27.11.2020, 05:45
Источник: автор: Анастасия
Что такое тепловизор?
Тепловизор – измерительный прибор, который позволяет видеть тепловое (инфракрасное) излучение окружающих объектов в любое время суток, измерять температуру в любой точке на поверхности с точностью 0,1°С и выше.
Основное предназначение тепловизора - бесконтактное измерение температуры объектов живой и неживой природы, поиск неисправностей оборудования и электрики, недочётов строительства. Тепловизионные камеры создают чёткие тепловые изображения, основываясь на разнице температур. А сложные алгоритмы простых с виду камер считывают с этих изображений температурные значения. Самые горячие места окрашиваются в красный, жёлтый и оранжевый цвета, холодные в синий и чёрный.
Популярность тепловизоры обрели благодаря возможности применения во всех отраслях жизнедеятельности человека. Самые популярные области применения это строительство, охота, медицина и промышленность. Всё чаще тепловизоры используются и в быту для обследования квартир и частных домов, позволяют находить места утечек тепла и неполадки в электрике.
Принцип работы тепловизора
Принцип работы тепловизора основан на регистрации и анализе температур поверхности объектов. У каждого из материалов своя отражающая и поглощающая инфракрасное излучение способность. Неравномерность нагрева одной и той же поверхности позволяет формировать картину распределения температуры на ней, ассоциируя цвет на дисплее с температурой. При этом температурное разрешение составляет величину 0,05-0,1 градуса. Особенности спектрального диапазона 8-14 мкм и 3-5,5 мкм, в котором работают тепловизоры, таковы, что приземные слои атмосферы наиболее прозрачны для данной длины волны, при этом обеспечивается наибольшая дальность наблюдения объектов, излучающих в диапазоне температур от -50 до +500 градусов. В данном диапазоне частот наименьшие помехи от атмосферных явлений — туман, дождь, снег, дым.
Современные тепловизоры получили наибольшее распространение в промышленности для измерения температуры оборудования.
Однако 2020 год вывел в лидеры по спросу специальные тепловизоры для измерения температуры тела, это очень сложная задача, доступная для решения только ограниченному количеству специальных тепловизоров.
Тепловизор и его основные элементы
Матрица – это устройство, которое является основной деталью тепловизора. Это своего рода приемник теплового излучения, который трансформирует это излучение в электрический сигнал. Производится, как правило, на основе оксида ванадия или уже аморфного кремния. Такие матрицы могут иметь отличия в зависимости от собственного размера, чувствительности к температуре или же разрешения. Чаще всего в тепловизорах, которые доступны в Европе и России используется ванадий.
Как видно людей в тепловизор?
Матрица может быть охлаждаемой и неохлаждаемой
Неохлаждаемая матрица– это деталь переносных тепловизоров. Она имеет небольшие размеры и легко поддается ремонту. Такая матрица запускается почти мгновенно и легко обнаруживает цель даже в условиях задымленности или осадков. Эффективность гарантируется большой длиной волны. Устройство работает со светосильной оптикой и имеет большую дальность действия.
Охлаждаемая матрица для тепловизора работает в основном на устройствах стационарного типа. Как правило, она работает в диапазоне короткой волны и имеет высокую термочувствительность при большой дальности наблюдения (показатель составляет 8-10 километров). Недостатком таких тепловизоров является его массивность, большое потребление энергии и небыстрый запуск.
Объектив
Тепловизор имеет объектив, который выполняется из германиевой линзы, имеющей высокую степень проницаемости для инфракрасного излучения. От того, какой диаметр имеет такая деталь относительно отверстия и светопропуская в инфракрасном диапазоне и зависит то, насколько качественной будет термочувствительность оборудования. Также это будет важным показателем для четкости изображения. Чем больше диаметр и меньше значение F, тем более информативным будет изображение.
Как видно электрику в тепловизор?
Дисплей- это небольшой экран, на который и переводится картинка. Чем выше показатель разрешения такого оборудования – тем лучше будет картинка. Как правило, изображение может быть цветным или же иметь градации серого. Также есть и другие популярные решения – это горячий и черный, горячий и белы, горячий и красный. Дисплей также может иметь несколько режимов. Это полноэкранный, экран в кадре, увеличение.
Что видит тепловизор
Человеческий глаз видит очень маленькую часть электромагнитного спектра. Наши «детекторы» несовершенны, мы воспринимаем только видимый свет, инфракрасное излучение находится за пределами возможностей наших глаз. Видимый свет занимает диапазон длин волн электромагнитного излучении от 0,38 до 0,76 мкм, причем середина этого диапазона приходится на длину волны 0,55 мкм, которая соответствует максимуму солнечного излучения. Поскольку весь диапазон электромагнитного излучения простирается от ангстрем до сотен километров и фактически не ограничен ни «слева», ни «справа», человеческая цивилизация на протяжении своей технологической истории стремится освоить те диапазоны излучения, где глаз человека бессилен.
ИК-излучение находится в диапазоне между видимым светом и СВЧ- диапазоном электромагнитного спектра. Инфракрасное (ИК) излучение занимает диапазон длин волн от 0,76 до 1000 мкм. Основным источником инфракрасного излучения является тепло или тепловое излучение. Любой предмет с температурой выше абсолютного нуля (-273,15 °C или 0 градусов Кельвина) испускает излучение в ИК-области. Даже объекты, которые нам кажутся очень холодными, такие как кубики льда, испускают ИК-лучи. Иными словами, если бы глаз человека видел в ИК диапазоне, то мы могли бы оценивать температуру объектов, не прикасаясь к ним.
Тепло солнечных лучей, костер или радиатор отопления - все это ИК-излучение. Хотя глаза его не видят, наша подкожная нервная система ощущает это излучение как тепло. Чем теплее объект, тем больше ИК-излучение он испускает. Инфракрасное излучение, исходящее от объекта, фокусируется объективом тепловизора на инфракрасном детекторе. Этот детектор передает сигнал в электронный блок для обработки изображения. Электронный блок преобразует сигналы, поступающие от датчика, в тепловизионное изображение, которое отображается в видоискателе, на стандартном мониторе или ЖК-дисплее. А за счёт преобразования инфракрасного изображения в радиометрическое, считываются температурные значения с тепловизионного изображения.
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.
Классификация измерительных тепловизоров по применению:
- для обследования электрооборудования и электрики;
- для поиска утечек тепла-холода;
- для поиска утечек газа/разливов нефти;
- для контроля и автоматизации технологических процессов;
- для научных исследований.
Что нужно знать о тепловизорах?
Следует отметить, что хороший прибор, который соответствует даже самым минимальным требованиям, не может быть дешевым.
При этом все же можно сэкономить и купить для своих нужд недорогой китайский тепловизор, стоимость которого часто не превышает 10 – 13 тыс. рублей.
Но надо понимать, что их качество исполнения и картинки могут быть весьма сомнительны.
Причина в том, что ИК – датчик дешевой тепловизионной аппаратуры нередко имеет настолько низкое разрешение, что на выходе может получиться размытая разноцветная картинка.
Все остальные характеристики, как правило, также не соответствуют действующим стандартам.
Подробное видео на тему что такое тепловизор?
|
Обратная связь
Реклама на сайте
НАЗАД
