Что такое тепловизор, и как он работает
Поскольку возможна визуализация картинки теплового излучения, то открываются большие возможности применения подобного прибора. Скажем, на военных объектах или в сфере охраны, а также при измерении и контроле технологического процесса.
Работа девайса строится на том, что от каждого объекта исходят электромагнитные волны. Причем в различном диапазоне частот. Это распространяется и на инфракрасный спектр, то есть на «тепловое излучение».
Здесь нужно сделать оговорку. Надо помнить о том, что интенсивность этого излучения напрямую зависит и от того, какова текущая температура объекта.
ВАЖНО! Отметим, что она практически не зависит от того, насколько освещена поверхность в видимом диапазоне. В результате тепловизионное устройство помогает в получении дополнительных сведений, которые никак не получишь своими глазами или приборами, которые действуют в видимом диапазоне частот.
Разновидности приборов
- Базовый – примерно 160х120.
- Профессиональный – до разрешения в 640х480.
- Экспертный – разрешение свыше 640х480.
У тепловизионных устройств может быть охлаждаемый или неохлаждаемый сенсор. Если датчик охлаждаемый, то он предоставляет возможность «увидеть» на больших расстояниях с чувствительностью очень высокой. Подобные модели в большинстве случаев являются стационарными, поскольку система охлаждения ведет к увеличению массы и габаритов устройства.
ВАЖНО! Аналогичные устройства нередко используются в лабораториях. Столь же часто они применяются на автомобильном транспорте как перевозимые приборы. Неохлаждаемые устройства нашли практически повсеместное использование.
В зависимости от того, каков измерительный диапазон, тепловизионные устройства поделили на следующие виды:
- Приборы строительные, работающие до температуры в 350 градусов по Цельсию. Их используют для того, чтобы провести энергетический аудит строений, оценить теплоизоляционные свойств стен, протечек трубопроводов и пр.
- Приборы промышленные, работающие свыше 350 градусов по Цельсию. Их применяют для того, чтобы провести диагностику работ девайсов механических и электрических, а также для того, чтобы проверять электрическое оборудование, машиностроительные системы и тому подобное.
- Приборы высокотемпературные, работающие более 1000 градусов по Цельсию.
ВАЖНО! Они нашли применение в специфических случаях: для того, чтобы контролировать техпроцессы, выполняемые при высоких температурах, диагностических исследованиях промышленных и прочих устройств с узлами, которые подвергаются нагреванию высокой степени.
- Наблюдательные приборы инфракрасное излучение преобразуют в видимое изображение. Они делают это в соответствии со специальной цветовой шкалой.
- Измерительные приборы определяют температуру объекта, определив соотношение определенной температуры к цифровому пикселю. В результате -- изображение распределения температур.
- Стационарные устройства нередко применяют на предприятиях, когда надо осуществлять контроль технологических процессов. Аналогичные приборы нередко бывают с азотным охлаждением, которое необходимо для того, чтобы обеспечить требуемые условия, при которых приемная аппаратура и функционирует.
ВАЖНО! Переносные приборы делают на основе неохлаждаемых кремниевых микроболометров. Данные агрегаты очень удобно применять. Их можно переносить. Они пригодны для использования в разных местах, доступ к которым затруднен.
Каково устройство прибора
- Объектив. Его делают из редких материалов. Скажем, из германия. Стекло для этого не годится. Ведь через него инфракрасное излучение не проходит. Объектив фиксирует именно инфракрасное излучение. Для того чтобы оптимизировать пропуск света, применяют покрытия просветляющие тонкопленочные.
- Матрица, или приемник излучения. На нее выпадает львиная доля цены девайса.
- Крышка объектива, которая защищает его от повреждения.
- Дисплей, на котором отображены данные, а также высвечивается изображение. Преимущественно используется экран жидкокристаллический. На нем высвечивается не только тепловая информация, но и вспомогательные данные. Например, заряд аккумулятора, время, шкала температур и прочая информация.
- Ручка с ремнем.
- Элементы управления для настройки электронной системы.
- Электронная система вместе с системой обработки информации. Необходима для того, чтобы модифицировать инфракрасное излучение в видимое изображение.
- Устройство хранения информации и многие другие дополнительные элементы.
ВАЖНО! Многие современные устройства имеют карты памяти. Их можно извлечь, а потом отправить информацию на компьютер. Предустановленные программы предоставляют возможность анализировать картинки. В том числе обработать их для того, чтобы потом можно было сохранить или распечатать.
Как работает устройство
Потом тепловое излучение уходит на матрицу, очень чувствительную к инфракрасному излучению.
Потом сложные микросхемы при получении данных с матрицы, генерируют видеосигнал, в котором какой-либо температуре объекта соответствует определенный цвет картинки. На экране начинает дополнительно светиться цветовая шкала соответствия.
Тепловизор может иметь устройство памяти. Тогда есть возможность записать поток видео тепловой картинки и сохранить его на компьютере. В комплект могут входить микропроцессоры. С их помощью производится несложная аналитика.
ВАЖНО! Иногда тепловизор имеет видеокамеру. С ее помощью можно получить объединенную картинку в видимом и инфракрасном спектре. За счет специального программного обеспечения производят их наложение. Возможна их обработка.
Где применяется прибор
Свойства прибора позволяют его применять в медицине, в промышленности и строительстве, в области научных исследований и в военной сфере, системах автоматики и пр. Скажем, военные разведчики с помощью тепловизора могут обнаружить технику даже в полной темноте на расстоянии до трех километров. Человека заметят в трехстах метрах.
В здравоохранении девайсы используются для того, чтобы выявить различные заболевания. Это возможно, когда удается изучить параметры инфракрасного излучения. С научными тепловизионными устройствами очень хорошо проводить эксперименты, заниматься лабораторными исследованиями.
На промышленных предприятиях приборы хороши для того, чтобы осуществлять контроль за нормальным протеканием технологических процессов, чтобы не допускать внештатных ситуаций.
ВАЖНО! При возведении объектов тепловизионные приборы предоставляют возможность строителям обнаружить дефекты конструкции. Это имеет отношение к усталостному старению металла, которое появляется в зонах деформации. Именно в них выделяется много тепла. Однако есть возможность не разбирать конструкцию, если появилась необходимость найти дефекты и не допустить их разрушения.
Основные критерии выбора
Когда вы планируете применять устройство каждый день в разных местах, то есть смысл подумать над переносным вариантом. Если стоит цель применять прибор в промышленности для того, чтобы проводить высокоточные измерения одного технологического процесса, то вам подойдет стационарный вариант.
Хорошо, когда прибор удобен. Для этого вам нужно оценить, как расположены кнопки. В том числе элементы быстрого доступа. Для постоянной работы с изображениями подойдет модель, у которой сенсорный экран.
ВАЖНО! Один из базовых параметров – термочувствительность. Она предоставляет возможность различать все предметы, у которых практически одна температура. Ведь объекты из разных материалов даже в том случае, когда у них одинаковая температура, излучают тепло по-разному.
Диапазон измерений температур важен в зависимости от того, в каком месте вы будете применять устройство. Важно точно знать, что будет исследоваться. Скажем, когда вы исследуете работу электродвигателя, то для этого достаточно прибора с диапазоном до 500 градусов по Цельсию.
|
|