоскости объектива. См. Рис. 1-2.

Рис. 1-2. Матричный приемник излучения (матрица в фокальной плоскости, FPA) – это устройство получения изображения, состоящее из массива (обычно прямоугольного) чувствительных к излучению пикселей, расположенных в фокальной плоскости объектива.

 

Это был значительный прогресс по сравнению со сканирующими приемниками излучения, которые использовались с самого начала. Это привело к повышению качества изображения и пространственного разрешения. Типичные матричные приемники излучения современных тепловизоров имеют размер от 16х16 до 640х480 пикселей. Таким образом, пиксель является самым маленьким отдельным элементом матричного приемника излучения, который может улавливать инфракрасное излучение. Для специальных задач существуют приемники излучения, размер которых превышает 1000х1000 элементов. Первое число представляет собой количество вертикальных колонок, а второе – количество горизонтальных линий, отображаемых на дисплее. Например, матрица размером 160х120 элементов в сумме имеет 19200 пикселей (160 пикселей х 120 пикселей = 19200 пикселей всего).

Развитие технологии матриц в фокальной плоскости, использующих различные типы приемников излучения, далеко шагнуло, начиная с 2000 г. Длинноволновые тепловизоры – это тепловизоры, которые чувствительны к инфракрасному излучению в диапазоне длин волн от 8 до 15 мкм. Микрон (мкм) – это единица измерения длины, равная одной тысячной миллиметра (0,001 м). Средневолновые тепловизоры – это тепловизоры, чувствительные к инфракрасному излучению в диапазоне длин волн от 2,5 мкм до 6 мкм. В настоящее время существуют как длинноволновые, так и средневолновые полностью радиометрические тепловизионные системы, часто с функцией наложения изображений и температурной чувствительностью 0,05 °С (0,09°F) и менее.

За прошедшее десятилетие стоимость таких систем снизилась больше чем в десять раз, а качество значительно повысилось. Кроме того, значительно возросло использование программного обеспечения для обработки изображений. Практически все современные инфракрасные системы используют программное обеспечение для облегчения анализа и подготовки отчетов. отчеты можно быстро создать и отправить в электронном виде через интернет, либо сохранить в одном из широко используемых форматов, таких, как PDF, а так же записать на одном из цифровых устройств хранения данных различных типов.

 

Принципы работы тепловизоров

Полезно иметь общее представление о том, как работают тепловизионные системы, поскольку для термографистов чрезвычайно важно учитывать пределы возможностей оборудования.

Это позволяет более точно выявлять и анализировать возможные проблемы. Тепловизоры предназначены для регистрации инфракрасного излучения, которое испускается объектами. См. Рис. 1-3. Объект обследуется с помощью тепловизора.

Инфракрасное излучение фокусируется с помощью оптики тепловизора на приемнике излучения, который выдает сигнал, обычно в виде изменения напряжения или электрического сопротивления. Полученный сигнал регистрируется электроникой тепловизионной системы. Сигнал, который дает тепловизор, превращается в электронное изображение (термограмму), которое отображается на экране дисплея. Термограмма – это изображение объекта, обработанное электроникой для отображения на дисплее таким образом, что различные градации цвета соответствуют распределению инфракрасного излучения по поверхности объекта. Таким образом, термографист может просто увидеть термограмму, которая соответствует тепловому излучению, приходящему с поверхности объекта.

Рис. 1-3. Объект обследуется с помощью тепловизора. Назначение тепловизора – регистрация инфракрасного излучения, испускаемого объектом

 

Термограмма – это обработанное электроникой изображение на дисплее, где различные градации цвета соответствуют распределению инфракрасного излучения по поверхности объекта.

 

Компоненты тепловизора

Обычный тепловизор имеет несколько общих для всех подобных приборов компонентов, включающих объектив, крышку объектива, дисплей, приемник излучения и обрабатывающую электронику, органы управления, устройства хранения данных, а так же программное обеспечение для обработки данных и создания отчетов. Эти компоненты могут изменяться в зависимости от типа и модели тепловизионной системы. См. Рис. 1-4.

Объективы. Тепловизоры имеют как минимум один объектив. Объектив  тепловизора собирает инфракрасное излучение и фокусирует его на приемнике излучения. Приемник излучения выдает сигнал и создает электронное (тепловое) изображение или термограмму. Объектив тепловизора используется для того, чтобы собрать и сфокусировать приходящее инфракрасное излучение на приемнике излучения. объективы большинства длинноволновых тепловизоров изготовлены из германия. Пропускание объективов улучшается за счет тонкопленочных просветляющих покрытий.

ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ

Из-за постоянной необходимости экономить энергоресурсы, муниципалитеты и правительственные агентства производят авиационную инфракрасную съемку с помощью военных авиационных тепловизионных систем. Такая съемка необходима для того, чтобы общины, жители и коммерческие организации могли получить информацию о тепловых потерях в зданиях.

Рис. 1-4. Обычные тепловизоры имеют несколько  общих компонентов, к которым относятся объектив,  крышка  объектива, дисплей, органы  управления  и ручка с ремешком.

Так же тепловизоры обычно имеют футляр для переноски и хранения прибора, программного обеспечения и другого вспомогательного оборудования для использования в полевых условиях.

Дисплеи. Тепловое изображение отображается на жидкокристаллическом дисплее (ЖКД), расположенном на тепловизоре. Дисплей должен иметь большой размер и высокую яркость, чтобы изображение на нем можно было легко увидеть в различных условиях освещенности в различных местах работы. На дисплее часто отображается дополнительная информация, такая как уровень заряда аккумулятора, дата, время, температура объекта (в °F, °C, или K), видимое изображение и цветовая шкала температур. См. Рис. 1-5.

Рис.  1-5.  Тепловое  изображение отображается на жидкокристаллическом дисплее (ЖКД) тепловизора.

 

Приемник излучения и схемы обработки сигнала. Приемник излучения и схемы обработки сигнала используются для превращения инфракрасного излучения в полезную информацию. Тепловое излучение от объекта фокусируется на приемнике излучение, который обычно изготовлен из полупроводниковых материалов. Тепловое излучение генерирует измеряемый сигнал на выходе приемника излучения. Сигнал обрабатывается электронными схемами внутри тепловизора, чтобы на дисплее прибора появилось тепловое изображение.

Органы управления. С помощью органов управления можно выполнить разнообразные электронные настройки для улучшения теплового изображения на дисплее. В электронном виде изменяются такие настройки, как диапазон температур, тепловой уровень и диапазон, цветовая палитра и настройки слияния изображения. Так же можно установить значение коэффициента излучения и отраженной фоновой температуры. См. Рис. 1-6.

Рис. 1-6. С помощью органов управления можно изменить значение необходимых переменных, таких как диапазон температур, уровень и ширина диапазона, а так же другие настройки.

 

Устройства хранения данных. Электронные цифровые файлы, содержащие тепловые изображения и дополнительные данные, сохраняются на различных типах электронных карт памяти или устройств хранения и передачи данных. Многие инфракрасные тепловизионные системы так же позволяют сохранять дополнительные голосовые и текстовые данные, а так же соответствующее видимое изображение, полученное с помощью встроенной камеры, работающей в видимом спектре.

Программное обеспечение для обработки данных и создания отчетов. Программное обеспечение, которое используется с большинством современных тепловизионных систем, является функциональным и удобным для пользователя. Цифровые тепловые и видимые изображения импортируются на персональный компьютер, где их можно просмотреть с использованием различных цветовых палитр, произвести другие настройки всех радиометрических параметров, а так же воспользоваться функциями анализа. Обработанные изображения можно вставить в шаблоны отчетов и либо отправить на принтер, либо сохранить в электронном виде, или отправить заказчику через интернет.

www.eti.su

Тепловизор своими руками

Содержание:
  1. Принцип работы
  2. Тепловизор своими руками из фотоаппарата
  3. Тепловизор своими руками из смартфона
  4. Тепловизор из видеокамеры своими руками
  5. Тепловизор своими руками из веб-камеры
  6. Видео

Основная функция тепловизора заключается в наблюдении за изменяющимся распределением температуры на какой-либо поверхности. Вся полученная информация отображается на дисплее, как цветовое поле, где каждый цвет соответствует определенному температурному значению. Современные модели тепловизоров могут быть стационарными и переносными. С помощью стационарных устройств контролируются различные технологические процессы, выполняемые на промышленных предприятиях. Переносные тепловизоры применяются в особых условиях, когда скорость и простота использования приобретают решающее значение.

Для работы тепловизоров годятся любые погодные условия. С их помощью составляются термограммы, проверяется качество утепления помещений, определяются наиболее холодные или теплые места в комнатах, источники сквозняков и места скопления воды из-за перепадов температур. Но, несмотря на все положительные качества, очень немногие могут приобрести его в личное пользование по причине довольно высокой стоимости. Поэтому многие умельцы пытаются изготовить тепловизор своими руками из подручных материалов.

Принцип работы тепловизора

Благодаря способности к идентификации тепловых волн, тепловизоры стали популярны во многих областях жизни и деятельности людей. Все неодушевленные предметы, наряду с живыми существами, производят излучение электромагнитных волн в достаточно широком диапазоне частот, в том числе и в инфракрасном спектре. Инфракрасное излучение часто называется тепловым. Степень его интенсивности находится в зависимости от температуры объекта и практически не изменяется при разной степени освещения.

Данное свойство положено в основу работы тепловизора, не только фиксирующего тепловое излучение, выделяемое объектами, но и преобразующего в форму, доступную для визуального восприятия. С этой целью в приборе устанавливается специальный объектив с оптикой из германия. Данный материал применяется для изготовления линз, беспрепятственно пропускающих тепловое излучение. Обычное стекло нельзя использовать, потому что оно задерживает инфракрасные лучи.

Проходя через систему линз, инфракрасные волны задерживаются на специальной матрице. Она выполнена в виде микросхемы, состоящей из светочувствительных диодов, способных изменять сопротивление в зависимости от интенсивности воздействия на них инфракрасных лучей. Современные технологии позволяют создать матрицу компактной, с низкой энергоемкостью. Для улучшения качества изображения предусмотрено ее охлаждение с помощью программных и аппаратных средств.

Токовые посылки, прошедшие через матрицу, считываются процессором и преобразуются в видеосигнал, который выводится на внешний монитор или дисплей тепловизора. Разница температур объекта и окружающей среды дают вполне четкий контур изображения. Каждая волна в зависимости от температуры, отображается с помощью разных цветов. Для более удобного пользования прибором в некоторых моделях поверх кадра выводится шкала, отображающая соответствие разных точек изображения, значениям абсолютной температуры объекта. Дополнительно могут отображаться минимальные и максимальные значения температур.

Современные приборы обладают точностью вычислений в пределах 0,05 градуса, что дает возможность получить наиболее реалистичную картинку. Чаще всего настройка тепловизора выполняется на тепловые волны длиной 3-5,5 мкм. Это дает возможность снизить до минимума влияние на чувствительность прибора таких природных явлений, как дождь, снег, туман и дым.

Тепловизор своими руками из фотоаппарата

Одним из вариантов является самостоятельное изготовление тепловизора на базе фотоаппарата, в состав которого входит матрица со структурой, как и у настоящего прибора.

Изначально каждый фотоаппарат настраивается таким образом, чтобы человек получал изображения в натуральном виде. С этой целью устанавливается специальный фильтр, отражающий или поглощающий инфракрасные лучи. В результате, кривая чувствительности матрицы становится идентичной кривой человеческого глаза. Для того чтобы фотоаппарат стал выполнять функции тепловизора, из него нужно удалить фильтр инфракрасного излучения. Иногда вместо него устанавливается фильтр видимого спектра, не имеющий большого значения и не влияющий на качество изображения. Таким же образом можно изготовить тепловизор для охоты своими руками.

Готовый тепловизор может применяться в домашних условиях. С его помощью легко обнаружить места проникновения в помещение холодного воздуха, ликвидировать сквозняки и утечку тепла.

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 +3300С.

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.

Тепловизор из видеокамеры своими руками

Одним из способов самостоятельного изготовления тепловизора является вариант с использованием видеокамеры. Для этого нужно заранее подготовить все необходимые материалы . Следует запастись обычным инфракрасным термометром, комплектом светодиодов RGB, платой Arduino и самой видеокамерой.

Решение задачи, как сделать тепловизор своими руками достаточно простое, за исключением особенностей программирования платы. В самом начале выполняется подключение инфракрасного термометра к плате Arduino. Данный элемент позволяет определить температуру объекта в какой-либо конкретной точке. Сама плата выполняет промежуточную функцию. К ней подключаются заранее приготовленные светодиоды. Затем всю систему нужно запрограммировать таким образом, чтобы показания термометра совпадали с определенным цветом, который будут производить светодиоды. Если выполнить настройку в соответствии с общепринятыми стандартами, то высокой температуре будет соответствовать красный цвет, а более низким температурным показателям – синий.

Работоспособность всей конструкции проверяется путем направления на стену луча инфракрасного термометра. При этом светодиоды должны загореться установленными цветами. Однако такая проверка будет неполной в связи с отсутствием дисплея. Эта проблема легко решается с помощью обычной видеокамеры, настроенной на замедленную съемку. Снимки производятся через каждые 2-3 секунды, фиксируя освещение, исходящее от светодиодов. На дисплее отображаются соответствующие цветные пятна.

Тепловизор своими руками из веб-камеры

Одним из вариантов такой сборки является использование рабочей веб-камеры и датчика температуры MLX90614, предназначенного для сканирования объекта. Его единственным недостатком считается очень низкая скорость сканирования. Однако на фоне существенной экономии денежных средств, эта проблема не имеет решающего значения.

Дополнительно понадобятся: плата Arduino, два сервопривода с корпусами, штатив, резисторы на 4,7 кОм – 2 шт., лазерная указка. Источником исходного изображения служит веб-камера, она же выполняет функции видоискателя.

С помощью двух сервоприводов осуществляется движение в горизонтальном и вертикальном направлениях. Нижний горизонтальный привод закрепляется на штативе, сюда же устанавливается лазерная указка. На вертикальный сервопривод прикрепляется веб-камера и датчик температуры. Датчики Arduino подключаются по специальной схеме. Далее, когда тепловизор из камеры своими руками полностью собран, вся конструкция помещается в общий корпус и закрепляется на штативе. После этого можно начинать сканирование выбранной области. При этом лазерная указка выполняет функцию целеуказателя во время проведения съемки.

Самодельный сканирующий тепловизор из ик-датчика

electric-220.ru

Тепловизоры. Виды и работа. Устройство и применение. Особенности

Тепловизоры это устройства, с помощью которых можно контролировать распределение температуры измеряемой поверхности. Эта поверхность изображается на экране прибора в виде цветового поля. На этом поле определенный цвет соответствует некоторой температуре. На экране отображается интервал видимой температуры. Стандартное разрешение тепловизоров последних моделей составляет 0,1 градус.

В недорогих устройствах информация сохраняется в памяти прибора и при необходимости считывается через компьютер. Чаще всего такие приборы используют совместно с ноутбуком и специальной программой, принимающей информацию с тепловизора.

Впервые тепловизоры появились еще в 30-х годах прошлого века. Современные системы тепловизоров стали развиваться только в 60-х годах. Приемники теплового излучения были с одним элементом. Изображение в приемниках осуществлялось с помощью точечного смещения оптики. Такие приборы имели низкую производительность и давали возможность для наблюдения за изменениями температуры с малым быстродействием.

С развитием технического прогресса появились фотодиодные ячейки, способные хранить сигнал света. Стало возможным проектирования новых тепловизоров на базе матриц датчиков. С этих матриц сигналы поступают на дешифратор, далее на обработку в главный процессор прибора.

В определенной последовательности сигналы проецируются на матрицу с распределением температур с разными обозначенными цветами. Такой принцип дал возможность получить портативные автономные устройства, способные оперативно обрабатывать данные, позволяющие контролировать изменение температуры в реальном времени.

Перспективной разработкой новых тепловизоров стало использование неохлаждаемых болометров. Этот принцип основан на повышенной точности вычисления изменения сопротивления тонких пластин под воздействием излучения тепла всего спектра. Эта технология популярна во многих странах при производстве новых тепловизоров, к которым предъявляются высокие требования безопасности и мобильности. В нашей стране изготовление автономных тепловизоров с неохлаждаемыми болометрами начато в 2007 году.

Работа и конструктивные особенности

Излучение инфракрасного цвета фокусируется оптической системой тепловизора на приемнике, который подает сигнал в форме изменения сопротивления или напряжения.Электроника регистрирует полученный сигнал от системы тепловидения. В результате сигнал преобразуется в электронную термограмму. Она изображается на дисплее.

Термограммой называется изображение объекта, которое прошло обработку электронной системой для отображения ее на экране с различными цветовыми оттенками, соответствующими распределению инфракрасных лучей по площади объекта. В результате оператор видит термограмму, соответствующую излучению тепла, приходящего от исследуемого объекта.

Чувствительность детектора к излучению тепла зависит от его собственной температуры, и качества охлаждения. Поэтому детектор располагают в специальное охлаждающее устройство. Наиболее популярный вид охлаждения – это жидкий азот. Однако этот метод неудобный и довольно примитивный.

Другим видом охлаждения стали элементы Пельтье. Это полупроводники, способные обеспечить перепад температур при прохождении по ним электрического тока, и действующие по принципу теплового насоса. Чувствительность датчика тепловизора создается с помощью чувствительных полупроводников, выполненных из ртуть-кадмий-теллура, антимонида индия и других материалов.

Части и элементы тепловизора

Стоимость тепловизора довольно высока. Основными его элементами являются объектив и матрица (приемник излучения), которые составляют 90% стоимости всего прибора. Такие матрицы сложны в изготовлении. Объектив невозможно выполнить из стекла, так как стекло не пропускает инфракрасные лучи. Поэтом для объективов используют дорогие редкие материалы (германий). В настоящее время ведутся поиски других недорогих материалов.

Другими составными частями прибора являются:

1 — Крышка объектива2 — Дисплей3 — Управление4 — Ручка с ремнем5 — Тепловизор6 — Пуск7 — Объектив8* — Электронная система9* — Память для хранения информации10* — Программное обеспечение

Объективы

В тепловизоре в обязательном порядке имеется хотя бы один объектив, который способен фокусировать излучение инфракрасных волн на приемнике излучения. Далее приемник подает электрический сигнал и образует тепловое (электронное) отображение, которое называется термограммой.

Чаще всего объективы изготавливают из германия. Чтобы оптимизировать пропускание света объективами, применяют просветляющие тонкопленочные покрытия. В комплект тепловизора обычно входит чехол для хранения и переноски устройства, другого дополнительного оборудования для применения прибора в полевых условиях.

Дисплеи

Отображение картины теплового излучения осуществляется на жидкокристаллическом экране (дисплее). Он должен иметь хорошую яркость и достаточный размер для легкого обзора изображения при различных условиях освещения, в полевых условиях. На экране обычно имеется вспомогательная информация. К ней относится цветовая шкала температур, время, дата, заряд батареи, температура объекта и другая полезная информация.

Схема обработки сигнала и приемник излучения применяются для модификации излучения инфракрасного света в необходимую полезную информацию. Фокусировка теплового излучения объекта осуществляется на специальный приемник. Он изготовлен из полупроводников. Тепловое излучение создает электрический сигнал на приемнике. Далее сигнал поступает на электронную схему, расположенную внутри прибора, после обработки сигнала электроникой, на экране возникает тепловое изображение.

Органы управления

С помощью этих элементов производятся различные настройки электронной системы для оптимизации изображения теплового излучения на дисплее. Такие настройки в электронном виде могут изменить цветовую гамму и слияние изображений, интервал теплового уровня. Также регулируется отраженная фоновая температура и коэффициент излучения.

Хранилище данных

Цифровые электронные данные, которые содержат изображения тепла и вспомогательные данные, могут сохраняться на электронных картах памяти различного типа, либо на устройствах передачи и хранения информации.

Большинство тепловизионных инфракрасных систем способны сохранять вспомогательные текстовые и голосовые данные, а также снимок изображения, которые получены при помощи внутренней встроенной камеры, работающей в спектре видимости человеком.

Создание отчета и программное обеспечение

Программное обеспечение, применяемое с многими современными системами тепловидение, является удобным и функциональным для оператора. Тепловые цифровые и видимые изображения копируются на компьютер или ноутбук. Там эту информацию можно проанализировать с применением разных цветовых палитр, осуществить другие регулировки радиометрических данных.

Также есть возможность применить встроенные опции проведения анализа. Обработанные картинки можно включить в образцы отчетов или отпечатать на принтере. Изображения также можно по интернету отправить заказчику, либо сохранить на компьютере в электронном виде.

Классификация

Тепловизоры делятся на несколько видов по различным признакам.

Наблюдательные преобразуют инфракрасные лучи в видимый для глаза свет по специальной цветовой шкале.

Измерительные способны определять температуру исследуемого объекта путем присвоения величине цифрового сигнала пикселей определенную соответствующую температуру. В итоге образуется изображение распределения температур.

Стационарные приборы служат для использования на предприятиях промышленности, где осуществляется контроль над соблюдением технологических процессов в интервале -40 +2000 градусов. Такие устройства оснащаются азотным охлаждением, чтобы создать нормальные условия для работы приемной аппаратуры. Такие системы состоят из тепловизоров 3-го поколения, выполненных на полупроводниковых матрицах фотоприемников.

Переносные устройства тепловидения разработаны на основе неохлаждаемых кремниевых микроболометров. Вследствие чего появилась возможность отказаться от применения громоздкой и дорогой аппаратуры охлаждения. Такие приборы имеют все преимущества стационарных моделей. При этом их можно использовать в труднодоступных местах. Многие переносные тепловизоры можно подключать к компьютеру для обработки информации.

Часто приборы ночного видения путают с тепловизорами. Однако между ними большая разница. Устройство ночного видения может работать при малой освещенности, так как усиливает свет. Часто попавший в объектив свет ослепляет человека. Для тепловизора не нужен свет, так как его принцип действия основан на тепловых инфракрасных лучах.

Сфера применения тепловизоров

Тепловизоры используются в различных сферах нашей жизни. Так, например эти устройства используются в охране объектов и военной разведке. Ночью человека можно через этот прибор заметить в полной темноте на удалении до 300 метров, а военную технику видно до 3 км.

В настоящее время существуют видеокамеры микроволнового рабочего диапазона с выходом изображения на компьютер. Чувствительность такой камеры несколько сотых долей градуса. Следовательно, если вы взялись за ручку двери ночью, то тепловой отпечаток после этого будет видно около 30 минут.

Большую перспективу имеют тепловизоры в определении дефектов в разных установках. Это имеет место в случае повышения или понижения температуры определенного места механизма, или устройства. Иногда определенные дефекты выявляются только тепловизором. На опорных тяжелых конструкциях (мостах) при усталостном старении металла, возникающих деформациях в некоторых местах выделяется больше тепла, чем положено. Поэтому есть возможность диагностики дефектов без разборки объекта.

В результате можно сказать, что тепловизоры применяются в качестве оперативного контролера безопасности объектов.

Широкое применение тепловизоры нашли в медицине в качестве диагностики патологии различных заболеваний. У здорового пациента температура тела распределена симметрично от средней линии всего тела. Если эта симметрия нарушается, то это является критерием диагностики заболеваний тепловизором.

Термография является современным методом диагностики в медицине. Этот метод основан на обнаружении инфракрасного излучения тела человека в зависимости от его температуры. Интенсивность и распределение излучения тепла в норме определяется своеобразными физиологическими процессами, которые происходят в организме в глубоких и поверхностных органах.

Разные состояния патологии характеризуются несимметричностью распределения температуры тела. Это находит свое отражение на термографической картине. Такой факт имеет важное прогностическое и диагностическое значение. Об этом свидетельствуют многие клинические исследования.

Существуют два главных вида термографии:

  1. Телетермография.
  2. Контактная холестерическая термография.

Телетермография действует на модифицировании инфракрасных лучей от тела человека в сигнал электрического тока, изображающегося на дисплее тепловизора.

Контактная холестерическая термография работает по принципу оптических свойств жидких кристаллов, проявляющихся изменением цвета в радужные цвета при нанесении их на излучающие поверхности. Более холодным местам соответствует синий цвет, а горячим – красный.

Применение в промышленности
Похожие темы:

 

electrosam.ru

Тепловизор своими руками? Легко и просто!

Тепловизор представляет собой устройство, предназначенное для наблюдения за изменением распределения температуры на той или иной поверхности. Все фиксируемые изменения отображаются на дисплее устройства в виде цветового поля, на котором определенный цвет соответствует некоторому значению температуры.

Прибор, специально предназначенный для наблюдения за распределением температур, имеет большое число плюсов, которые становятся очевидны всем тем, кто хотя бы один раз в жизни сталкивался с использованием тепловизора. Данное устройство моментально улавливает температурные перепады и потому способно четко фиксировать все разницы температур.

Современные тепловизоры подразделяются на стационарные и переносные (или портативные). Первые предназначены для контроля над разнообразными технологическими процессами на промышленных предприятиях, вторые необходимы для каждодневного использования в особых оценочных работах, когда мобильность и простота применения играют очень важную роль.

С помощью тепловизора можно легко вести наблюдение при абсолютно любых погодных условиях, составлять термограммы, проверять, насколько качественно выполнено утепление помещения, находить самое теплое или холодное место в комнате, определять источник сквозняка или «точки росы», то есть места, где скапливается больше всего воды вследствие перепадов температур. Последнее, к примеру, помогает эффективным образом предотвратить образование плесени и процессы гниения.

Несмотря на то, что данное устройство является полезным и востребованным во многих областях, большинство людей не решаются на покупку тепловизора, поскольку его стоимость довольно высока. И именно по этой причине у множества потребителей возникает идея изготовить тепловизор своими руками, тем более что собрать его можно из недорогих подручных материалов. Это займет минимум времени и сил и не потребует никаких специальных знаний.

Единственное, здесь важно учитывать, что такие устройства являются довольно сложными и многогранными, а потому если потребитель решил сделать тепловизор своими руками, то он должен понимать, что воспользоваться функциональными возможностями прибора в полном объеме у него вряд ли получится. Однако устройство, отлично справляющееся с решением бытовых задач, сделать будет очень просто.

Итак, как сделать тепловизор? С чего начать? В первую очередь, для того чтобы собрать тепловизор своими руками, необходимо взять обычный инфракрасный термометр - устройство, которое измеряет температуру в конкретной точке на относительно небольшом расстоянии. Далее через специальную плату – Arduino, следует подключить термометр к комплекту светодиодов RGB типа (к примеру, светодиодов из фонаря). После чего система программируется таким способом, чтобы цвет, которым будет светить фонарь, зависел от показаний, отображаемых на термометре. Как правило, низкой температуре соответствует синий цвет, а высокой - красный. Теперь, направляя фонарь на ту или иную поверхность, в зависимости от температуры, можно будет наблюдать «подсветку» соответствующим цветом. Портативный тепловизор готов!

А сейчас основная идея: любая цифровая камера ставится в режим замедленной съемки, для того чтобы делать снимки каждые две-три секунды и таким образом фиксировать освещение от фонаря. Пользователю необходимо лишь обойти с фонарем все помещение, а цифровая камера сделает снимки, которые ни в чем не уступят прибору заводского производства.

Как видите, сделать тепловизор своими руками очень легко и просто, и это притом, что в качестве набора комплектующих понадобились лишь обычный термометр, плата Arduino, фонарь на светодиодах и камера.

fb.ru

Тепловизор своими руками | Энциклопедия строительства YouSpec

На самом деле тепловизор – это необходимый прибор в каждом доме. С его помощью можно определить на зачаточной стадии любые проблемы, связанные с нарушением теплоизоляции кровли,  оградительных сооружений или подвала дома.

При помощи этого устройства можно обнаружить различные нарушения в теплоизоляции кровли еще до того, как реки воды польются с потолка во время проливного дождя.

А ведь ни для кого не секрет, сколько неприятностей нам доставляют чернеющие потолки и запах сырости, появившийся у нас дома. Всего этого можно избежать, если регулярно проводить энергоаудит своего жилища.

Однако тут возникает новая проблема: где взять тепловизор. Это достаточно дорогостоящее оборудование, поэтому не каждый его обладатель согласится отдать его даже на время в чужие руки.

Допустим, если вы профессиональный строитель и этот прибор приобретаете для профессионального использования, то, конечно, он со временем окупит себя.

Но если вы к строительству не имеете никакого отношения, но считаете проведение постоянного энергоаудита своего жилья важной стратегической задачей, то вам лучше сделать тепловизор своими руками.

Обойдется такое устройство гораздо дешевле, но при этом качество его работы будет ничуть не хуже, чем у покупного прибора.

Делаем тепловизор своими руками

Сделать самодельный тепловизор – задача не самая сложная, а при наличии элементарных знаний по физике и навыков паяния ее и вовсе можно назвать пустяковой. Давайте с вами сначала разберемся, что же на самом деле представляет собой это устройство?

Тепловизор – это устройство, применяемое для измерения распределения температуры на какой-либо поверхности бесконтактным способом.

Как правило, это устройство оснащено дисплеем, на котором отображается тепловая карта в виде цветового изображения, на которой красный цвет, отображает высокотемпературные участки, а черный либо синий указывают температуру объекта.

Стоят такие приборы очень дорого, примерно несколько тысяч долларов, а поэтому это устройство гораздо проще сделать собственными руками, чем купить.

Готовые приборы позволяют определять температуру стационарных и движущихся объектов в режиме реального времени, в то время как движущиеся объекты нас не интересуют и мы собираемся изготовить прибор только для проведения энергоаудита жилища.

Сканирование объекта нашим прибором будет занимать около минуты, и использовать его можно будет только для исследования статистических объектов.

к оглавлению ^

Необходимые элементы для сборки прибора

В устройстве прибора будут использованы два сервопривода, для перемещения по вертикали и по горизонтали, а также необходимый для обработки и дальнейшей передачи полученных данных в ПК контроллер Arduino.

Также понадобится лазерный модуль либо лазерная указка, необходимые для выделения зоны сканирования, модуль бесконтактного датчика температуры MLX90614-BCI, поворотное устройство, штатив, веб-камера (необязательно новая), два резистора на 4.7кОм и корпус для самодельного тепловизора.

к оглавлению ^

Назначение веб-камер

Веб-камера в приборе будет являться источником исходной картинки. Проще говоря, она будет представлять собой своего рода видоискатель области сканирования. Для этих целей может быть использована любая веб-камера вне зависимости от производителя.

При выборе видоискателя единственный параметр, которым следует руководствоваться, это ее размеры: чем меньше, тем лучше. Однако и значительные размеры устройства не являются такой уж проблемой, так как всегда можно снять с веб-камеры корпус, тем самым уменьшив ее размеры.

к оглавлению ^

Крепления и сервоприводы

При выборе этих элементов также особых ограничений нет. Всего для создания тепловизора нам понадобится два сервопривода. Первый будет отвечать за движение по вертикали, а второй – по горизонтали. Однако при выборе сервоприводов есть один нюанс.

Учитывая, что на сервоприводе, отвечающем за горизонтальное перемещение, будет держаться и вертикальный привод, а также веб-камера, желательно, чтобы первый привод был более мощным, чем второй. Однако если у вас имеются два сервопривода с одинаковой мощностью, они вполне могут быть использованы при создании этого прибора.

В оригинале крепления для сервоприводов называются не иначе как поворотно-наклонный механизм или просто серво-кронштейн.

Крепление нижнего сервопривода будет выполняться к штативу либо другому какому-то основанию, его заменяющему. Туда же необходимо будет закрепить и лазерный модуль или указку.

К вертикальному сервоприводу следует прикрепить веб-камеру, а также датчик MLX90614 при помощи клея и мелких деталей от детского металлического конструктор либо запчастей от вышедшего из строя электросчетчика.

к оглавлению ^

Температурный датчик MLX90614-BCI

Следует сразу заметить, что найти этот конструктивный элемент – задача не из легких, а, наоборот, даже очень трудновыполнимая. Помимо того, что найти этот датчик фактически невозможно, его еще можно назвать самой дорогой деталью самодельного устройства.

При приобретении температурного датчика следует обратить внимание на последние буквы его названия. Наличие в названии датчика аббревиатуры BCI свидетельствует о том, что он имеет насадку, обеспечивающую узкое поле зрения.

Скетч для Arduino, а также все необходимое программное обеспечение для полноценной обработки данных сканирования можно без проблем найти и скачать в интернете.

Многие счастливые обладатели самодельного тепловизора утверждают, что для ускорения работы устройства необходимо дополнительно настроить датчики с помощью специального скетча.

Но это не всегда работает, так как иногда после настройки датчики начинают выдавать ложные температурные значения. Поэтому проводить или нет дополнительную настройку температурных датчиков, решать только вам.

к оглавлению ^

Заключительный этап

После выполнения сборки всех схем, устройство необходимо поместить в заранее приготовленный корпус и закрепить его на штативе.

В виде корпуса для тепловизора вполне подойдет пластиковая упаковка из-под подходящего по размеру автомобильного освежителя воздуха (либо какая-то другая пластмассовая коробка), которую можно легко закрепить на штативе.

Также для улучшения качества съемки темных мест можно дополнительно закрепить на штативе обычный фонарик.

к оглавлению ^

Использование самодельного тепловизора

В связи с тем, что этот прибор очень много времени тратит на сканирование, он не может использоваться для проведения энергоаудита в производственных целях, но вполне может применяться в частной практике.

Также его использование целесообразно при необходимости выявления нагрева электрических проводов, различных соединений и силовых сборок. Основным неудобством этого прибора является то, что он может использоваться только вместе с компьютером.

Тепловизор, сделанный своими руками, позволит вам не только сэкономить семейный бюджет на покупке нового устройства, но и станет отличным помощником в решении многих хозяйственных вопросов. Сегодня тепловизорный контроль является одним из наиболее эффективных способов выявления различных строительных дефектов.

Однако ввиду высокой стоимости этого прибора купить его могут только крупные строительные фирмы. Но при этом сделанный тепловизор своими руками может вполне подойти для работы в домашних условиях и даже с успехом использоваться небольшими строительными бригадами.

Так зачем платить огромные деньги, если сделанный тепловизор своими руками может вполне справиться с возложенной на него задачей по выявлению различных строительных недочетов?!

Это должен знать каждый строитель:

 

youspec.ru

что за прибор, когда и как используется

Тепловизор - это современное устройство, которое может проанализировать циркуляцию воздуха в помещении, выявить щели и трещины в конструкции здания и предоставить владельцу наглядные данные проверки. Используется тепловизор для определения потери тепла в помещениях в самых разных сферах: от проверок жилого помещения до глобальных аналитических работ на промышленных предприятиях и концернах.

Наиболее часто применяемая функция тепловизора - это термограмма. При относительно доступной цене тепловизор для проверки утечки тепла позволяет провести поиск и выявить места утечки воздуха для того, чтобы определить объемы теплопотери и позволить использовать систему отопления максимально оптимизировано и экономно. В процессе проверки утечек тепла в здании тепловизор для измерения теплопотерь здания рассчитывает максимально оптимальные показатели энергозатрат, по которым в дальнейшем можно осуществить реконструкцию узлов отопления и распределить источники более компактно и оптимизировано.

Важно отметить, что наиболее подходящим сезоном года для проведения тепловизионной проверки принято считать зимний или поздний осенний период, когда работает отопление и можно проводить аналитику опираясь на разницу низких температурах снаружи и показателей тепла внутри дома. С помощью тепловизора для проверки утечки тепла можно рассчитать, сколько тепла распределяется по определенным поверхностям дома, при этом учитывая влияние на них внешних факторов. Также метод термографической проверки используется в процессе строительства или ремонта помещения, реставрации.

Устройство тепловизор

Тепловизор можно назвать своеобразным сканером, который излучает инфракрасный свет и ориентируется на электромагнитную реакцию поверхностей проверяемой конструкции. В зависимости от интенсивности излучения электромагнитных лучей прибор для определения утечки тепла в доме может рассчитать максимальную температуру на той или иной поверхности.

Как устроен тепловизор? Приемник инфракрасного излучения является основной деталью тепловизора. Волны излучений, любые изменения в процессе аналитической работы помогают прибору составить график температурных перепадов и рассчитать максимально верные показатели. Так, как работает тепловизор, не способен работать ни один другой тип прибора.

По итогам проведения аналитики и сканирования здания тепловизор создает спектрозональную картину - комплексный график циркуляции воздуха в доме, распределения теплых и холодных масс в разных его зонах и позволяет наглядно оценить уровень энергозатратности на отопление различных помещений и пристроек. Спектрозональную картину еще могут называть термограммой или тепловым отображением. В зависимости от высоты температурных показателей, но независимо от того, как работает тепловизор, цвета на картинке могут быть от темного красного до ярко-голубого или синего.

Термограмму широко применяют для аналитики домов и квартир, для анализа температурных перепадов на заводах и концернах, а также на больших промышленных предприятиях, где от утечки тепла зависит экономическая стабильность и благополучие большого количества людей.

 

Что может стать поводом для проверки здания тепловизором?

Главной причиной, из-за которой чаще всего используется прибор для определения утечки тепла, является разница в показаниях температурного режима в помещении. Наиболее подходящим сезоном для проверки отопительной системы является холодный сезон года, когда за окном минусовая температура и циркуляцию теплого воздуха в доме можно легко рассчитать и проверить. Как правильно пользоваться тепловизором? Тепловизор фиксирует показатели нагрева различных поверхностей в помещениях дома и анализирует особенности распределения тепла.

Стоит сказать, что производители современных тепловизоров непрерывно работают над модернизацией и совершенствованием устройств. Тепловизоры нового поколения способны просчитать разницу в температурных показателях до сотых единиц, что крайне необходимо в процессе проверки герметичности и прочности конструкции дома. Если вы знаете, как использовать тепловизор, то должны знать и о том, что он помогает не только проанализировать циркуляцию теплого воздуха в помещениях, но и выявить места утечки: щели в стенах, негерметичная кровля, неисправности в вентиляционной системе, проблемы с трубопроводом, негерметичность оконных систем, наличие в доме насекомых или грызунов.

 

Посмотрев видео как пользоваться тепловизором, вы убедитесь, что современные приборы способны проводить аналитику отопительной системы здания при разнице температур 10 градусов. В то же время более старые модели могли рассчитывать термограмму только при 20-ти градусной разнице. Данная новая способность приборов помогает ускорить процесс проверки здания и провести более эффективную работу по обнаружению и исправлению недочетов.

Позвоните сейчас и получите бесплатную консультацию специалиста

Условия для проведения тепловизионной проверки

Существует определенный набор условий как пользоваться тепловизором, в которых следует проводить проверку температурного режима в здании: Перед проверкой тепловизором также важно учитывать функциональность отопительной системы и перепады в ее мощности, если такая вероятность есть.

 

Какие преимущества дает использование тепловизора?

Сегодня не нужно самостоятельно искать ответ на вопрос о том, как настроить тепловизор. Ведущие специалисты проводят тепловизионную проверку на промышленных предприятиях, а также в жилых помещениях, поскольку данный вид диагностики отопительной системы помогает максимально точно рассчитать распределение тепла и устранить все возможные погрешности в процессе строительства или ремонта. Никому не нравится платить больше за выветривающееся из дома тепло. Тепловизионная проверка позволяет не только обнаружить недочеты в помещении, но и ко всему прочему фиксирует все показания в специальном документе, который в дальнейшем может использоваться в качестве доказательства при написании жалоб и исков на компанию застройщика или ЖКХ.

Термограмму можно осуществлять и снаружи помещения, что позволяет сформировать более точную картину обогрева дома и выявить наличие всех тепловых мостов и утечек. Однако в таком виде диагностики важно учитывать возможность погрешностей в показаниях, поскольку тепловые показатели наружных поверхностей можно рассчитать только специальной широкоугольной оптикой. В зависимости от характера влияния наружных температур на наружные плоскости, температурные замеры тепловизора могут быть гораздо ниже, чем они есть на самом деле.

Как работает тепловизор: аналитика внутренней части здания

Учитывая все погрешности и ошибки, которые можно допустить при анализе термограммы наружных поверхностей здания, для максимально качественной проверки все же стоит проверять циркуляцию тепла во внутренней части конструкции. Как снимать тепловизором? В данном случае на показатели прибора будут влиять на минимальное число внешних факторов и температурные показатели будут более точными и достоверными. В процессе проверки балконов, фасадов и крыш здания специалисты рекомендуют также не использовать наружный способ сканирования, а проверять аналитику изнутри. Основная причина погрешностей заключается в постоянной циркуляции воздуха снаружи, которая существует даже при абсолютном отсутствии ветра.

Чаще всего благодаря тому, как работает тепловизор, выявляется причина температурных перепадов в здании в так называемых холодных мостах. Это особые места в конструкции здания, которые обладают повышенными показатели теплоотдачи и не удерживают тепло. В помещениях с холодным мостами чаще всего наблюдается повышенная влажность воздуха, а также наличие сырости и бытового грибка. Стоит сказать, что если вовремя не устранить эту проблему и не позаботиться о правильной термоизоляции, со временем холодные мосты в доме могут привести к постепенному разрушению конструкции дома.

Основная причина появления холодных мостов заключается в некачественной штукатурке здания, когда она плохо изолирует дом от наружной влаги и холода. При этом теплый воздух также не удерживается в доме и через своеобразные “шлюзы” выветривается. Серьезную проблему такие холодные мосты могут составлять в деревянных домах, где от постоянного скапливания влаги и сырости древесина может начать разрушаться и гнить. Поиск протечек тепловизором с целью дальнейшего устранения проблемы - один из способов повысить надежность дома.

ecotestexpress.ru

Тепловизор. Виды и работа. Применение и как выбрать. Устройство

Тепловизор представляет специальное устройство, которое используется для определения теплового излучения в исследуемом пространстве. В большинстве случаев это устройство имеет дисплей, на котором высвечивается цветная картинка. Каждый цвет здесь означает конкретный уровень температуры. Благодаря визуализации картинки теплового излучения открываются многочисленные возможности использования подобного прибора, к примеру, в военной и охранной сфере, в измерении и контроле технологического процесса.

Работа данного устройства строится на том, что от каждого объекта исходят электромагнитные волны в различном диапазоне частот. Это касается и инфракрасного спектра, то есть «теплового излучения». Но с единственной оговоркой, что интенсивность указанного излучения находится в прямой зависимости от текущей температуры объекта. При этом она практически не зависит от степени освещенности поверхности в видимом диапазоне. В результате тепловизионный прибор помогает получить дополнительную информацию, которую невозможно получить обычным зрением или приборами, работающими в видимом диапазоне частот.

Виды

Тепловизор по разрешающей способности инфракрасного датчика матрицы может классифицироваться на следующие классы:

  1. Базовый – порядка 160×120.
  2. Профессиональный – до разрешения в 640×480.
  3. Экспертный – разрешение более 640×480.

Модели тепловизионных приборов могут иметь неохлаждаемый или охлаждаемый сенсор. В охлаждаемых вариантах датчик позволяет «видеть» на дальних расстояниях с высочайшей чувствительностью. Однако подобные устройства чаще всего являются стационарными, так как система охлаждения увеличивает массу и габариты устройства. Подобные приборы часто применяются в лабораториях или в качестве перевозимых устройств на автотранспорте. Неохлаждаемые приборы применяются практически повсеместно.

В зависимости от измерительного диапазона тепловизионные приборы делят на следующие виды:Также тепловизионные приборы бывают следующих видов:

 
Устройство
Переносной тепловизор имеет следующие основные элементы:

  1. Объектив. Для его изготовления применяются редкие материалы, к примеру, германий. Использование стекла недопустимо, так как через него не проходит инфракрасное излучение. Объектив фиксирует инфракрасное излучение. Для оптимизации пропуска света используются просветляющие тонкопленочные покрытия.
  2. Матрица, то есть приемник излучения. На данный элемент приходится большая часть цены устройства.
  3. Крышка объектива – предохраняет объектив от повреждения.
  4. Дисплей, на нем отображаются данные, высвечивается изображение. В большинстве случаев применяется жидкокристаллический экран. Кроме тепловой информации на нем часто высвечиваются вспомогательные данные в виде заряда аккумулятора, времени, шкалы температур и иной важной информации.
  5. Ручка с ремнем.
  6. Элементы управления. При помощи них осуществляется настройка электронной системы.
  7. Электронная система, включающая систему обработки информации. Предназначена для модификации инфракрасного излучения в видимое изображение.
  8. Устройство хранения информации и ряд иных дополнительных элементов. Большинство современных приборов имеют карты памяти, которые можно вытащить, чтобы передать информацию на персональный компьютер. Предустановленные программы позволяют провести анализ картинки, в том числе выполнить их обработку для последующей печати или сохранения.
Принцип действия

В некоторых случаях тепловизор в своем оснащении имеет видеокамеру, благодаря которой удается получить объединенную картинку в видимом и инфракрасном спектре. Благодаря специальному программному обеспечению можно произвести их наложение, в том числе выполнить их обработку.

Применение

Сегодня тепловизор широко применяется в разных сферах деятельности человека. Вызвано это тем, что указанное оборудование способно фиксировать минимальные температурные изменения, которые не может заметить глаз человека. Для работы этого прибора необходимо только инфракрасное излучение. К тому же его можно использовать на расстоянии. При существенной дальности действия, прибор невозможно выявить средствами слежения. Ввиду указанных свойств данный прибор находит широчайшее применение в:

  1. Диагностике.
  2. Медицине.
  3. Военной сфере.
  4. Научных исследованиях.
  5. Промышленности.
  6. Строительстве.
  7. Системах автоматики и так далее.

Так в военной разведке или охране тепловизор способен заметить технику в полной темноте на расстоянии до 3 километров. Человека же он может обнаружить на расстоянии порядка 300 метров. Медицинские устройства применяются для выявления различных заболеваний с помощью изучения параметров инфракрасного излучения. Научные тепловизионные приборы помогают проводить эксперименты и лабораторные исследования.

В промышленности устройства помогают контролировать нормальное течение технологических процессов и предотвращать внештатные ситуации. В строительстве тепловизионные приборы позволяют выявить дефекты в строительной конструкции. Это касается усталостного старения металла, появляющегося в зонах деформации. Именно там начинает выделяться большее количество тепла. Благодаря этому можно не разбирать конструкцию, чтобы отыскать дефекты и предотвратить их возможное разрушение.

Как выбрать 

Тепловизор нужно правильно выбрать, чтобы при помощи него можно было решать поставленные задачи.

  1. При необходимости использования прибора в промышленных местах, где возможно его повреждение, следует уделить внимание его защите. Он должен иметь металлический корпус и защиту от внешнего воздействия, к примеру, влажности, пыли и так далее.
  2. Модельный ряд устройств весьма широк. Каждый производитель зачатую предлагает целую линейку приборов, который отличаются характеристиками и ценовым диапазоном. Если Вы хотите использовать прибор для повседневного использования в разных местах, то присмотритесь к переносному варианту. Для использования в промышленности для проведения высокоточных измерений одного технологического процесса нужен стационарный вариант.
  3. Прибор должен быть удобен в работе. Поэтому оцените расположение кнопок, в том числе элементов быстрого доступа. Устройство должно обеспечивать удобное и легкое его использование. Для постоянной работы с изображениями лучше всего остановиться на модели с сенсорным экраном.
  4. Важнейшим параметром устройства считается термочувствительность. Высокая чувствительность прибора позволит различить почти все предметы, имеющие практически одну температуру. Вызвано это тем, что объекты из разных материалов даже при одинаковой температуре излучают тепло с некоторыми различиями.
  5. Диапазон измерений температур важен для того, где Вы собираетесь использовать прибор. Необходимо точно знать, что Вы будете исследовать. К примеру, для исследования работы электрического двигателя вполне хватит устройства с диапазоном до 500 градусов по Цельсию.
Похожие темы:

 

tehpribory.ru