Тепловизор принцип действия: Тепловизоры. Разновидности и применение. Как выбрать. Особенности

Содержание

Применение тепловизоров

Тепловизор становится все популярнее! Прибор находит применение во многих отраслях, начиная от строительства и обследования автомобилей до медицины, где тепловизор прекрасно зарекомендовал себя как диагностический прибор способный выявлять злокачественные опухоли и воспалительные процессы. В обзоре мы познакомим вас со многими возможными областями применения этого удивительного прибора! Список отраслей применения тепловизора будет пополняться, следите за обновлениями.

Содержание статьи

Тепловизор на службе строителей, медиков, энергетиков, охотников и военных

Использование тепловизоров стремительно набирает обороты! До недавнего времени мы с вами даже не знали, что такое тепловизор. А сегодня обследование тепловизором квартиры или загородного коттеджа обычное дело. Рассмотрим возможные применения этого уникального прибора с инфракрасным зрением!

По внешнему виду тепловизор почти не отличается от видеокамеры, да и по принципу действия они очень близки. Для тепловой оптики справедливы те же законы, что и для обычной. Вот только стёкла здесь разные – линзы в тепловизоре сделаны из редкоземельного металла «германий», они свободно пропускают инфракрасные волны, в то время как обычные кремниевые стёкла их задерживают.

Применение тепловизоров в строительстве к содержанию

В строительстве тепловизор позволяет определить скрытые дефекты ограждающих конструкций, неполадки в системах кондиционирования и вентиляции, теплоснабжения и электроснабжения. Тепловидение это бесконтактный метод измерения температур, использующий видимую и инфракрасную области спектра светового излучения.

Энергоаудит в строительстве подразумевает применение таких приборов для определения и выявления проблем ограждающих конструкций, выявления теплопотерь, в частности это – оконные и дверные проёмы, подвальные и чердачные помещения крыши.

Тепловизор позволяет в реальном времени проводить бесконтактные температурные измерения поверхности объекта. Получающаяся картинка распределения тепловых полей называется термограммой - она представляет собой тепловую карту, где наиболее тёплые точки отмечены красным цветом, а наиболее холодные – синим и черным. Благодаря этим пятнам можно наглядно увидеть места утечек тепла и предпринять необходимые меры по их устранению. Обследования фасадов зданий обычно проводится в отопительный период, когда температурная разница внутри помещения и снаружи составляет не менее 15 градусов.

Тепловизоры в электроэнергетике к содержанию

С помощью тепловизора можно обнаружить неполадки в системах электроснабжения, в электрооборудовании - проверить качество контакта в узловых соединениях, состояние термоизоляции и защитных покрытий электрической проводки.

В системах теплоснабжения можно производить диагностику - дымовых труб, теплообменников, радиаторов и их теплоизоляции.

Помимо тепловизоров в энергетическом обследовании используются и другие виды измерительных приборов. Например - анализаторы качества электроэнергии, токоизмерительные клещи, мультиметры, мегаметры, измерители сопротивления и заземления, измерители параметров окружающей среды, лазерные дальномеры и другие приборы.

Тепловизионные камеры успели зарекомендовать себя с положительной стороны – это надежное, практичное и удобное в использовании оборудование. Эти промышленные приборы обладают широкими возможностями без каких-либо компромиссов. Благодаря прочным корпусам и защищенным дисплеям, эти приборы смогут работать даже в суровых природных условиях, некоторые модели влагонепроницаемы и в ударопрочном исполнении (пожарные и охотничьи). Тепловизоры могут показывать в реальном времени картину распределения тепловых полей по поверхности исследуемого объекта с точностью до сотых долей градуса Цельсия.

Некоторые модели тепловизоров применяются для контроля объектов электроэнергетики. Перегрев электродвигателей, трансформаторов, силовых линий, утечки газа, различные испарения – всё это будет видно на экране прибора как на ладони. Контроль при полной нагрузке рабочих параметров даёт возможность заблаговременно выявить дефекты, пока они не привели к более тяжким последствиям.

Первоначально технология видения тепла разрабатывалась далеко не для мирных целей. Как и большинство остальных современных технологий, первыми её заполучили именно военные, в настоящем они стали использоваться и для охоты, тепловизор это прекрасная замена камерам ночного видения.

Рекомендуем: Тепловизионный монокуляр FLIR Scout незаменим для охотников и путешественников - любителей наблюдать за дикой природой. Благодаря тепловизору туристический лагерь может быть вовремя осведомлен о приближении непрошеного гостя из леса. При передвижении в темное время суток, особенно в горах, прибор послужит вам «нитью Ариадны».

Первые тепловизоры были дорогостоящими и громоздкими, а устанавливались они только на тяжёлую бронированную технику или винтокрылые летательные аппараты. Затем, в ходе научных экспериментов, эти приборы удалось значительно облегчить и уменьшить в размерах. Так появились прицелы для снайперских винтовок, позволяющие видеть врага даже в полной темноте.

И лишь относительно недавно, в свободной продаже появились удешевлённые аналоги военных тепловых прицелов, которые можно купить и использовать, скажем, для ночной охоты. Более продвинутые приборы для охоты в ночное время разработала компания FLIR Systems (FLIR Scout PS-Series и FLIR Scout TS-Series ), их вы можете приобрести в компании Пергам.

По большому счету, разница между военным и охотничьим тепловым прицелом заключается во времени автономной работы и матрицей. Военные применяют для электропитания своих тепловизоров микрореакторы, работающие на необогащенном атомном топливе, которые позволяют видеть тепло целыми месяцами без подзарядок. А если вы охотник, то уж извините, но микро-реактор вам никто не даст. На охоте придется использовать обычные аккумуляторы, заряда которых вам хватит часов на шесть. Чего вполне хватит, если вы идете охотиться на кабана, лося, медведя или для поиска подранков. Собаку он конечно не заменит, но значительно облегчит и разнообразит процесс охоты.

Тепловизоры в научно-исследовательской деятельности: увидеть то, что скрыто

В фундаментальных и прикладных научных исследованиях часто бывает важно иметь полную картину происходящего внутри наблюдаемого объекта не входя в прямой контакт с ним, не нарушая его целостности и не вторгаясь в проходящие внутри него процессы.

Содержание статьи

Применение тепловизоров в НИОКР

В фундаментальных и прикладных научных исследованиях часто бывает важно иметь полную картину происходящего внутри наблюдаемого объекта не входя в прямой контакт с ним, не нарушая его целостности и не вторгаясь в проходящие внутри него процессы.

В таких случаях тепловизор становится незаменимым помощником исследователя, - инструментом, от которого зачастую зависит успех всей его работы. Тепловизор - мощный, неинвазивный инструмент ученого, способный увидеть все то, что недоступно невооруженному человеческому глазу.

  • Дают полную картину распределения температуры в реальном времени бесконтактным, неразрушающим методом;
  • Определяют характер и место тепловых аномалий;
  • Сохраняют температурные данные;
  • Измеряют температуру;
  • Обеспечивают подробный анализ.

Спектр областей применения тепловидения в научно-исследовательских работах - самый широкий. Это и технические разработки и испытания, и медицина и естественнонаучные исследования. Тепловидение находит свое применение даже в социальных науках!

Тепловидение в промышленных разработках к содержанию

Компании-производители применяют тепловизоры для испытания, тестирования и контроля качества своей продукции.

Производитель тракторов John Deere Werke, Mannheim (Германия) использует тепловизионные камеры FLIR серии E для инспекции шинной резины и камеры серии SC-660 - во время испытания двигателей.

Тепловидение предоставляет неоценимые данные при контроле качества велосипедных рам, армированных углеродным волокном. От своевременного обнаружения дефектов часто зависят жизни людей.

Даже при производстве такой продукции как шампанские вина могут пригодиться данные, полученные с помощью научного тепловизора FLIR SC7000!

Ученые университета Реймса (Франция) смогли быстро и убедительно доказать, какой способ разлива шампанского сохраняет ценные качества вина, такие как запах и вкус.

Тепловидение и тепловизоры в медицине к содержанию

Тепловидение находит применение практически в любой области медицины, как практической, так и исследовательской. Тепловизор поможет быстро поставить точный диагноз там, где бессильны другие средства диагностики. При исследованиях тепловизор предоставит данные, которые помогут приблизиться к решению медицинских проблем и найти лучшие способы лечения разнообразных болезней. Этот уникальный прибор позволяет видеть опухоли и различные внутренние повреждения за счёт того, что воспаления сопровожддаются повышенной температурой тела. Больное место отображается на экране тепловизора в виде красно-желтых пятен. 

Камеры серий SC2000, i3 и i5 использовались в медицинском центре Erasmus (Голландия) при изучении боли и действия местных анестетиков.

Стационарные камеры серии А и портативные серии Т использовались для предотвращения распространения эпидемии птичьего гриппа (SARS) в аэропортах Австралии, Гонконга, Тайваня, Сингапура и Малайзии. Тепловизионные комплексы используются во многих аэропортах, устанавливаются на вокзалах и пропускных пунктах предприятий для дистанционного контроля температуры людей.

С помощью Автоматического температурного компенсатора - разработки компании FLIR - удавалось выделять людей, чья температура была существенно выше средней температуры всех пассажиров.

Камера серии SC5000 была применена датской компанией Technology Foundation STW в составе экпериментальной установки для диагностики дисфункции небольших нервных волокон. По словам ученых, термография позволила значительно увеличить исследуемую область, ускорить процесс анализа, сделать его более комфортным для пациента, а также сэкономить средства.

PergaMed - тепловизионный диагностический комплекс. Собственная разработка компании "Пергам" для широкого применения в разных областях медицины для диагностики бактериальных, вирусных, аллергических, нервно-психических и других заболеваний.

Тепловидение в общественных науках к содержанию

Камеры FLIR SC7000 были использованы в социологическом эксперименте, при исследовании нейроваскулярных элементов социального взаимодействия людей. Для чистоты подобного рода эксперимента чрезвычайно важна спонтанность и непосредственность реакции. Этого невозможно достичь с помощью методов, традиционно применяемых в неврологии - с применением электродов и контактных измерительных приборов, прикрепляемых к коже испытуемых. Решением проблемы стал тепловизор.

Охлаждаемый тепловизор FLIR SC2500 помог ученым проследить историю создания картины немецкого художника XV века Ганса Мемлинга "Триптих Яна Краббе". С помощью тепловизора исследователи смогли увидеть, что находится под верхним слоем краски, не нарушая целостности шедевра.

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

 

Термограммаэто 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.

применение и использование в различных условиях

Тепловизор – это прибор, предназначенный для определения теплового излучения на исследуемой поверхности. Метод исследования – бесконтактный, он обеспечивает бесперебойную работу при изучении движущихся объектов. Устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности.

Принцип действия тепловизора основан на преобразовании энергии инфракрасного излучения в электрический сигнал, который усиливается и воспроизводится на экране индикатора. Распределение температуры отображается на дисплее тепловизора как цветовое поле, где определенной температуре соответствует определенный цвет. Как правило, на дисплее отображается диапазон температуры видимой в объектив поверхности.

Тепловизор

Виды тепловизоров

В зависимости от функций, которые выполняет инструмент, различают несколько его видов:

  1. Измерительные – выдают радиометрическое изображение, в результате чего можно определить температурные показатели всех объектов в зоне наблюдения. Данный вид аппаратуры применяется в медицине, строительстве, промышленности, при тестировании электрооборудования, механических коммуникаций.
  2. Наблюдательные – обеспечивают только визуализацию объектов, находят применение в военном деле, охранных и силовых структурах, в спасательных операциях и т. п.
  3. Пирометры визуальные – разновидность инструментов для наблюдения, которые способны выявить зоны с аномальным температурным режимом.

Несколько лет назад применение тепловизоров было доступно только военным ведомствам. Сегодня эти устройства используют во многих областях производственной деятельности, так как это позволяет решить многие технические вопросы.

Производство развернулось не только в виде отдельно взятых приборов, но и как составная часть гражданских биноклей, прицелов для охотничьего оружия, других оптических механизмов.

Измерительный диапазон – один из факторов, который определяет температурные возможности и условно разделяет модели на 3 типа:

  • Строительные: реагируют на температуру до +3500, применяются для аудита строительных сооружений, определяют качество изоляции, находят места утечек тепла из зданий.
  • Промышленные: температурные границы – более +3500, применяются для диагностики электросетей, промышленных систем.
  • Высокотемпературные: определяют тепловые параметры более +10000, диагностируют технологические процессы с высоким уровнем нагрева.

 Их использование получило широкое распространение в современной жизни как в производственных целях, так и в гражданских нуждах.

Сферы применения

Применение тепловизоров в военном деле

Область применения связана со способностью преобразовывать тепловое излучение в спектр, который воспринимает человеческий глаз, обнаруживать самые незначительные объекты, излучающие электромагнитные волны. Если определить интенсивность излучения, то можно рассчитать температуру исследуемого объекта и предположить, что это. При помощи аппарата определяется разница температур, при отсутствии контакта с объектами, они не реагируют на помехи, не могут быть обнаружены системами слежения, имеют большую дальность действия: от 100 м до 3 км. Эти принципы работы позволяют применять их в самых различных областях.

В военной технике

Новая современная техника поступает сегодня на вооружение, имея в своем арсенале встроенные тепловизорные камеры. Их использование позволяет вести боевые действия в условиях плохой видимости, обнаруживать противника и технику. Помимо этого, устройства устанавливаются на беспилотных самолетах и на технике, управляемой дистанционно.

Возможность «видеть» объекты в ночное время – основной показатель, имеющий значение приборов в военной сфере. Принцип успешной работы аппаратуры заключается в четком обнаружении теплового излучения. Для армии производятся специальные аппараты в виде биноклей, прицелов для оружия, ими оснащаются системы наведения. Они оснащены мощными оптическими механизмами, что увеличивает возможности военных тепловизоров многократно.

В морских приборах

Морской или речной порт является сложным транспортным узлом, и его безопасность может обеспечить только самая совершенная охранная аппаратура. Морские тепловизоры предназначены для обеспечения безопасности водных и прибрежных объектов: портов, причалов, складов, речных вокзалов.

Охота

Тепловизор для охоты – хорошее подспорье для тех, кто увлечен выслеживанием добычи. Использование прибора позволяет отслеживать самого осторожного зверя в любое время суток независимо от погоды и видимости.

Обследование зданий

С помощью тепловизорных датчиков есть возможность обследовать любое сооружение, чтобы определить место утечки тепла. Результаты исследования станут весомым аргументом для того чтобы доказать плохое качество теплоизоляции стен. Для коммунальщиков применение тепловизора для обследования зданий – хорошее средство правильно определить проблемные зоны и направить силы на утепление конкретных мест.

Применение тепловизора в медицине

Медицина

Использование тепловизора в медицине производилось еще во времена СССР. Приборы позволяют распознать характер заболевания, а также увидеть инфицированного человека среди здоровых по температуре тела, характерной для той или иной болезни.

Обследование с помощью специальной аппаратуры, реагирующей на электромагнитные волны, помогает обнаружить воспалительный процесс с точностью до микрона и найти область патологии. Использование аппарата позволит определить, болен пациент или здоров, увидеть источник заболевания, поставить диагноз.

Чрезвычайные ситуации и АСР

Пожарные, вооруженные прибором, могут увидеть наиболее безопасный путь выхода из огня, минуя самые горячие участки. Спасатели, вооруженные аппаратом, в самых трудных ситуациях имеют возможность найти человека в зоне плохой видимости.

Помимо перечисленных сфер, где применение измерительной тепловой техники – необходимое условие успешной деятельности, данные приборы используются и в других областях промышленности и в повседневной жизни людей. Поэтому сегодня производится много их разновидностей, и выбор тепловизора зависит только от цели его использования.

Технические характеристики устройства свидетельствуют о том, можно ли использовать его как универсальный или его специализация более узкая. Границы температур, на которые ориентирован прибор – главный критерий при выборе. Чтобы не допустить ошибку при покупке, необходимо учитывать, что температурный диапазон устройства должен быть больше температуры исследуемого объекта как минимум на 25%.

Классификация

Существует масса критериев классификации тепловизорной аппаратуры. По типу исполнения они бывают стационарные и переносные. Стационарный тепловизор предназначается для наблюдения за одной зоной, поэтому устанавливается фиксировано на определенном месте. Например, на производстве может быть установлена такая модель для слежения за температурой объектов на конвейере.

Портативные тепловизоры используются в строительстве, энергетике, некоторых отраслях промышленности. Они устроены таким образом, что их можно перемещать к различным объектам наблюдения. Их вес колеблется от 300 г до 2 кг. Разные модели оснащаются необходимыми системами: экраном, оптикой, встроенными фотоаппаратами, подсветкой и прочей гарнитурой. Переносные приборы имеют автономный аккумулятор, который обеспечивает питание техники до 8 часов.

 Одной из важных функций является то, что все зафиксированные данные сохраняются в приборе, и затем их можно перенести на компьютер для дальнейшей обработки. Файлы сохраняются в виде фотографий и видео.

Еще больше информации Вы всегда сможете найти в Учебно-методическом пособии

Применение пожарных тепловизоров для решения пожарно-спасательных задач.

Особенности применения

Использование при ликвидации пожаров и проведении аварийно спасательных работ

Сравнение тепловизора и прибора ночного видения

 Сравнение прибора ночного видения с тепловизором

Видим людей через дым

Тепловизор позволяет увидеть людей через дым

Остаток теплового следа

Поиск человека по тепловому следу оставленному по месту его касания на мебели, полу (в зависимости от условий следы сохраняются около 5 минут)

Применение тепловизора в промышленности

Использование тепловизора при поиске горючих, ядовитых жидкостей (сжиженных газов) в емкостях

Тепловизор не способен видеть через стекло автомобиля Применение в энергетике проверка проводки под напряжением

Тепловизор способен видеть скрытую электропроводку под напряжением и различать неравномерность распределения температуры в электропроводах

Возможности в различных условиях

Стекло

ИК излучение не проходит через стекло, однако нагретое стекло будет отображаться, как более светлая область.

Нагретое стекло светлее

Зеркало

ИК излучение отражается через зеркало

Вода

ИК излучение не проходит через воду, в некоторых случаях проникает через туман или изморось.

Инфракрасное излучение не проходит через воду

Пар и Распыленная вода

ИК излучение может проникать или не проникать через пар, в зависимости от его плотности.

Например, туман не является преградой для тепловизора.

Распыленная струя воды и работа тепловизора Выявление горячих пятен тепловизором

Выявление «горячих пятен»

Функция температурного датчика

Некоторые модели тепловизоров имеют функцию TT-датчика. ТТ функция окрашивает наиболее нагретые участки цветом. Чем горячее участок, тем темнее тона (на рисунке – синим цветом)

Пример использования тепловизора с датчиком при пожаре

Пример использования тепловизора с ТТ-датчиком на пожаре

Вариант использования тепловизора на пожаре

Использование тепловизора на пожаре

Видео с пожаров при работе

Материал подготовлен совместно с кафедрой ПС, ФП и ГДЗС (ИПСА ГПС МЧС России)

назначение, устройство, принцип работы на пожаре

Назначение

Тепловизор – это прибор, предназначенный для определения теплового излучения на исследуемой поверхности. Метод исследования – бесконтактный, он обеспечивает бесперебойную работу при изучении движущихся объектов.

Устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности.

Принцип действия основан на преобразовании энергии инфракрасного излучения в электрический сигнал, который усиливается и воспроизводится на экране индикатора.

Распределение температуры отображается на дисплее как цветовое поле, где определенной температуре соответствует определенный цвет. Как правило, на дисплее отображается диапазон температуры видимой в объектив поверхности.

 Еще больше информации Вы всегда сможете найти в Учебно-методическом пособии 

Применение пожарных тепловизоров для решения пожарно-спасательных задач. Смагин М.С.

Устройство

Техническое устройство очень похоже на устройство привычного нам фотоаппарата. Инфракрасные волны, излученные нагретыми предметами, попадают через фокусирующую оптику на тепловизионную матрицу. Изображение с тепловизионной матрицы передаётся на электронную аппаратуру цифровой обработки, а затем подаётся на дисплей.

Электромагнитные волны инфракрасного диапазона, как и привычный нам свет, распространяются в соответствии с законами оптики. Задача фокусирующей оптики — собрать световые волны, отражённые от предметов наблюдаемой сцены и сфокусировать их на матрицу. С практической точки зрения, самой важной характеристикой оптической системы является угол обзора.

Он характеризует, какая часть 360-градусной панорамы вокруг наблюдателя будет отображаться на экране тепловизора. Чем он больше, тем большая часть наблюдаемой сцены будет на экране устройства, но тем сложнее будет разглядеть отдельные детали. Обычно в технической документации на тепловизоры указывают два значения угла обзора – по вертикали и по горизонтали.

Инфракрасные волны, излученные нагретыми предметами, попадают через фокусирующую оптику на тепловизионную матрицу. Изображение с тепловизионной матрицы передается на электронную аппаратуру цифровой обработки, а затем, после обработки подается на систему отображения, выполненную в виде дисплея или окуляра.

Техническое устройство тепловизора

Тепловизионная матрица по своему устройству и характеристикам очень похожа на матрицу фотоаппарата. Как и матрица фотоаппарата, она характеризуется разрешающей способностью, которую обычно указывают не в мегапикселях, а в количестве пикселей по горизонтали и вертикали. Здесь всё точно так же, как в фотоаппаратах: чем выше разрешение матрицы, тем чётче получается фотография.

Ещё одной характеристикой матрицы является динамический диапазон – диапазон температур, в пределах которого предметы разной температуры будут иметь разную яркость на экране устройства.

Аппаратура цифровой обработки очищает тепловизионное изображение от шумов и помех, а также накладывает на него служебную информацию – перекрестие и различные цифровые данные. Именно возможности аппаратуры электронной обработки обеспечивают выполнение большей части функций тепловизора: фотографирование, измерение температуры, раскрашивание и т.д.

Система отображения используется для представления тепловизионной картины оператору. Конструктивно она может выполняться в виде дисплея или в виде окуляра. Каждое решение имеет свои достоинства и недостатки.

Дисплей более уязвим для внешних воздействий. В первую очередь, даже не столько ударов, сколько неизбежных на пожаре грязи и мусора, которые могут существенно усложнить восприятие информации. Дисплейная система имеет более высокую массу, чем окулярная, что также немаловажно. Дисплей потребляет больше энергии батарей, поэтому время работы аппаратуры с окуляром на одной батарее гораздо выше, чем  с дисплеем.

С другой стороны, тепловизор с окуляром практически нельзя использовать в задымлённой зоне, поскольку маска дыхательного аппарата не позволит поднести его непосредственно к глазу.

Дисплей, как техническое устройство, также имеет ряд важных эксплуатационных характеристик. Во-первых, это диагональ (чем больше дисплей, тем проще различить на нём различные объекты). Во-вторых, это яркость (чем ярче дисплей, тем легче с ним работать в дыму). Диагональ, как и всякий линейный размер, измеряется в сантиметрах. Комментарии здесь излишни.

А вот яркость дисплея измеряется физическими единицами – канделами на квадратный метр. Слово кандела, по-итальянски, означает «свеча». Поэтому можно условно говорить, что если дисплей имеет яркость 100 канделл на квадратный метр, то это значит, что если бы такой дисплей имел площадь 1 квадратный метр, то он бы светил так же ярко, как 100 свечей.

Ну и самый главный элемент, дающий энергию для работы всей системы, – это батарея. С технической точки зрения ёмкость батарей измеряется в миллиампер-часах, однако для нас гораздо большую важность имеют практические показатели – время непрерывной работы и время зарядки батареи до полной ёмкости.

Принцип работы на пожаре

Видео про тепловизоры марки FLIR

Принцип действия тепловизора – технические характеристики

Любой объект излучает электромагнитные волны в очень широком диапазоне частот, в том числе и волны в инфракрасном спектре, так называемое «тепловое излучение». При этом интенсивность теплового излучения напрямую зависит от температуры объекта, и лишь в очень малой степени зависит от условий освещенности в видимом диапазоне. Таким образом, при помощи тепловизионного прибора о любом наблюдаемом объекте может быть собрана и визуализирована дополнительная информация, недоступная человеческому глазу и приборам, Тепловизор – устройство, позволяющее визуализировать картину теплового излучения наблюдаемого объекта. Это открывает ряд уникальных возможностей для разных сфер деятельности: точных измерений, контроля технологических процессов, и конечно – обеспечения безопасности.

Принцип действия современных тепловизоров основан 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. В зависимости от модели тепловизоры различаются по величине шага измеряемой температуры. Современные технологии позволяют различать температуру объектов с точностью до 0,05-0,1 К.

 

Многие тепловизионные приборы также оснащены устройствами памяти для записи полученного видеоизображения картины теплового излучения, производительными микропроцессорами, позволяющими осуществлять в режиме реального времени минимальную аналитику полученного в результате сканирования изображения инфракрасного излучения. Довольно часто используется конфигурация совместного использования тепловизора и видеокамеры, что позволяет в общем случае получить изображение объекта в «расширенном» диапазоне объединенных инфракрасного и видимого спектров, а в неблагоприятных условиях (например - отсутствие освещения объекта) наблюдать объект хотя бы в одном из диапазонов. ИК или видимый диапазон могут как накладываться друг на друга, так и транслироваться отдельно. Специальное программное обеспечение позволяет настроить работу тепловизионного комплекса, максимально эффективно скоординировав работу всех входящих в него устройств.

Точность изображения и другие характеристики тепловизора обычно определяются сферой его использования. В научных лабораториях используются более сложные конструкции, имеющие за счет узкой специализации наименьший шаг измеряемой температуры. Для обеспечения безопасности на различных объектах используются модели, фиксирующие тепловое излучение с чуть меньшей точностью, однако работающие на более широком диапазоне частот и с более чем достаточной для эффективного выполнения своих функций точностью. В любом случае, принцип действия тепловизора – измерение и визуализация теплового излучения – востребован во всех сферах жизни современного общества.

Технические характеристики тепловизора

Основными техническими характеристиками тепловизора, на которые обращают внимание специалисты, являются такие параметры, как тип матрицы, фокусное расстояние, чувствительность матрицы, углы обзора и температурный диапазон работы. Конечно, это только основные параметры, существуют и другие.

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

 

Тепловизоры

Тепловизор - это устройство для бесконтактного измерения температуры. Тепловизоры обнаруживают инфракрасную энергию, излучаемую, передаваемую или отражаемую всеми материалами - при температурах выше абсолютного нуля (0 ° Кельвина) - и преобразуют коэффициент энергии в показания температуры или термограммы. Термограмма - это тепловое изображение, отображаемое камерой объекта, излучающего, передающего или отражающего инфракрасную энергию.

OMEGA Engineering предлагает широкий выбор тепловизоров в Сингапуре.

Почему тепловидение?

В то время как точечные инфракрасные термометры отображают только одну температуру в одном месте, эти тепловизионные камеры дают вам полную картину, в некоторых случаях до 19 600 точек! Тепловидение - самый эффективный метод поиска проблем или потенциальных проблем в различных приложениях во многих областях.

Почему мне следует использовать тепловизор для измерения температуры в моем приложении?

Тепловизоры позволяют пользователям измерять температуру в приложениях, где нельзя использовать обычные датчики.В частности, в случаях, связанных с движущимися объектами (например, роликами, движущимися механизмами или конвейерной лентой), или когда требуются бесконтактные измерения из-за загрязнения или опасных причин (таких как высокое напряжение), когда расстояния слишком велики, или где измеряемые температуры слишком высоки для термопар или других контактных датчиков. Тепловизоры обеспечивают изображение, которое показывает разность температур измеряемого объекта. Горячие точки можно увидеть сразу же по сравнению с традиционными инфракрасными пушками, которые усредняют измеряемую площадь.

Почему важно разрешение?

Камера с более высоким разрешением означает, что вы найдете меньшие проблемы на больших расстояниях. Вы можете найти серьезные проблемы, которые можно было бы пропустить с камерой с более низким разрешением. Например, на плате ПК может быть компонент, который перегревается. Тепловизор мгновенно обнаружит горячую точку.

Что мне следует учитывать при выборе тепловизора?

Критические соображения для любого тепловизора включают поле зрения (размер цели и расстояние), тип измеряемой поверхности (соображения излучательной способности), спектральный отклик (для атмосферных эффектов или пропускания через поверхности), температурный диапазон и способ монтажа (переносное портативное устройство или фиксированное крепление). ).Другие соображения включают время отклика, среду, ограничения монтажа, порт просмотра или оконные приложения и желаемую обработку сигнала.

Что подразумевается под полем зрения и почему это важно?

Поле зрения - это угол обзора, под которым работает прибор, который определяется оптикой прибора. Для получения точных показаний температуры измеряемая цель должна полностью заполнять поле обзора прибора.

Что такое коэффициент излучения и как он связан с инфракрасными измерениями температуры?

Коэффициент излучения определяется как отношение энергии, излучаемой объектом при данной температуре, к энергии, излучаемой идеальным излучателем или черным телом при той же температуре. Коэффициент излучения абсолютно черного тела равен 1,0. Все значения коэффициента излучения находятся в диапазоне от 0,0 до 1,0. Большинство инфракрасных термометров могут компенсировать разные значения коэффициента излучения для разных материалов.Как правило, чем выше коэффициент излучения объекта, тем проще получить точное измерение температуры с помощью инфракрасного излучения. Объекты с очень низким коэффициентом излучения (ниже 0,2) могут быть трудными приложениями. Некоторые полированные, блестящие металлические поверхности, такие как алюминий, обладают такой отражающей способностью в инфракрасном диапазоне, что точные измерения температуры не всегда возможны.

Пять способов определения коэффициента излучения

Есть пять способов определить коэффициент излучения материала, чтобы обеспечить точные измерения температуры:
  1. Нагрейте образец материала до известной температуры с помощью точного датчика и измерьте температуру с помощью ИК-прибора.Затем настройте коэффициент излучения, чтобы индикатор отображал правильную температуру.
  2. Для относительно низких температур (до 500 ° F) можно измерить кусок малярной ленты с коэффициентом излучения 0,95. Затем отрегулируйте значение коэффициента излучения, чтобы индикатор отображал правильную температуру материала.
  3. Для высокотемпературных измерений в объекте можно просверлить отверстие (глубина которого как минимум в 6 раз превышает диаметр). Эта дыра действует как черное тело с излучательной способностью 1.0. Измерьте температуру в отверстии, затем отрегулируйте коэффициент излучения, чтобы индикатор отображал правильную температуру материала.
  4. Если на материал или его часть можно нанести покрытие, матовая черная краска будет иметь коэффициент излучения примерно 1,0. Измерьте температуру краски, затем отрегулируйте коэффициент излучения, чтобы индикатор отображал правильную температуру.
  5. Доступны стандартизированные значения коэффициента излучения для большинства материалов. Их можно ввести в прибор для оценки значения коэффициента излучения материала.

Какой тепловизор подходит для моего применения?

Купите инфракрасную камеру с самым высоким разрешением детектора / качеством изображения, которое позволяет ваш бюджет.
Большинство инфракрасных камер имеют меньше пикселей, чем камеры видимого света, поэтому обратите особое внимание на разрешение детектора. Инфракрасные камеры с более высоким разрешением могут измерять меньшие цели с большого расстояния и создавать более четкие тепловые изображения, что в сумме обеспечивает более точные и надежные измерения.

Также помните о разнице между разрешением детектора и дисплея. Некоторые производители могут похвастаться ЖК-дисплеями с высоким разрешением и скрывают свой детектор с низким разрешением, когда разрешение детектора имеет наибольшее значение.

Нужно представить результаты другим? Найдите систему со встроенной камерой видимого света, оснащенной осветительной лампой и лазерной указкой.

Цифровые фотографии, соответствующие вашим ИК-изображениям, помогут вам еще больше задокументировать проблему и сообщить ее точное местоположение лицам, принимающим решения.Лазерные маркеры четко видны на снимках в видимом свете.

Выберите камеру, которая обеспечивает точные и воспроизводимые результаты.

Инфракрасные камеры не только позволяют увидеть разницу в тепле, но и измерять ее. Для достижения наилучших результатов ищите тепловизор, который соответствует или превышает точность ± 2% (или 3,6 ° F). Ваш тепловизор должен включать встроенные в камеру инструменты для ввода значений коэффициента излучения и отраженной температуры. Инфракрасная камера, которая дает вам простой способ ввода и настройки обоих этих параметров, будет производить точные измерения температуры, которые вам нужны в полевых условиях, чтобы сделать лучший вызов.

Найдите ИК-камеру, которая хранит и выводит файлы стандартных форматов.

Многие инфракрасные камеры хранят изображения в собственном формате, который можно прочитать и проанализировать только с помощью специального программного обеспечения. Стандартный формат JPEG со встроенным полным анализом температуры позволяет отправлять ИК-изображения клиентам или коллегам по электронной почте, не теряя при этом важную информацию. Также обратите внимание на инфракрасные камеры, которые позволяют передавать видео в формате MPEG 4 через USB на компьютеры и мониторы.

Рассмотрите Bluetooth и Wi-Fi

Новые инструменты для тестирования и измерения по беспроводной связи передают важные диагностические данные, такие как влажность, сила тока, напряжение и сопротивление, непосредственно на камеру. Данные автоматически аннотируются на тепловом изображении и вставляются в радиометрический JPEG для поддержки результатов ИК. Использование Wi-Fi и приложений для мобильных устройств дает огромную возможность отправлять тепловые изображения и отчеты об ИК-инспекции из одной части объекта в другую или по электронной почте с места, особенно когда время имеет существенное значение.

Эргономические характеристики

Более легкая тепловизионная камера снизит нагрузку на плечо и спину во время длительных осмотров. Некоторые модели имеют системы линз, которые наклоняются по оси 120 градусов, что позволяет пользователям удобно держать экран перед собой. Одна или две дополнительные кнопки могут фактически упростить использование камеры, в отличие от использования одной кнопки для перехода по лабиринту пунктов меню. Кнопки должны быть интуитивно понятны и удобны в использовании.Некоторые камеры имеют встроенные сенсорные экраны.

Картинка в картинке (P-i-P) ​​и / или объединение изображений

Позволяет комбинировать тепловые изображения и изображения в видимом свете для создания более простых для понимания отчетов.

Программное обеспечение для создания отчетов

Можете ли вы создавать мгновенные отчеты прямо с камеры или на мобильном устройстве с камерами с поддержкой Wi-Fi? Может ли он выполнять широкий спектр задач от простых точечных измерений до индивидуальных радиометрических калибровок или создавать специализированный анализ данных с помощью стороннего программного обеспечения, такого как MatLab ™ или Excel?

Диапазон температур

Также важны температурный диапазон и чувствительность камеры.Диапазон показывает, какие минимальные и максимальные температуры может измерять камера (типичный пример - от -4 ° F до 2192 ° F).

Защитите свои инвестиции

Выбирайте камеры с обширной программой расширенной гарантии, чтобы защитить свои вложения в долгосрочной перспективе.

Техническая поддержка и обучение

Качество обслуживания клиентов и глубина доступной технической поддержки должны быть неотъемлемой частью вашего решения о том, какую инфракрасную камеру купить.

См. «12 вещей, которые следует учесть перед покупкой инфракрасной камеры. Руководство по инвестированию в инфракрасную камеру» от FLIR, чтобы узнать об этом более подробно.

Тепловизоры

Тепловизор - это устройство для бесконтактного измерения температуры. Тепловизоры обнаруживают инфракрасную энергию, излучаемую, передаваемую или отражаемую всеми материалами - при температурах выше абсолютного нуля (0 ° Кельвина) - и преобразуют коэффициент энергии в показания температуры или термограммы.Термограмма - это тепловое изображение, отображаемое камерой объекта, излучающего, передающего или отражающего инфракрасную энергию.

OMEGA Engineering предлагает широкий выбор тепловизоров на Тайване.

Почему тепловидение?

В то время как точечные инфракрасные термометры отображают только одну температуру в одном месте, эти тепловизионные камеры дают вам полную картину, в некоторых случаях до 19 600 точек! Тепловидение - самый эффективный метод поиска проблем или потенциальных проблем в различных приложениях во многих областях.

Почему мне следует использовать тепловизор для измерения температуры в моем приложении?

Тепловизоры позволяют пользователям измерять температуру в приложениях, где нельзя использовать обычные датчики. В частности, в случаях, связанных с движущимися объектами (например, роликами, движущимися механизмами или конвейерной лентой), или когда требуются бесконтактные измерения из-за загрязнения или опасных причин (таких как высокое напряжение), когда расстояния слишком велики, или где измеряемые температуры слишком высоки для термопар или других контактных датчиков.Тепловизоры обеспечивают изображение, которое показывает разность температур измеряемого объекта. Горячие точки можно увидеть сразу же по сравнению с традиционными инфракрасными пушками, которые усредняют измеряемую площадь.

Почему важно разрешение?

Камера с более высоким разрешением означает, что вы найдете меньшие проблемы на больших расстояниях. Вы можете найти серьезные проблемы, которые можно было бы пропустить с камерой с более низким разрешением. Например, на плате ПК может быть компонент, который перегревается.Тепловизор мгновенно обнаружит горячую точку.

Что мне следует учитывать при выборе тепловизора?

Критические соображения для любого тепловизора включают поле зрения (размер цели и расстояние), тип измеряемой поверхности (соображения излучательной способности), спектральный отклик (для атмосферных эффектов или пропускания через поверхности), температурный диапазон и способ монтажа (переносное портативное устройство или фиксированное крепление). ). Другие соображения включают время отклика, среду, ограничения монтажа, порт просмотра или оконные приложения и желаемую обработку сигнала.

Что подразумевается под полем зрения и почему это важно?

Поле зрения - это угол обзора, под которым работает прибор, который определяется оптикой прибора. Для получения точных показаний температуры измеряемая цель должна полностью заполнять поле обзора прибора.

Что такое коэффициент излучения и как он связан с инфракрасными измерениями температуры?

Коэффициент излучения определяется как отношение энергии, излучаемой объектом при данной температуре, к энергии, излучаемой идеальным излучателем или черным телом при той же температуре.Коэффициент излучения абсолютно черного тела равен 1,0. Все значения коэффициента излучения находятся в диапазоне от 0,0 до 1,0. Большинство инфракрасных термометров могут компенсировать разные значения коэффициента излучения для разных материалов. Как правило, чем выше коэффициент излучения объекта, тем проще получить точное измерение температуры с помощью инфракрасного излучения. Объекты с очень низким коэффициентом излучения (ниже 0,2) могут быть трудными приложениями. Некоторые полированные, блестящие металлические поверхности, такие как алюминий, обладают такой отражающей способностью в инфракрасном диапазоне, что точные измерения температуры не всегда возможны.

Пять способов определения коэффициента излучения

Есть пять способов определить коэффициент излучения материала, чтобы обеспечить точные измерения температуры:
  1. Нагрейте образец материала до известной температуры с помощью точного датчика и измерьте температуру с помощью ИК-прибора. Затем настройте коэффициент излучения, чтобы индикатор отображал правильную температуру.
  2. Для относительно низких температур (до 500 ° F) кусок малярной ленты с коэффициентом излучения 0.95, можно измерить. Затем отрегулируйте значение коэффициента излучения, чтобы индикатор отображал правильную температуру материала.
  3. Для высокотемпературных измерений в объекте можно просверлить отверстие (глубина которого как минимум в 6 раз превышает диаметр). Эта дыра действует как черное тело с излучательной способностью 1,0. Измерьте температуру в отверстии, затем отрегулируйте коэффициент излучения, чтобы индикатор отображал правильную температуру материала.
  4. Если на материал или его часть можно нанести покрытие, матовая черная краска будет иметь коэффициент излучения примерно 1.0. Измерьте температуру краски, затем отрегулируйте коэффициент излучения, чтобы индикатор отображал правильную температуру.
  5. Доступны стандартизированные значения коэффициента излучения для большинства материалов. Их можно ввести в прибор для оценки значения коэффициента излучения материала.

Какой тепловизор подходит для моего применения?

Купите инфракрасную камеру с самым высоким разрешением детектора / качеством изображения, которое позволяет ваш бюджет.
Большинство инфракрасных камер имеют меньше пикселей, чем камеры видимого света, поэтому обратите особое внимание на разрешение детектора. Инфракрасные камеры с более высоким разрешением могут измерять меньшие цели с большого расстояния и создавать более четкие тепловые изображения, что в сумме обеспечивает более точные и надежные измерения.

Также помните о разнице между разрешением детектора и дисплея. Некоторые производители могут похвастаться ЖК-дисплеями с высоким разрешением и скрывают свой детектор с низким разрешением, когда разрешение детектора имеет наибольшее значение.

Нужно представить результаты другим? Найдите систему со встроенной камерой видимого света, оснащенной осветительной лампой и лазерной указкой.

Цифровые фотографии, соответствующие вашим ИК-изображениям, помогут вам еще больше задокументировать проблему и сообщить ее точное местоположение лицам, принимающим решения. Лазерные маркеры четко видны на снимках в видимом свете.

Выберите камеру, которая обеспечивает точные и воспроизводимые результаты.

Инфракрасные камеры не только позволяют увидеть разницу в тепле, но и измерять ее.Для достижения наилучших результатов ищите тепловизор, который соответствует или превышает точность ± 2% (или 3,6 ° F). Ваш тепловизор должен включать встроенные в камеру инструменты для ввода значений коэффициента излучения и отраженной температуры. Инфракрасная камера, которая дает вам простой способ ввода и настройки обоих этих параметров, будет производить точные измерения температуры, которые вам нужны в полевых условиях, чтобы сделать лучший вызов.

Найдите ИК-камеру, которая хранит и выводит файлы стандартных форматов.

Многие инфракрасные камеры хранят изображения в собственном формате, который можно прочитать и проанализировать только с помощью специального программного обеспечения.Стандартный формат JPEG со встроенным полным анализом температуры позволяет отправлять ИК-изображения клиентам или коллегам по электронной почте, не теряя при этом важную информацию. Также обратите внимание на инфракрасные камеры, которые позволяют передавать видео в формате MPEG 4 через USB на компьютеры и мониторы.

Рассмотрите Bluetooth и Wi-Fi

Новые инструменты для тестирования и измерения по беспроводной связи передают важные диагностические данные, такие как влажность, сила тока, напряжение и сопротивление, непосредственно на камеру.Данные автоматически аннотируются на тепловом изображении и вставляются в радиометрический JPEG для поддержки результатов ИК. Использование Wi-Fi и приложений для мобильных устройств дает огромную возможность отправлять тепловые изображения и отчеты об ИК-инспекции из одной части объекта в другую или по электронной почте с места, особенно когда время имеет существенное значение.

Эргономические характеристики

Более легкая тепловизионная камера снизит нагрузку на плечо и спину во время длительных осмотров.Некоторые модели имеют системы линз, которые наклоняются по оси 120 градусов, что позволяет пользователям удобно держать экран перед собой. Одна или две дополнительные кнопки могут фактически упростить использование камеры, в отличие от использования одной кнопки для перехода по лабиринту пунктов меню. Кнопки должны быть интуитивно понятны и удобны в использовании. Некоторые камеры имеют встроенные сенсорные экраны.

Картинка в картинке (P-i-P) ​​и / или объединение изображений

Позволяет комбинировать тепловые изображения и изображения в видимом свете для создания более простых для понимания отчетов.

Программное обеспечение для создания отчетов

Можете ли вы создавать мгновенные отчеты прямо с камеры или на мобильном устройстве с камерами с поддержкой Wi-Fi? Может ли он выполнять широкий спектр задач от простых точечных измерений до индивидуальных радиометрических калибровок или создавать специализированный анализ данных с помощью стороннего программного обеспечения, такого как MatLab ™ или Excel?

Диапазон температур

Также важны температурный диапазон и чувствительность камеры.Диапазон показывает, какие минимальные и максимальные температуры может измерять камера (типичный пример - от -4 ° F до 2192 ° F).

Защитите свои инвестиции

Выбирайте камеры с обширной программой расширенной гарантии, чтобы защитить свои вложения в долгосрочной перспективе.

Техническая поддержка и обучение

Качество обслуживания клиентов и глубина доступной технической поддержки должны быть неотъемлемой частью вашего решения о том, какую инфракрасную камеру купить.

См. «12 вещей, которые следует учесть перед покупкой инфракрасной камеры. Руководство по инвестированию в инфракрасную камеру» от FLIR, чтобы узнать об этом более подробно.

Инфракрасная термография: принцип работы и применение

Инфракрасная термография - это технология бесконтактных датчиков, используемая для измерения температуры поверхности объектов. Поскольку в нем используется бесконтактный метод измерения, он не оказывает никакого влияния на объекты измерения.Он также имеет очень долгий срок службы и не требует значительного обслуживания. Инфракрасный термографический датчик может использоваться для поточного мониторинга, поскольку он компактен и имеет очень хорошее время отклика, поэтому он может улавливать быстрые и динамические движения.

На рынке доступно несколько типов инфракрасных термографических датчиков; тепловизионная камера, инфракрасный термометр и пирометр отношения. Все они работали по схожему принципу. Эти датчики обычно доступны с различной рабочей длиной волны для измерений в различных приложениях.Тепловизионная камера предлагает дополнительную возможность визуализировать тепловую карту температуры поверхности объектов на изображениях, что обеспечивает дополнительную ценность для проверки качества в производственном секторе.

Инфракрасный принцип действия

Инфракрасные датчики измеряют температуру на основе инфракрасного излучения. Инфракрасное излучение - это часть электромагнитного излучения, которое излучается каждым объектом при температуре выше абсолютного нуля. Излучение, испускаемое объектом, пропорционально его внутренней температуре.Через оптику термографа лучи фокусируются на детекторном элементе, который генерирует электрический сигнал, пропорциональный излучению. Сигналы обрабатываются и усиливаются, чтобы генерировать выходные сигналы, которые напрямую преобразуются в температуру. Эти данные могут отображаться на компьютере или отправляться в систему управления через интерфейс подключения.

Инфракрасное измерение температуры основано на законе излучения Планка. Он описывает корреляцию спектрального излучения черного тела в космос в зависимости от его температуры и длины волны.Уравнение было упрощено в соответствии с законом Стефана-Больцмана, чтобы определить взаимосвязь между электрическим сигналом (U) от детектора и температурой объекта (T).

U ~ εT4

Приведенная выше корреляция показывает влияние коэффициента излучения объекта (ε) на температуру объекта. Черное тело имеет коэффициент излучения 1, но на самом деле коэффициент излучения реальных объектов меньше 1, так как оно излучает меньше инфракрасного излучения, чем черное тело. Коэффициент излучения сильно зависит от материалов, температуры поверхности, длины волны и схемы измерения.Ошибка измерения до 10% может возникнуть в результате использования неправильного значения коэффициента излучения.

Выбор инфракрасной термографии

Выбор подходящей технологии для инфракрасной термографии должен основываться на рабочей длине волны, при которой погрешность измерения минимальна. Он может варьироваться в зависимости от типа измеряемого объекта.

Металлы

Например, предлагается измерять температуру металлических материалов на длине волны, при которой металлы обладают относительно высокой излучательной способностью.Следует использовать как можно более короткую длину волны, поскольку погрешности измерения возрастают в зависимости от длины волны. Оптимум обычно достигается при длине волны 0,8 - 1 мкм.

Пластмассы

Для пластмассовых материалов оптимальные результаты достигаются, когда измерения проводятся на длине волны, при которой коэффициент пропускания пластмассы незначителен. Также следует учитывать толщину пластика, поскольку тонкие материалы обладают большей пропускающей способностью, чем толстые пластики. Оптимальный диапазон длин волн может быть определен путем испытания пластмассовых материалов.Это может быть от 3,43 мкм для тонких пластиков или от 8 до 14 мкм для более толстых.

Стекло

Использование инфракрасного термографического датчика для измерения температуры стекла требует тщательного выбора диапазона длин волн, чтобы облегчить измерение температуры различных слоев стеклянных поверхностей. Обычно более короткая длина волны от 1 мкм до 3,9 мкм подходит для измерения температуры более глубокого слоя. Для температуры поверхности рекомендуется рабочая длина волны 5 мкм. Если температура стекла достаточно низкая, можно рассмотреть более длинноволновую часть от 8 до 14 мкм.Однако коэффициент излучения стекла следует отрегулировать примерно до 0,85, чтобы компенсировать эффект отражения.

Применение инфракрасной термографии в промышленности

Испытания и измерения

Инфракрасная технология предлагает быстрое измерение и точное измерение температуры, что имеет решающее значение для исследовательских и испытательных приложений в промышленных и академических лабораториях. Сообщается, что исследователи использовали инфракрасную камеру, инфракрасный термометр и многоцветный пирометр для измерения температуры отдельных частиц в реакторе сжигания угля в попытке понять переходные явления, лежащие в основе горения частиц угля, для практической разработки новой технологии горелки с низким уровнем выбросов.Эта инфракрасная технология может фиксировать переходные изменения, происходящие за миллисекунды, которые невозможно измерить с помощью обычной термопары. В промышленных условиях это квалифицированная и одобренная сенсорная технология для измерения, мониторинга и контроля температуры технологического процесса.

Литье под давлением


Температура определяет качество готовой продукции при литье под давлением или 3D-печати. Правильная температура имеет решающее значение для гарантии того, что производимая продукция не имеет дефектов.Это особенно верно для производства автомобильных продуктов, где крошечные вмятины или дефекты недопустимы. Тепловизор использовался в онлайн-системе для измерения распределения температуры поверхности продуктов. Его можно интегрировать с системой ПЛК, чтобы автоматически отклонять сборки, если измеренная температура не находится в нормированном диапазоне.

Производство


В обрабатывающей промышленности температура является одним из параметров, который сильно влияет на качество производимой продукции.Например, качество готовых изделий из стекла сильно зависит от температуры расплавленного стекла. Для этого был разработан специальный тепловизор для контроля температуры стекла. В металлургической промышленности мониторинг температуры расплавленных металлов необходим для правильного поддержания технологической температуры во время литья. Для этого требуется специальный инфракрасный датчик, который предлагает подходящий спектральный диапазон и быстрый отклик.

Контроль состояния

Тепловизионная камера - одна из самых востребованных технологий в качестве инструмента профилактического обслуживания в промышленных процессах.Его можно использовать для мониторинга состояния для обнаружения горячих точек на важнейшем технологическом оборудовании, таком как насосы. Горячие точки обычно указывают на проблемы в оборудовании, которые могут быть вызваны ослабленными винтами, износом подшипников или перегревом. Раннее обнаружение проблем позволяет ремонтировать и обслуживать оборудование до того, как произойдет катастрофический сбой, что может спасти компании жизни и деньги.

Инфракрасная термография для электрических распределительных систем

В этом руководстве представлен базовый обзор теории и процедур, связанных с инфракрасным сканированием электрических распределительных систем.Фото: TestGuy

Хорошо известно, что тепло, выделяемое из-за высокого электрического сопротивления, обычно предшествует сбоям в электросети. По этой причине инфракрасное сканирование является важной мерой для поиска и устранения неисправностей, диагностики и профилактического обслуживания в системах распределения электроэнергии.

Тепловизоры чаще всего используются для проверки целостности электрических систем, так как процедуры тестирования являются бесконтактными и могут выполняться быстро при работающем оборудовании.Сравнение тепловой сигнатуры нормально работающей части оборудования с той, которая оценивается на предмет аномальных условий, предлагает отличные средства поиска и устранения неисправностей.

Даже если аномальное тепловое изображение до конца не изучено, его можно использовать для определения необходимости дальнейшего тестирования. Правильное определение и интерпретация тепловых аномалий требует не только опыта в применении термографии, но также более обширного обучения и практического опыта.

Это руководство представляет собой общий обзор теории и процедур, связанных с термографическим контролем электрических распределительных систем.

Основные принципы и теория инфракрасного излучения

Электромагнитная энергия - это излучение в форме волн, обладающих электрическими и магнитными свойствами. Электромагнитные волны могут принимать несколько форм, таких как свет, радиочастота и инфракрасное излучение - основное различие между всеми этими формами заключается в их длине волны.

Тепловое излучение - это движение тепла в виде лучистой энергии (электромагнитных волн), движущихся без прямой среды передачи. Инфракрасная термография - это наука об использовании электронных оптических устройств для обнаружения и измерения теплового излучения и сопоставления его с температурой поверхности.

Электромагнитные волны могут принимать разные формы, например световые, радиочастотные и инфракрасные. Фото: Викимедиа.

Электромагнитный спектр - это диапазон всех типов электромагнитного излучения в зависимости от длины волны. Объекты, подлежащие обследованию с помощью ИК-камеры, излучают энергию, измеряемую в инфракрасном спектре.По мере того, как объект нагревается, он излучает больше энергии.

В то время как электромагнитное излучение (свет) видно человеческому глазу, излучаемое тепло видно только людям через тепловизионные системы. Чрезвычайно горячие цели способны излучать достаточно энергии, чтобы их мог заметить человеческий глаз.

Важные термины

  • Инфракрасный - Произведено от термина «прошедший красный цвет», обозначающий место, которое эта длина волны занимает в электромагнитном спектре.
  • Термография - Произведено от корневого слова, означающего «изображение температуры».«Наука об использовании электронных оптических устройств для обнаружения и измерения теплового излучения.
  • Тепловая подпись - Инфракрасная энергия, излучаемая объектом в определенный момент времени.
  • Термограмма - Изображение тепловой сигнатуры, обработанное электронным способом, так что различные цветовые тона соответствуют распределению инфракрасного излучения по поверхности цели.
  • Качественная термография - Сравнивает и сравнивает тепловые сигнатуры аналогичных компонентов в аналогичных условиях.Большая часть работ по электротермографии является качественной, это означает, что она просто сравнивает тепловые сигнатуры похожих компонентов.
  • Количественная термография - Измерения с высокой точностью. Количественная термография требует полного понимания переменных и ограничений, влияющих на точность измерения температуры поверхности, таких как пропускание, поглощение и излучение.
  • Передача - Прохождение лучистой энергии через материал или структуру.
  • Absorption - Перехват лучистой энергии. Инфракрасное излучение может поглощаться поверхностью, вызывая изменение температуры и излучение большего количества энергии от поверхности объекта.
  • Emission - Разряд лучистой энергии.

Коэффициент излучения

Видимый свет и инфракрасное излучение ведут себя одинаково. Инфракрасное излучение отражается от некоторых поверхностей, например от блестящих металлов, которые часто называют «тепловыми зеркалами».«Одна из проблем инфракрасного сканирования заключается в том, что поверхности с низким коэффициентом излучения, такие как электрические шины распределительного щита, неэффективно излучают энергию и отражают свое тепловое окружение.

Поверхности с низким коэффициентом излучения, такие как распределительная шина, неэффективно излучают энергию и отражают тепловое окружение.

Количество тепла, излучаемого объектом, зависит от того, насколько эффективно его поверхность излучает инфракрасную энергию. Большинство неметаллических материалов, таких как оболочки кабелей или изолированные шины, являются эффективными излучателями.Это означает, что при повышении температуры они излучают гораздо больше энергии.

Неокрашенные или не сильно окисленные металлы менее эффективно излучают энергию, они, как известно, имеют низкий коэффициент излучения. Когда нагревается голый металл, трудно увидеть разницу между холодной и теплой поверхностью.

Коэффициент излучения также может изменяться в зависимости от состояния поверхности, текстуры, температуры и длины волны. Эффективная излучательная способность объекта также может изменяться в зависимости от угла зрения.

В большинстве настроек камеры и программного обеспечения для составления отчетов можно делать поправки как на коэффициент излучения, так и на отраженный тепловой фон. Для многих материалов были разработаны таблицы поправки на коэффициент излучения, которые могут быть полезны для понимания того, как материал будет вести себя.

Табличные значения коэффициента излучения

следует использовать только в качестве ориентира, поскольку точный коэффициент излучения материала может отличаться от этих значений в зависимости от переменных, указанных в таблицах. Поверхности с низким коэффициентом излучения могут быть изменены для увеличения коэффициента излучения путем покрытия изолентой или краской (когда это безопасно).

Значения излучательной способности обычных материалов
Материал Коэффициент излучения
3М Супер 33 0,96
Алюминий полированный 0,05
Медь полированная 0,01
Медь окисленная 0,065
Медь сильно окисленная 0.78
Краска средняя на масляной основе 0,94
Фарфор глазурованный 0,92
Резина 0,93
Вода 0,98

Основные сведения об инфракрасной камере

Тепловизор - это устройство, которое обнаруживает тепловые узоры в инфракрасном спектре длин волн без прямого контакта с оборудованием.Инфракрасное излучение фокусируется объективом камеры на детектор, который считывается электроникой в ​​тепловизионной системе.

Сигнал, создаваемый тепловизором, обычно создается изменением напряжения или электрического сопротивления, которое преобразуется в электронное изображение (термограмму) на экране дисплея.

Инфракрасные камеры

доступны в различных стилях и разрешениях. Какая камера лучше всего подходит для проверки, зависит от типа проверяемого оборудования и условий окружающей среды.

Матрица в фокальной плоскости (FPA) - это устройство считывания изображений, которое состоит из инфракрасных детекторов, расположенных в фокальной плоскости линзы. Каждый датчик в массиве представляет один пиксель на экране.

Современные тепловизоры имеют FPA в диапазоне от 1616 до 640480 пикселей. Для специализированных приложений доступны массивы с разрешением более 10

Seek Thermal SHOT PRO Imaging Camera Инфракрасный тепловизор Фото / видео ночного видения / Большой сенсорный экран 320x240 / Wifi | |

Seek Thermal SHOT / SHOT PRO Imaging Camera инфракрасная камера Фото / видео ночного видения / большой сенсорный экран / 206x156 или 320x240 / Wifi

Два разных размера сенсора.Все те же отличные функции и возможности.


ВЫСТРЕЛ:


ВЫСТРЕЛ:


Доставка:

Мы отправим все товары в течение 1-3 рабочих дней после получения оплаты, наша цель: отправить их как можно быстрее.

Стандартная доставка: в США, Великобританию и Австралию через ePacket, требуется 7-12 рабочих дней.

Ускоренная / стандартная международная доставка курьером FedEx, DHL, TNT и EMS: в США требуется 3-6 рабочих дней, в другие страны обычно требуется 4-8 рабочих дней.Но иногда международная доставка сильно зависит от курьерская компания и местные таможни / пошлины.

Импортные пошлины и налоги не включены в стоимость товара или стоимость доставки. Ответственность за эти расходы несет покупатель.

Гарантия и политика возврата:

Мы призываем всех клиентов общаться с нами через сообщения eBay.Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии относительно наших продуктов или списков, мы ждем вашего ответа.

На этот продукт предоставляется гарантия сроком 1 год. Если продукт неисправен при правильном использовании в соответствии с инструкциями

в течение гарантийного срока, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы получить инструкции по отправке и отправить ее обратно за вашу стоимость доставки.

После получения вашего возвращенного товара проводится оценка и расследование в течение 30 дней. Совершенно новый сменный блок будет отправлен вам по нашей стоимости доставки, если он соответствует нашим гарантийным требованиям.

Введение в ИК (часть 3): чувствительность, разрешение и частота кадров

  • ОБОРОНА
  • Прицелы для RCWS
  • Улучшение зрения водителя
  • OEM-системы для обороны
  • Тепловизионные ядра
  • БЕЗОПАСНОСТЬ
  • Тепловизионные камеры
  • Многокамерные системы PTZ
  • Многоспектральные камеры
  • Портативные тепловизоры
  • OEM-камеры для безопасности
  • ПРОМЫШЛЕННЫЙ
  • Камеры обнаружения утечки газа
  • АВИАЦИЯ
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *