Корзина
165 отзывов
Зброя Центр
Тепловизор: верный помощник в ночное время суток

Тепловизор: верный помощник в ночное время суток

Тепловизор: верный помощник в ночное время суток

20.08.14

Тепловизор (инфракрасная камера, тепловизионный прибор) – это прибор для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Иными словами, это система, предназначенная для получения видимого изображения объектов, испускающих невидимое тепловое (инфракрасное) излучение.

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ТЕПЛОВИЗОРА

Первые модели были сделаны в 30-х гг. 20 в. Принцип действия тепловизора основан на преобразовании инфракрасного излучения в электрический сигнал, который усиливается и воспроизводится на экране индикатора.

Современные тепловизорные системы стали развиваться в 60-е годы прошлого столетия, в качестве одноэлементных приемников, изображение в которых строилось посредством точечного смещения оптической аппаратуры. Такие устройства были очень 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. Данный принцип построения изображений позволил создать портативные устройства, с высокой скоростью обработки информации, которые позволяют вести контроль за изменением температур в режиме реального времени.

Тепловизоры в современном мире имеют широкое распространение, во всех сферах связанных с производством и контролем качества продукции. Способность отслеживать тепловые изменения как в отдельно взятых частях, так и всего механизма в целом, делает тепловизор незаменимым прибором для качественной разработки и проектирования. 

СФЕРА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОВИЗОРА:

- в строительстве для контроля конструкций. Термограмма чётко показывает какие детали подвергаются воздействию температур, что позволяет вовремя провести ремонт, или замену материалов;

- службы спасения используют тепловизоры для поиска дыма и людей;

- полиция, армия, службы охраны используют тепловизоры для контроля и наблюдения;

- широко применяются вооруженными силами развитых государств для обнаружения теплоконтрастных целей (живой силы и техники) в любое время суток, несмотря на применяемые противником обычные средства оптической маскировки в видимом диапазоне (камуфляж);

- применяют тепловизоры в энергетике, металлургии, при строительстве дорог, судостроении, строительстве и эксплуатации железнодорожного полотна, метрополитене, автомобильной промышленности, ветеринарии, искусстве.

ВИДЫ ТЕПЛОВИЗОРОВ:

► В зависимости от мобильности:

Стационарные. Используются на промышленных предприятиях для контроля за технологическими процессами в температурном диапазоне от −20 до +20000 °C. Такие модели, как правило, имеют азотное охлаждение, для того, чтобы обеспечить нормальное функционирование приемной аппаратуры. Основу таких систем составляют тепловизоры третьего поколения, собранные на матрицах полупроводниковых фотоприемников.

Переносные. Необходимость отказаться от использования дорогостоящей и громоздкой охлаждающей техники привела к разработке в области применения тепловизоров на базе неохлаждаемых микроболометров из кремния. Эти приборы обладают всеми достоинствами своих предшественников, таких как малый шаг измеряемой температуры (0,1 °C), при этом позволяют применять тепловизоры в сложных оценочных работах, когда простота использования и портативность играют очень большую роль. Большинство портативных тепловизоров имеют возможность подключения к стационарным компьютерам или ноутбукам для оперативной обработки поступающих данных. Главное преимущество этих приборов – компактность, благодаря чему их можно применять в сложных оценочных условиях.

► В зависимости от сферы использования:

Измерительные. Используются для энергетического аудита, контроля.

Наблюдательные. Их применяют для систем охраны и охоты. Тепловизоры для туризма и охоты дают возможность вести эффективное наблюдение за животными на дистанциях до 1500м, даже через густой кустарник, и осуществлять подготовку лагеря (выбрать безопасное место). Тепловизоры для служб охраны обладают мощными объективами и способны обнаруживать предметы принимающие тепло от человека(оружие) как самым ярким днём, так и самой тёмной ночью. 

ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЕПЛОВИЗОРА

Каждый объект излучает электромагнитные волны в достаточно широком диапазоне частот, в том числе и волны в инфракрасном спектре, которые называют «тепловое излучение». Интенсивность теплового излучения напрямую зависит от температуры объекта, и лишь в очень малой степени зависит от условий освещенности в видимом диапазоне. Следовательно, при помощи тепловизионного прибора о любом наблюдаемом объекте может быть собрана и визуализирована дополнительная информация, недоступная человеческому глазу и приборам.

Принцип работы тепловизора основан на разнице температуры поверхности разных тел, отличиях в отражающей или поглощающей способности инфракрасного излучения различными Также принцип действия современных тепловизоров базируется на способности некоторых материалов фиксировать излучение в инфракрасном диапазоне. Посредством оптического прибора, в состав которого входят линзы, изготовленные с применением редких материалов, прозрачных для инфракрасного излучения (таких как германий), тепловое излучение объектов проецируется на матрицу датчиков, чувствительных к инфракрасному излучению. Далее сложные микросхемы считывают информацию с этих датчиков, и генерируют видеосигнал, где разной температуре наблюдаемого объекта соответствует разный цвет изображения. Шкала соответствия цвета точки на изображении к абсолютной температуре наблюдаемого объекта может быть выведена поверх кадра. Также возможно указание температур наиболее горячей и наиболее холодной точки на изображении. 

ТЕПЛОВИЗОР ВНУТРИ:

▲ Матрица играет роль приемника ИК-излучения. В современных тепловизорах, чаще всего, используются болометрические и фотонные матрицы. Их отличие в чувствительности. Болометрические матрицы обладают пределом чувствительности 0,08°С, фотонные матрицы обладают большим пределом чувствительности, однако они требуют охлаждения жидким азотом, что значительно усложняет обслуживание и повышает требования безопасности при эксплуатации. 

▲ Модуль необходим для обработки принимаемого матрицей излучения. Большое количество сложных микросхем заняты обработкой сигнала, трансформацией его в видимое человеческому глазу изображение. 

▲ Объектив тепловизора должен пропускать ИК-излучение, поэтому он не может быть изготовлен из обычного стекла. При производстве объективов используется германий.

▲ Корпус для тепловизора должен быть надежным и прочным, к нему предъявляются повышенные по сравнению с кожухами для видеокамер требования.  Это связано с тем, что оборудование, которое защищают тепловизионные кожухи, как и всякая точная оптика, чувствительно к сотрясениям и воздействию внешней среды, а также обладает высокой стоимостью. 

▲ Дополнительное оборудование представляет собой специальные поворотные платформы и крепежи для установки тепловизоров, также некоторые модели снабжаются оптическим каналом (видеокамерой), дальномерами и др. 

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ:

Современные тепловизоры обладают рядом преимуществ перед ПНВ:

- в условиях плохой освещённости, работают как днём так и ночью;

- видят через незначительные преграды, что в принципе невозможно при использовании приборов ночного видения;

- размеры и вес приборов становится сопоставимым с ПНВ, при этом тепловизоры не чувствительны к засветкам.

ВАЖНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОВИЗОРОВ:

Основными техническими характеристиками тепловизора, на которые обращают внимание специалисты, являются такие параметры, как:

- матрица (влияет на четкость картинки, показатель погрешности, порог температуры): минимальное разрешение – 160х120, максимальное – 640-480;

- дальность и угол обзора;

- частота кадра (этот параметр важен для динамического наблюдения, чтобы картинка не «зависала»);

- температурный диапазон работы;

- функциональность: цифровое масштабирование, лазерный указатель, подсветка, возможность сохранения записи для последующего переноса на носитель и т.д.

Так как для каждой модели, исходя из ее назначения, характеристики являются индивидуальными, то подробнее о них вы можете узнать на нашем сайте.

ОСНОВНЫЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ ТЕПЛОВИЗОРОВ:

К сожалению, тепловизор является достаточно дорогим измерительным прибором - в первую очередь из-за стоимости его двух основных элементов: матрицы и объектива (их стоимость составляет 90% стоимости прибора). Также на стоимость влияют, диапазон измеряемых температур, температурная чувствительность, точность измерения температуры и т.д.

● FLIR Systems Inc.- ведущий мировой производитель портативных и стационарных систем тепловидения для разных сфер применения. Основной офис находится в Орегоне, а производство ведется на 3 заводах в США, а так же Стокгольме (Швеция), Париже (Франция) и Таллинне (Эстония). Основное направление трех подразделений FLIR Systems – это техника для государственных структур и военных проектов, выпуск промышленных тепловизоров и производство тепловизионных приборов гражданского и коммерческого назначения.

● NEC Avio Infrared Technologies Co. Ltd. (Япония-США) – это лидер на мировом рынке промышленных и медицинских тепловизионных систем.

Они отличаются высокой надежностью, характерной для электронных изделий произведенных в Японии. Тепловизоры NEC обладают прецизионной точностью измерений температуры, компактностью, удобстовом управления, продуманным дизайном и простотой оформления отчетов по результатам теплового контроля и используются специалистами сотен предприятий в России и Странах СНГ.

● Testo (Германия). Тепловизоры Testo отвечают высочайшим требованиям: превосходная оптика из германия, прекрасное разрешение детектора и специальная концепция электроники гарантируют точность результатов во всех областях применения.

● Guide (Китай). Это единственная китайская компания, которая входит в десятку основных производителей тепловизоров в мире согласно отчету Maxtech. Компания Guide является ведущим производителем и разработчиком инфракрасных тепловизоров в Китае. Guide производит продукцию не только под собственной торговой маркой, но и оказывает OEM сервис для международных клиентов.

● Pulsar (Беларусь). Это один из крупнейших разработчиков и производителей наблюдательной оптики для любительского и профессионального применения. Особой популярностью сегодня пользуются тепловизоры pulsar, которые обладают множеством преимуществ в сравнении со своими аналогами. Данные приборы отлично подходят для охоты в любых условиях и при любой погоде – будь то туман, осадки и многое другое.

Мы поможем Вам выбрать действительно качественный прибор по доступной цене!

Предыдущие статьи