Принцип работы тепловизора: применение и использование в различных условиях

Содержание

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 ег

что за прибор, когда и как используется

Устройство, которое измеряет количество тепла, а также способно проанализировать циркуляцию воздуха называется тепловизор. При помощи этого прибора можно выявить различные дефекты в здании, такие как щели и трещины. Они становятся причиной утечки тепла и других мало приятных явлений в квартире. Но работа этого устройства не ограничивается обнаружением утечек, также при помощи его проводят обширные аналитические работы на промышленных объектах.

Термограмма — это функция тепловизора, которая визуально показывает всю тепловую карту объекта. Благодаря этому можно легко и быстро проанализировать общее состояние здания и найти причины утечек. Своевременное выявление дефектов и причин утечек тепла позволит заняться исправлением ситуации. Поэтому диагностика тепловизором может решить множество проблем и сэкономить ваши деньги. Различные дефекты не только могут приводить к потере тепла, но и к разрушениям здания и появлению плесени.

Идеальным сезоном для проведения проверки считаются холодные времена года. Поздней осенью и зимой можно наиболее полно оценить качество работы отопления и более явно заметить даже самые мелкие утечки. Также в этом случае удобно проводить аналитику на основе температуры снаружи и показателей температуры внутри помещения. Еще можно рассчитать, как тепло распределяется по различным поверхностям дома и в каком количестве.

Таким образом этот прибор имеет широкое применение в различных сферах исследований. Он может не только указать на причины потери тепла, но и на дефекты и неисправности, приводящие к разрушениям. Также можно выявить причину повышенной влажности и появления плесени.


Как устроен тепловизор?

Это устройство способно давать точные и быстрые результаты, которые можно увидеть уже непосредственно на экране. Так как устроен тепловизор и по какому принципу он работает?

Тепловизор работает по принципу бесконтактного замера. Он реагирует на инфракрасное излучение объектов. Такое ИК излучение есть у всех предметов, чья температура выше абсолютного нуля. И поэтому чем предмет теплее, тем больше будет его излучение. Прибор же регистрирует эти излучения и выводит их на дисплей. Так в общих словах можно описать как работает тепловизор.


Если же разбирать устройство тепловизора более подробно, то его можно сравнить со сканером, ориентирующимся на электромагнитные реакции объектов. Матричный приемник ИК излучения является основным элементом прибора. После фиксации сигнала он переводится в электронный и затем передается на дисплей в виде электронного изображения. Такое изображение называется термограмма.

Это изображение содержит в себе обработанные данные об инфракрасном излучении всех предметов. Визуально оно представлено в виде изображения с различными градациями цвета. Этот цвет и обозначает интенсивность излучения. Эксперт уже может просто взглянув на дисплей определить приблизительно проблемы и дефекты здания.

В зависимости от области применения уже существуют различные виды тепловизоров со своими особенностями. Иногда от модели зависит и на какое расстояние работает тепловизор. В нашей независимой лаборатории мы используем профессиональные измерительные приборы, которые проходят все необходимые проверки и настройки для того, чтобы давать только точные результаты.


Что может стать поводом для проверки здания тепловизором?

Для того, чтобы понять зачем необходима тепловизионная проверка, нужно выяснить, с какими проблемами может столкнуться человек. Чаще всего эту проверку проводят при разнице в показаниях температур в помещениях. Если вы замечаете, что даже при исправной работе отопительных приборов у вас недостаточно тепло, то это может стать причиной для данной проверки. Различные дефекты в стенах, щели у окон или же зазоры в кровле. Все это может также в дальнейшем приводить к разрушению имущества или другим проблемам.

Современные приборы постоянно совершенствуются и модернизируются. Они уже способны не только наглядно показать тепловизионную карту на экране, но и подсчитать точную разницу температур. Такая функция незаменима при проверке прочности конструкции дома. Как было сказано раньше, такой прибор может использоваться для различных целей. Можно выявить как щели, так и неисправности в вентиляции или трубопроводе.



Закажите бесплатно консультацию эколога


Условия для проведения тепловизионной проверки

Как и у любой другой проверки проверка дома тепловизором тоже имеет свои условия, которые следует соблюдать:

  • Для наиболее точных результатов все измерения следует проводить или до восхода солнца или с закатом. Все дело в том, что солнце нагревает воздух и тем самым разница температур уменьшается. В этом случае проверка тепловизором даст более искаженные результаты.
  • Существуют и предписания для разницы в температуре. Для проведения исследования необходимо, чтобы разница между температурой в помещении и вне его была не меньше 10 градусов Цельсия. Таким образом прибор наиболее точно сможет зафиксировать показания.
  • Внешние показатели также важны для результатов исследования. Влажность воздуха и сила ветра способны повлиять на итоги проверки. При проведении замеров приборов сила ветра не должна превышать 2 метра в секунду. Повышенная влажность негативно влияет на качество работы тепловизора, поэтому выбирайте время, когда воздух на улице максимально сухой.
  • Помещения, в которые будет проверка лучше всего оставлять закрытыми. Это стабилизирует температуру и предотвратит движения тепловых масс.
  • Перед тем, как проверить дом тепловизором также учитывайте качество функционирования отопительной системы. Перепады мощности могут повлиять на все показания.
  • Поздняя осень и зима идеальны для такой проверки. Разница температур дает обнаружить даже самые маленькие дефекты, вызывающие проблемы с теплом.

Если все условия были соблюдены, то вы можете не беспокоиться о точности результатов. Наши специалисты в кратчайшие сроки проведут все необходимые замеры и расчеты, а вы получите официальный отчет проверки со всеми результатами.


Какие преимущества дает использование тепловизора?

Сейчас использование тепловизоров для различных исследований очень распространено. Все потому, что этот прибор не только очень удобный, но и обладает рядом уникальных функций, необходимых для различных аналитических работ. Специалисты используют этот прибор при различных проверках как на производствах, так и в частных домах. Этот вид диагностики является очень эффективным и максимально точно дает представление о состоянии отопительной системы. Также позволяет выявить различные дефекты. Причинами утечки тепла могут быть не только трещины или неисправность систем отопления. При неправильно установленных оконных системах между рамой и стеной могут образоваться зазоры, через которое тепло и выветривается. Помимо этого, все этом может стать причиной повышенной влажности в доме или разрушений. Ведь даже маленькая трещинка со временем может увеличиться и стать уже большой проблемой. А этот прибор уже на первоначальном этапе поможет заметить дефект, и вы сможете с легкостью его ликвидировать.

Благодаря термограмме можно непосредственно наблюдать результаты в виде тепловой карты на дисплее. И поэтому тепловизор для проверки тепла можно использовать не только внутри помещения. Проведение исследования снаружи поможет наиболее полно и точно составить картину ситуации и обнаружить все утечки. Только в этом случае необходимо обратить внимание на возможность погрешностей.

Вот вы провели это исследование и обнаружили дефекты, что же дальше? По результатам проверки наши эксперты-экологи проведут консультацию для вас, и вы будете знать как устранить обнаруженные нарушения. Также может быть выявлено, что нарушения были допущены еще на этапе строительства. Тогда с нашими результатами проверки вы можете подать жалобу на застройщика или ЖКХ.

Как работает тепловизор: аналитика внутренней части здания

Для достижения наилучших точных результатов следует проверить тепловизором именно циркуляцию во внутренней части помещения. Из-за того, что при исследовании наружных поверхностей могут быть большие погрешности именно внутренние измерения дают точные результаты. В данном случае процесс тепловизионной проверки включает в себя проверку всей внутренней конструкции здания. Также при проверке балконов, крыш или фасадов рекомендуется выбрать именно внутренний способ проверки, так как он не дает таких погрешностей в измерениях. Погрешность при наружном сканировании связана больше всего с постоянной циркуляцией воздуха. Именно из-за этого показатели все время меняются и нельзя найти точное значение. Даже в безветренную погоду естественная циркуляция все равно происходит, чего мы не наблюдаем в закрытых помещениях.

Такая проверка протечки тепловизором может выявить различные причины перепадов температуры в здании. Существуют холодные мосты, то есть особые места в помещении, где не удерживается тепло из-за повышенной теплоотдачи. В помещениях с таким явлением часто можно заметить повышенную влажность и сырость. Все это становится причиной появления плесени, которая опасна для здоровья. Со временем все это приводит к более серьезным последствиям и порче имущества. Не стоит забывать, что плохие условия в доме влияют и на качество жизни человека. Так что необходимо заняться устранением не только потери тепла, но и повышенной влажности и различных дефектов.

Если вы почувствовали, что у вас дома холодно, но все системы работают исправно, то не откладывайте обращение к специалистам. В нашей лаборатории вы не только можете заказать исследование тепловизором, но и проконсультироваться со специалистами.

Что такое тепловизор, как его выбрать по параметрам и виды устройства

Виды тепловизоров

То, как выглядит тепловизор, вы можете рассмотреть на фото. Помимо этого я рекомендую ознакомиться с типами устройств, чтобы ориентироваться в назначении, классах и функциях. Условно их можно разделить на:

  • наблюдательные;

  • измерительные;

  • стационарные;

  • переносные;

  • высокотемпературные.

При этом все виды тепловизоров построены по одинаковому принципу — преобразование ИК-лучей в видимые температурные диаграммы, отображаемые на дисплее.

Наблюдательные приборы

Смотровые тепловизоры зачастую оснащаются монохромными экранами. Такая цветовая гамма дает наибольшую контрастность, что требуется для отслеживания людей или животных, находящихся на охраняемых территориях либо на природе. Этот подвид используется военными, охранниками, силовыми структурами, а также охотниками, спасателями, натуралистами.

Поскольку данные тепловизоры нужны только для наблюдения, охраны, обнаружения теплых тел, они могут не иметь средств для определения температуры.

Измерительные приборы

Чувствительность тепловизоров этого типа намного выше. Экран передает цветное изображение, каждый оттенок которого соответствует определенной температуре. Устройство требуется для измерения температуры поверхности предметов. Термограмма показывает степень нагрева любой точки отснятой картинки.

Измерительные тепловизоры нужны для дистанционного контроля без разрушения конструкций. Они используются в строительстве, промышленности, медицине, диагностике электрического оборудования и т.д.

В эту группу можно отнести визуальные пирометры. Это недорогие тепловизоры измеряют температуру в центральной точке изображения, выводя на экран тепловую диаграмму невысокого разрешения. Несмотря на то, что картинка получается более размытой по сравнению с устройствами экспертного класса, ее достаточно, чтобы увидеть области аномального нагрева или охлаждения. Это скорее бытовые приборы.

Стационарные приборы

Это мощные тепловизоры, оснащенные охлаждаемым сенсором. Поскольку их конструкция несколько громоздкая, они не предназначены для перевозки.

Их устанавливают на производстве, чтобы следить за технологическими процессами. Наблюдаемый температурный промежуток может составлять от -40 до +2000 градусов Цельсия.

Датчик тепловизора этого типа охлаждается жидким азотом. Так получается выдерживать высокий нагрев, достоверно отображая тепловые данные. Матрицы фотоприемников делаются из полупроводников.

Переносные приборы

В основе этих приборов лежат неохлаждаемые болометры — сенсоры из кремния. Переносные тепловизоры более компактны по сравнению со стационарными за счет отсутствия системы охлаждения. Ими проще пользоваться для исследования труднодоступных мест. При этом сохраняются все преимущества стационарных устройств. Большинство приборов имеют именно переносное исполнение.

Высокотемпературные приборы

Высокотемпературный тепловизор может быть как стационарным, так и переносным. Он характеризуется способностью точно определять нагрев свыше +650…+1000 градусов Цельсия. Существуют модели, способные работать при 1200 градусах и больше. Они предназначены для контроля котлов, узлов, иных конструкций, подвергающихся сильному нагреву. Зачастую такое оборудование задействовано в литейных цехах, металлургических комбинатах, энергетике, т.д.

Как устроен и как работает тепловизор

Основой тепловизора служит матрица, способная преобразовывать инфракрасное излучение в электрические сигналы. Такая чувствительная полупроводниковая пластина меняет проводимость в зависимости от изменения температуры. Электронный сигнал поступает в микросхему или микропроцессор, где обрабатывается, а затем выводится на дисплей в виде термической диаграммы. На матрице ИК-лучи фокусируются посредством оптической системы.

Сложно представить, как работает тепловизор, если не понимать его конструктивных особенностей. Разберем кратко каждую его составляющую часть и ее действие, которая обязательно есть в каждом устройстве.


Конструкция тепловизора

Вне зависимости от того, какой тепловизор выбрать, он будет состоять из:

Несмотря на то, что конструкция тепловизора остается неизменной, внешний вид различается из-за габаритов, функций и технических характеристик.

Объектив

Матрица и объектив составляют до 90% цены устройства. От свойств объектива зависит дальность тепловизора. Его стоимость настолько высока из-за того, что линзы изготавливаются не из стекла, а из германия, потому что стекло не пропускает инфракрасное излучение. Германиевые линзы подвергаются дополнительному просветлению посредством нанесения тонкопленочных покрытий.

То, на каком расстоянии работает тепловизор, зависит от типа объектива. Кроме стандартного, которым оснащаются все устройства, в комплекте могут идти телескопические и широкоугольные объективы.

Телескопические несколько сужают угол обзора, однако они способны действовать как бинокль — приближать отдаленные объекты. Наблюдательные тепловизоры могут различать источники тепла на километровых расстояниях.

Широкоугольные объективы наоборот расширяют обзор. Это полезно, если нужно исследовать крупное здание, которое не помещается в обычное компактное устройство. Необходимость склеивать панорамную картинку из нескольких снимков может остаться, однако количество фрагментов за счет широкоугольной оптики можно уменьшить, что облегчает энергоаудит.

Дисплей

Весь диапазон температур тепловизора отображает экран. Собранная информация о нагреве объекта выводится на дисплей в виде термограммы — снимка, раскрашенного в различные оттенки, каждому из которых соответствует своя температура. Диагональ должна быть достаточной, чтобы обеспечивать четкость картинки в полевых условиях.

Экран помимо измерительных данных может отображать время, уровень заряда аккумуляторов, дату, другую вспомогательную информацию. Здесь же отражается меню настроек, с помощью которых можно подготовить отчет, задействовать весь функционал прибора.

Элементы управления

Они представляют собой кнопки, посредством которых устройство настраивается, приводится в действие. Зачастую можно настроить цветовую гамму изображения, слить картинки в одну, выбрать точку для определения температуры, подготовить отчет и т.д. На цифровых тепловизорах последних моделей кроме основных управляющих клавиш органом управления может служить сенсорный экран.

Хранилище данных

Эта функция не обязательно должна входить в основные параметры тепловизора, однако ей оснащаются большинство современных приборов. Вся собранная информация — снимки, термограммы, голосовые или текстовые аннотации, видео — сохраняются на встроенных или подключаемых картах памяти. Могут применяться накопители различных видов и разной вместительности — это зависит от класса устройства.

Кроме внутренних или внешних флешек в возможности тепловизора последних серий наличие функций передачи данных. Они оснащаются Wi-Fi или Bluetooth-модулями, посредством которых собранные сведения передаются на смартфоны, планшеты, ноутбуки. При наличии USB-порта информацию можно передать напрямую на компьютер. Если есть HDMI-порт, то становится возможной потоковая трансляция видео на подключенный монитор или телевизор.

Дополнительные элементы конструкции

То, какой тепловизор купить лучше, могут определять дополнительные функции. К ним относятся:

  • лазерный указатель, облегчающий наведение фокуса на объект;

  • возможность записи видео или аудио;

  • встроенные средства анализа информации;

  • датчик, определяющий влажность объекта;

  • компас или GPS-навигатор для сохранения координат места исследований и т.д.

В зависимости от форм-фактора прибора он может оснащаться ручкой (обычно ее имеют компактные тепловизоры пистолетного типа), дополнительной камерой на 3-5 мегапикселей, сменными аккумуляторами. Объектив защищается крышкой, устройство в целом — чехлом со шнурком.

Технические характеристики прибора

Именно от них зависит область применения тепловизоров. К ним относятся:

  • разрешение инфракрасного датчика;

  • разрешение и размер дисплея;

  • температурный диапазон;

  • чувствительность;

  • погрешность измерений;

  • спектральный диапазон.

Ориентируясь на эти параметры, можно определить, какой тепловизор лучший для тех или иных задач.

Разрешение инфракрасного датчика

ИК сенсор тепловизора имеет значительно более низкое разрешение, чем у привычных камер смартфонов, ввиду его высокой стоимости, сложности изготовления. Чем выше разрешающая способность, тем более четким получается изображение и точнее определяется температура.

Недорогой тепловизор для дома оснащается датчиком, разрешение которого не превышает 160х120 пикселей. Этого хватит, чтобы понять, требуется ли ремонт, пора ли менять утеплитель, нет ли угрозы образования плесени. Такая матрица покажет, где образовались мостики холода, насколько теплые или холодные окна. Однако для проведения полноценного энергоаудита их может быть недостаточно.

К полупрофессиональным решениям относятся приборы с разрешением 320х240 пикселей. Они уже подходят для энергетического аудита здания, более детального определения тепловых утечек. Термограммы получаются более четкими. Чтобы сделать их еще лучше, встроенные программы могут склеивать одну картинку из нескольких снимков.

Профессиональные приборы получают чувствительную матрицу разрешением 640х480 точек или выше. С их помощью распределение тепла на объекте измеряется еще более четко. Однако при вопросе, нужен ли тепловизор этого класса для повседневного использования — ответ однозначный: нет. Он слишком дорогой. Такие модели нужны там, где требуется слежение за температурными изменениями высокой точности.

Разрешение и размер дисплея

Читая описание тепловизора, нельзя путать разрешение жидкокристаллического экрана с разрешением матрицы/датчика/сенсора/инфракрасного детектора. Разница между ними такая же, как между камерой и экраном на смартфонах.

Параметры дисплея не влияют на размер термограммы. Однако от них зависит то, насколько четко будет видна картинка до распечатки отчета или до передачи его на компьютер. Почти любой бюджетный тепловизор имеет дисплей с диагональю 3,5 дюймов и с разрешением 320х240 пикселей. Более дорогие модели могут оснащаться экранами разрешением 640х480 точек и выше.

Температурный диапазон

Один из главных критериев выбора тепловизора. Каждый прибор может измерять температуру до конкретных пределов. Это определяет его предназначение.

На вопрос, какой тепловизор выбрать для обследования дома, могу порекомендовать модели, предел которых — +100 градусов Цельсия. Если требуется прибор для диагностики электрического оборудования, верхняя граница должна быть +350°C. Для слежки за теплогенераторами, котлами значение увеличивается до +650 градусов. В химической, энергетической, стекольной, металлургической промышленности требуются модели, способные определять температуру до +1200 градусов или выше.

Чувствительность

Параметр влияет на контрастность термограммы. Он характеризует то, какой температурный перепад сможет уловить прибор. Чтобы проводить энергоаудит, чувствительность должна быть не более 0,1°C. Если нужно определить, какие детали механического или электрического оборудования перегрелись, вышли из строя, можно выбрать менее чувствительную модель. Повышенная чувствительность нужна, чтобы найти скрытые протечки, места с превышением влажности, незначительных скрытых изъянов, т.д.

Погрешность измерения

Точность определения температуры тепловизором зависит от погрешности. Большинство устройств ошибаются не более чем на 2%. Для энергоаудита этого достаточно. Чтобы получить высшую точность, понадобятся приборы с азотным охлаждением.

Спектральный диапазон

Этот параметр тоже влияет на то, для чего нужен тепловизор. Чтобы выполнять термографирование зданий, нужен прибор, работающий с электромагнитным излучением, длина волны которого составляет 7-14 микрон.

Если же нужно снять здание со сплошным остеклением, понадобится устройство с охлаждаемой матрицей и спектральным диапазоном 3-5 мкм. Это поможет измерить температуру поверхности стекла без учета его отражающей способности.

Где применяются тепловизоры

Область применения данной техники обширна. Они очень активно используются в охранной сфере благодаря возможности увидеть злоумышленника в полной темноте. Приборы с высокой чувствительностью применяют правоохранительные органы. Они способны показать, что кто-то взялся за дверную ручку, в течение около тридцати минут — на ручке останется тепловой след.

Неисправные механические и электрические приборы нагреваются из-за трения, замыкания, иных причин. Тепловизоры определяют нагрев без разбора оборудования. Отсутствие разборки и частичного демонтажа делает их полезными в строительстве. Так можно увидеть, в каких местах стены повредилась теплоизоляция, где окна, пол или крыша недостаточно утеплены. Этими приборами можно увидеть, в каких местах опорных конструкций возможно обрушение из-за растягивания или «усталости» металла.


В промышленности устройства помогают определить:

  • соблюдение техпроцессов;

  • режим сварки;

  • работоспособность оборудования;

  • наличие неисправностей установок;

  • степень пожарной опасности;

  • утечки газов трубопроводов, т.д.

Приборы применяются и в медицине. Они определяют то, как распределяется температура по телу. Нарушение равномерности, места повышенного нагрева свидетельствуют о воспалениях или сбоях в работе органов. Нередко тепловизоры устанавливаются в аэропортах для выявления пассажиров, больных гриппом.

Как выбрать тепловизор

Эти устройства универсальны. Разобравшись, на чем основывается действие тепловизора, неопытный покупатель зачастую приобретает прибор, наделенный максимумом возможностей. Однако это ошибочный подход. Главное, что нужно при выборе — определить цель и доступный бюджет.

Перед тем, как выбрать тепловизор, определите несколько критериев, которые облегчат поиск:



Охрана

Охранные тепловизоры служат приборами ночного видения. Главное их отличие в том, что тепловизоры не реагируют на видимый свет, вспышки которого устройство для ночного зрения ослепляют. Охранные устройства не меряют температуру, однако температурный диапазон должен быть как можно более широким, чтобы сигнализация не срабатывала ложно, а картинка получалась максимально контрастной.

Чтобы изображение было четким, лучше выбрать прибор с матрицей высокого разрешения. Если охранный периметр очень большой, рекомендую устройства с длиннофокусными объективами.

Выбирая охранные тепловизоры, важность их параметров можно условно оценить по десятибалльной шкале:

Устройства этого назначения могут оснащаться поворотными механизмами, гиростабилизаторами, дополнительными защитными средствами для возможности установки во взрывоопасных зонах, т.д.

Один из лучших моделей:

  • РТР-100Ф;

  • РТР+225М;

  • PERGAM S140;

  • ТИТАН Ex.


Недорогие модели тепловизоров

Простые тепловизоры умеренной стоимости нужны для исследования коттеджей, дач, частных малоэтажных домов, квартир. Они подходят для проверки электрики помещения или машины, поиска изъянов в теплых полах, т.д. В эту категорию входят:

  • к смартфону мини-тепловизор FLIR OnePro разрешением сенсора 160х120 точек;

  • FLIR MR160 с разрешением 80х60 со встроенным влагомером;

  • Guide BritIR B0, подходящий для проводки;

  • Testo 865 с разрешением 160х120 для техобслуживания и монтажа.

Для строительства и электрооборудования

В этих областях тепловизоры помогают найти тепловые утечки, неисправности оборудования. Оптимальный выбор — устройства с матрицами от 320х240 пикселей. Полезной будет функция цифрового улучшения изображения, которая повышает разрешение картинки до 640х480 или 1024х768 точек для улучшения четкости термограммы.

В условиях российского климата особенно важно учитывать диапазон рабочих температур. Обследование зданий проводят зимой, лучшее время — безветренный вечер, когда на улице 0-10 градусов Цельсия или ниже, а внутри — +20-25°C. Такой температурный перепад дает наиболее четкую картину всех теплопотерь в отопительный сезон. Улучшив теплоизоляцию дома, можно уменьшить расходы на отопление от 15% и более.

Если обследование здания проводится в летом, когда разница между домом и улицей минимальна, рекомендую применять аэродверь. Это создаст необходимый тепловой напор. Если нужно определить эффективность работы отопительной системы и ее труднодоступных элементов, поможет тепловизор с лазерным указателем — с ним навести фокус на отдельные узлы будет легче.


Одни из лучших моделей:

  • профессиональный прибор для энергоаудита FLIR T1020 с матрицей 1024х768;

  • FLIR T540 — устройство с дальномером, датчиком GPS, сменным объективом, матрица 464х348;

  • профи-измеритель Guide C400, оснащенный GPS, Wi-Fi, разрешение 400х300;

  • Guide C640 Pro с сенсором 640х480, температурами -20…+2000 градусов Цельсия, сменными объективами;

  • Fluke TiX1000 с разрешением 1024х768, чувствительностью в 0,05°C и 32-кратным увеличением.


Отзывы о тепловизорах

Иногда отзывы на тепловизоры могут еще больше запутать с решением, какой выбрать прибор. Потребители сходятся в одном: выбирать нужно, основываясь на целях использования и доступном бюджете. Не гонитесь за всеми наворотами, если они не пригодятся. Для охоты, охраны лучше устройства с дальномерами, телескопическими объективами, четкой картинкой. Для промышленности — с высоким диапазоном, отказоустойчивостью. А для обследования домов, коттеджей, дач — компактные, автономные приборы, которых хватает на несколько часов работы от батареи.

Следом за пользователями рекомендую также обращать внимание на:

Форм-фактор. Устройство должно быть удобным в использовании. Одни тепловизоры имеют ручку, как у пистолета, другие выполняются в виде видеокамеры. Нужно следить за тем, чтобы вес тепловизора тоже был удобным, особенно при частых обследованиях объектов на выезде.

Поддерживаемые форматы. Информация, собираемая измерителем, должна читаться на других устройствах. Универсальный формат видео — mpeg-4, аудио — mp3, wav, картинок — jpeg. Такие файлы откроются как на смартфонах, так и на компьютерах. Специализированные форматы пригодны, если с тепловизором в комплекте идет «родное» программное обеспечение, устанавливаемое на ПК.

Режимы работы. Полезные опции — «картинка в картинке» и совмещение изображений. С их помощью отслеживать тепловые утечки, перегрев от неисправности, дефекты, т.д. становится намного удобнее. Отчеты с термограммами, построенными на основе совмещения изображений, становятся более наглядными и эффектными.

Гарантия и техническая поддержка. Тепловизионная техника дорогая поэтому следите за гарантийными обязательствами. Это поможет в случае обнаружения брака или появления неисправностей. Лучше выбирать устройства зарекомендовавших себя фирм.

Наконец, большинство пользователей сходятся во мнении, что если тепловизор нужен только для пары проверок дачного домика, обследования квартиры или загородного коттеджа, то нет необходимости в покупке тепловизора, который потом будет пылиться среди инструментов. Намного выгоднее заказать услугу тепловизионного обследования у меня на сайте. После проведения диагностики я выявлю уязвимые места вашего дома или квартиры на продувание, предоставлю полный отчет с фотоснимками, расшифровкой и базовыми рекомендациями по устранению.

Тел: 8 (906) 771-74-64

Почта: [email protected] Оставить заявку


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

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

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

Виды
Тепловизор по разрешающей способности инфракрасного датчика матрицы может классифицироваться на следующие классы:
  • Базовый – порядка 160×120.
  • Профессиональный – до разрешения в 640×480.
  • Экспертный – разрешение более 640×480.

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

В зависимости от измерительного диапазона тепловизионные приборы делят на следующие виды:
  • Строительные приборы, которые работают до температуры в 350 градусов по Цельсию. Их применяют для энергетического аудита строений, оценки теплоизоляционных свойств стен, протечек трубопроводов и тому подобное.
  • Промышленные приборы, которые работают свыше 350 градусов по Цельсию. Их используют для диагностических работ механических и электрических устройств, проверки электрического оборудования, машиностроительных систем и тому подобное.
  • Высокотемпературные приборы, которые работают свыше 1000 градусов по Цельсию. Их используют в специфических случаях: для осуществления контроля техпроцессов, выполняемых при высоких температурах, диагностических исследованиях промышленных и иных устройств с узлами, подвергающихся высокой степени нагревания.
Также тепловизионные приборы бывают следующих видов:
  • Наблюдательные приборы, которые преобразуют инфракрасное излучение в видимое изображение в соответствии со специальной цветовой шкалой.

  • Измерительные приборы, которые определяют температуру объекта с помощью соотношения определенной температуры цифровому пикселю. В результате появляется картинка распределения температур.

  • Стационарные устройства часто используются на промышленных предприятиях, где необходимо контролирование технологических процессов. Подобные прибора часто имеют азотное охлаждение для обеспечения требуемых условий функционирования приемной аппаратуры.

  • Переносные приборы выполняются на базе неохлаждаемых кремниевых микроболометров. Такие агрегаты удобны в применении, и можно легко переносить, и применять в разных труднодоступных местах.
 
Устройство
Переносной тепловизор имеет следующие основные элементы:

  • Объектив. Для его изготовления применяются редкие материалы, к примеру, германий. Использование стекла недопустимо, так как через него не проходит инфракрасное излучение. Объектив фиксирует инфракрасное излучение. Для оптимизации пропуска света используются просветляющие тонкопленочные покрытия.
  • Матрица, то есть приемник излучения. На данный элемент приходится большая часть цены устройства.
  • Крышка объектива – предохраняет объектив от повреждения.
  • Дисплей, на нем отображаются данные, высвечивается изображение. В большинстве случаев применяется жидкокристаллический экран. Кроме тепловой информации на нем часто высвечиваются вспомогательные данные в виде заряда аккумулятора, времени, шкалы температур и иной важной информации.
  • Ручка с ремнем.
  • Элементы управления. При помощи них осуществляется настройка электронной системы.
  • Электронная система, включающая систему обработки информации. Предназначена для модификации инфракрасного излучения в видимое изображение.
  • Устройство хранения информации и ряд иных дополнительных элементов. Большинство современных приборов имеют карты памяти, которые можно вытащить, чтобы передать информацию на персональный компьютер. Предустановленные программы позволяют провести анализ картинки, в том числе выполнить их обработку для последующей печати или сохранения.
Принцип действия
  • Оптический элемент, куда входят линзы из редкого материала, фиксирует инфракрасное излучение.
  • Далее тепловое излучение направляется на матрицу, которая имеет высокую чувствительность к инфракрасному излучению.
  • Затем сложные микросхемы получают данные с матрицы, генерируя видеосигнал. В нем каждой температуре объекта соответствует определенный цвет картинки.
  • На экране дополнительно высвечивается цветовая шкала соответствия.

  • Тепловизор к тому же может быть оснащен устройством памяти, чтобы можно было записать поток видео тепловой картинки и впоследствии сохранить его на ПК. В комплекте также могут идти микропроцессоры, при помощи которых можно выполнить небольшую аналитику.

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

Применение

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

Ввиду указанных свойств данный прибор находит широчайшее применение в:
  • Диагностике.
  • Медицине.
  • Военной сфере.
  • Научных исследованиях.
  • Промышленности.
  • Строительстве.
  • Системах автоматики и так далее.

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

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

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

Тепловизор: назначение, устройство, принцип работы на пожаре

Виды тепловизоров, принцип работы и применение

Тепловизорами называют приборы, которые исследуют поверхность или объект путем теплового излучения.

Устройства преобразуют инфракрасные излучения, поступающие от объекта наблюдения, последовательно преобразуя из электрической формы в видимую картинку.

Аппарат способен определить показатель температуры и характеристики температурного поля объекта, вступив с ним в непосредственный контакт.

Обратите внимание

Основу прибора составляет приемник инфракрасных излучений. Именно он отвечает за трансформацию сигнала в графическое изображение и определение температурного показателя путем вывода картинки на дисплей устройства.

Форма, в которой подается результат измерений, является легко считываемой.

Она понятна не только квалифицированным специалистам, но и пользователям, не обладающим узкоспециализированными и профессиональными знаниями в данной области.

Многообразие тепловизоров

Виды тепловизоров классифицируют в зависимости от выполняемых функций и их конструктивного исполнения. Оборудование позволяет решать задачи наблюдения за объектами и снятия измерений.

Наблюдательные виды тепловизоров способны создавать картинку в пределах инфракрасного излучения, являющимся видимым на цветовой шкале. Аппараты измерительного типа выполняют аналогичную функцию, но присваивают каждой точке светового сигнала значение температуры. Это позволяет пользователю визуально анализировать распределение температур на исследуемом участке.

В отдельную группу выделяют оборудование визуального типа. Такие пирометры дают возможность зрительно определить зоны с отклонениями от нормальной температуры.

Относительно недавно применение тепловизоров ограничивалось оборонной сферой.

Сегодня, помимо военных ведомств, аппаратура востребована в строительной области и производственном направлении, где позволяет разрешить множество хозяйственных проблем.

Производители выпускают типы тепловизоров, представленные в качестве самостоятельной единицы оборудования или составной части биноклей гражданского назначения и прочих оптических механизмов.

Наиболее часто тепловизоры классифицируют на 3 группы по их измерительному диапазону. Это позволяет выделить пирометры строительного, высокотемпературного и промышленного типов. Соответственно, данное деление определяет и применение тепловизоров.

Строительное оборудование способно взаимодействовать с объектами, температура которых достигает 350 градусов Цельсия.

Важно

Подобная аппаратура позволяет осуществлять бесконтактную диагностику строительных конструкций, оценивать качество теплоизоляции, выявлять слабые места изоляции и участки, через которые происходит утечка тепла.

У промышленных аппаратов верхняя температурная граница превосходит 350 градусов по шкале Цельсия. Уникальные способности приборов открывают возможности по диагностике электросетей и промышленных систем различного назначения.

Высокотемпературное оборудование способно фиксировать температуры, превышающие 1000 градусов по шкале Цельсия. Их применяют в процессе диагностики технологических процессов с крайне высокой степенью нагрева.

Сфера применения

Сегодня применение тепловизоров становится максимально обширным. Это вызвано способностью оборудования чутко реагировать на мельчайшие изменения температурных параметров, не различимых человеческому глазу. Главное условие работы техники заключается в излучении электромагнитных волн, которые исходят от исследуемого предмета.

По интенсивности излучения оператор может определить, что за предмет он видит перед собой. Пирометр не восприимчив к посторонним помехам и не нуждается в непосредственном контакте с объектом исследования. При значительной дальности действия, оборудование не может быть обнаружено современными системами слежения.

Это делает применение тепловизоров весьма востребованным.

В зависимости от назначения, типы тепловизоров подразделяют на:

  • диагностические;
  • военные;
  • морские;
  • медицинские;
  • научные;
  • мультисенсорные;
  • строительные;
  • для систем автоматики.

Диагностические пирометры позволяют выявлять проблемные участки путем анализа температурных показателей систем. Медицинская техника с интегрированными тепловизорами востребована при выявлении у пациентов различного рода заболеваний путем изучения показателей инфракрасного излучения. Морские пирометры способны анализировать инфракрасное изображение при критических погодных условиях.

Основное преимущество мультисенсорных приборов — возможность значительно повысить безопасность охраняемых объектов. Это позволяет включать их в состав современных систем обеспечения безопасности.

Пирометры научного типа позволяют решить обширный спектр задач. Модели могут принадлежать к числу охлаждаемых и не охлаждаемых.

Выбор того или иного аппарата зависит от условий предстоящего эксперимента и результата, который необходимо получить пользователю. Строительная аппаратура востребована при обследовании конструкций зданий.

Она позволяет моментально и с высокой точностью выявлять дефекты и неисправности.

В системах автоматизации принцип работы тепловизора позволяет вести мониторинг оборудования и контролировать состояние исследуемого объекта путем анализа разницы температурных показателей.

Все чаще подобные приборы включают в состав систем контроля транспортных потоков, поскольку они показывают высокую эффективность при ведении круглосуточного наблюдения за перемещением автотранспорта и людей вне зависимости от условий видимости и уровня освещенности.

При охоте пирометры позволяют достоверно определить положение цели в условиях незначительной видимости. Все чаще подобное оборудование используют в аварийных службах с целью поиска утечек газа.

Модели пирометров

Учитывая, что принцип работы тепловизора един для всех видов оборудования, конструктивное исполнение аппаратуры может быть различным, в зависимости от поставленных задач и мощности оборудования. Помимо стационарных приборов, широкое распространение получают мобильные тепловизоры. Они характеризуются компактными размерами и простотой транспортировки.

Все приборы обладают памятью для хранения зафиксированных данных. Эту информацию можно перенести на персональный компьютер с целью последующей обработки. Возможности пирометров позволяют хранить данные в виде фото- и видеофайлов.

Источник: https://pro-spec.ru/poleznaya-informaciya/140-vidy-teplovizorov-printsip-raboty-i-primenenie

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.

Совет

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.

Обратите внимание

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.

Важно

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).

Совет

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.

Обратите внимание

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.

Важно

Таким образом, термографист может просто увидеть термограмму, которая соответствует тепловому излучению, приходящему с поверхности объекта.

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

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

Компоненты тепловизора

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

Объективы. Тепловизоры имеют как минимум один объектив. Объектив  тепловизора собирает инфракрасное излучение и фокусирует его на приемнике излучения. Приемник излучения выдает сигнал и создает электронное (тепловое) изображение или термограмму.

Объектив тепловизора используется для того, чтобы собрать и сфокусировать приходящее инфракрасное излучение на приемнике излучения. объективы большинства длинноволновых тепловизоров изготовлены из германия.

Пропускание объективов улучшается за счет тонкопленочных просветляющих покрытий.

ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ

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

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

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

Дисплеи. Тепловое изображение отображается на жидкокристаллическом дисплее (ЖКД), расположенном на тепловизоре.

Дисплей должен иметь большой размер и высокую яркость, чтобы изображение на нем можно было легко увидеть в различных условиях освещенности в различных местах работы.

Совет

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

Источник: http://www.eti.su/articles/izmeritelnaya-tehnika/izmeritelnaya-tehnika_726.html

Тепловизоры как средство профилактики пожаров

С. Никитин

ООО «СКН»

Тепловизоры отлично зарекомендовали себя как средство обнаружения нарушителя на больших расстояниях. Это не единственная сфера применения -тепловизоры используются для решения самых разнообразных задач, вплоть до обнаружения больных людей на контрольно-пропускных пунктах. В этой статье речь пойдет о применении тепловизоров для обнаружения возгораний и участков с опасно высокой температурой.

Тепловизионные камеры обладают рядом преимуществ: способность различать разницу температур в десятые и сотые доли градусов, работа в условиях плохой видимости, вызванной запыленностью и иными атмосферными явлениями, способность работать при загрязнении объектива (площадь загрязнения не более 10-15%).

Эти особенности позволяют использовать тепловизоры для задач температурной диагностики оборудования. Специалистам по безопасности хорошо известны тепловизоры, с помощью которых можно отследить опасные изменения в температуре того или иного устройства. Однако большинство таких тепловизоров являются приборами с низким разрешением (160х120 пикселей).

Обратите внимание

В статье рассматривается возможность применения тепловизоров с более высокой разрешающей способностью для решения схожих задач: обнаружения лесных пожаров, обнаружения возгораний в помещении и обнаружения перегревающихся участков оборудования.

Более высокое разрешение позволит увеличить дальность обнаружения пожара, а в случае профилактики перегрева оборудования — одновременно контролировать большую площадь и различать мелкие перегревающиеся детали.

У читателя может возникнуть справедливый вопрос: а чем хуже температурные извещатели и извещатели открытого пламени? При обнаружении возгораний тепловизор сможет предоставить оператору более качественную информацию о месте возгорания и о ситуации вокруг, чем стандартный из-вещатель; сможет обнаружить огонь на расстоянии в несколько километров; наконец, крайне затруднительно установить температурные извещатели на работающий механизм, например, станок. Разумеется, нельзя считать тепловизоры полноценной системой пожарной сигнализации, но их можно считать вспомогательной системой, дополняющей ее функционал. Рассмотрим три варианта применения тепловизоров такого рода и укажем примерный состав оборудования для каждой из систем.

Задача 1. обнаружение лесных пожаров

Для обнаружения лесных пожаров предлагается использовать комплекс из одной или нескольких поворотных платформ с установленными на них длиннофокусными тепловизорами и видеосервером для регистрации.

Платформы выполняют патрулирование по препозициям и при обнаружении огня выдают оператору сообщение тревоги.

Предлагаемый комплекс позволяет обнаружить пожар площадью 6х6 м на расстоянии до 6590 м не более чем за 10 минут.

Упрощенный пример расчета: для успешного обнаружения необходимо, чтобы площадь изображения огня была не менее 5х5 пикселей (согласно алгоритму обнаружения). Площадь пожара составляет 6х6 м, поэтому масштаб изображения

учитывая, что размер одного пикселя — 17 мкм (0,000017 м). Воспользовавшись формулой увеличения для линзы и преобразовав ее для расчета расстояния до пожара получим:

 
где m — масштаб, а f — фокусное расстояние объектива. Для приведенных значений D = 6591 м. Это значение справедливо в случае, если нет атмосферных осадков, однако, проливной дождь и лесной пожар площадью 6х6 метров крайне редко встречаются одновременно.

Значение 10 минут берется из расчета, что тепловизор последовательно проходит 30 позиций — 20 позиций с шагом 4,6° для дальней зоны обнаружения (расстояние от 3 до 6 км) и 8 позиций с шагом 14,3° для ближней зоны (расстояние от 0 до 3 км), задерживаясь в каждой на 20 секунд.

Остаток времени расходуется на перемещение тепловизора по позициям.

Отметим, что в настоящее время иных, таких же эффективных, способов обнаружения лесных пожаров в автоматическом режиме не существует.

Состав системы
Тип оборудования Количество
1 Неохлаждаемый тепловизор 640х480, c объективом с функцией переключения фокусного расстояния 45 или 135 мм, со встроенным модулем обнаружения возгораний; установленный на поворотную платформу с возможностью непрерывного вращения на 360° и наклоном не менее +30°-90°, температурный диапазон -40° 4 +50° С, класс защиты IP66. Тепловизор может быть укомплектован дополнительной телекамерой видимого диапазона 4
2 Видеосервер с возможностью записи видео в формате PAL, с достаточной глубиной архива (устанавливается в ТЗ), с возможностью управления поворотными устройствами и группой «сухих» контактов для подключения оповещателей, с сетевым интерфейсом (при доступности сетевого подключения) 1
3 Источник резервного питания 1

Задача 2. обнаружение возгорания в производственном помещении или на территории предприятия (плошадь охраняемой территории s = 200×150 м)

Для обнаружения возгорания на территории предприятия предлагается использовать систему видеонаблюдения, состоящую из восьми тепловизоров и шестнадцати телекамер. Система осуществляет непрерывное наблюдение за территорией и формирует сигнал тревоги при обнаружении открытого огня или дыма.

Сигналы тревоги формируются как тепловизорами (обнаружение участков с высокой температурой в ИК диапазоне) так и телекамерами (обнаружение дыма в видимом диапазоне). Количество тепловизоров выбирается таким, чтобы они полностью перекрывали все зоны возможного возгорания.

Для этого следует руководствоваться дальностью обнаружения и углом зрения объектива.

Следует сказать, что стоимость системы пожарной сигнализации класса «премиум», использующей центральную станцию, около ста датчиков пламени (количество, необходимое для контроля указанной площади) и со всеми необходимыми для работы аксессуарами, будет примерно в два-три раза выше,чем использование системы пожарной сигнализации на линейных извещателях, дополненной подсистемой тепловизионного контроля. Разница в цене составит ~300 тыс. долларов против 100-150 тыс. долларов. Разумное комбинирование оборудования может повысить и эффективность расходования средств и эффективность системы безопасности.

Состав системы
Тип оборудования Количество
1 Неохлаждаемый тепловизор 640х480, c объективом f = 25 мм, со встроенным модулем обнаружения возгораний; температурный диапазон -40°4 +50°С, класс защиты IP66. Опционально — комплектация встроенным кодером видео H.264/MJPEG для использования в составе сетевой системы видеонаблюдения 8
2 Телекамера (сетевая или аналоговая) с разрешением не хуже 540 ТВЛ или 720 р, с вариофокальным объективом f = 5-50 мм, температурный диапазон -40° 4 +50° С, класс защиты IP66 16
3 Видеосервер с возможностью записи видео c телекамер и с тепловизоров, с достаточной глубиной архива (устанавливается в ТЗ), группой «сухих» контактов для подключения оповещателей, с сетевым интерфейсом (при доступности сетевого подключения) 1-2
4 Источник резервного питания 1-2

Оборудование, использующееся для решения предыдущей задачи, может применяться и для другой цели. Тепловизоры могут осуществлять круглосуточный мониторинг станков и прочих работающих устройств, для которых превышение температурного порога может привести к поломке либо к возгоранию.

При обнаружении перегрева сервер видеонаблюдения выдает сообщение оператору и при необходимости отключает работающее оборудование (возможно произвести отключение как в автоматическом режиме, так и по подтверждению или команде оператора).

Предлагаемое решение обеспечивает круглосуточный мониторинг состояния оборудования, позволяя, таким образом, на самой ранней стадии предотвратить и поломку дорогостоящих устройств и гораздо более серьезные последствия возможного пожара.

Важно

Использование решения можно сравнить с переходом от сторожа, выполняющего обход цехов ночью, к внедрению современной системы видеонаблюдения с функциями видеоаналитики.

Тепловизоры все чаще применяются для обеспечения безопасности самых различных объектов.

Постоянное совершенствование элементной базы привело не только к повышению качества формируемого изображения и появлению дополнительного функционала, но и к снижению стоимости.

Мы надеемся, что предложенные в статье решения найдут признание специалистов и позволят повысить безопасность в самых различных местах — от лесных просторов до производственных цехов высокотехнологичных предприятий.

Источник: https://avtoritet.net/library/press/245/5865/articles/7071

Тепловизоры. Способы применения и использования для нужд МЧС России

Главная → Статьи → Техника и оборудование

Тепловизоры представляют собой профессиональное оборудование, используемое для цел

InfiRay Тепловизор для измерения температуры, тепловизор, монокуляр и прицел

и
  • из

  • ру

  • es

  • 中文

  • Открытый
    • Тепловизионные прицелы
      • Саим серии
      • Холо серии
      • Rico Series
      • Серия трубок
    • Тепловизионный прицел и монокуляр
      • Серия глаз
      • ГлазⅡ серия
      • Мини-серия
      • Finder серии
      • Серия DV
    • Приставки для тепловизоров
      • Зажим серии M
      • Зажим серии C
      • Зажим серии T
  • Инструменты для термографии
    • Мобильные аксессуары
      • Серия Xtherm
      • Серия DV
    • Xview серии
  • блог и новости
    • Новости
    • Блог
  • Видео
    • Монокуляр
    • Оптический прицел
    • Представление фанатов
  • поддержка
    • Брошюра по продукту
    • Модуль обновления
    • Приложение InfiRay
  • Свяжитесь с нами
    • О нас
    • Купить сейчас

Инфракрасная термография для электрических распределительных систем

В этом руководстве представлен базовый обзор теории и процедур, связанных с инфракрасными сканирующими электрическими распределительными системами.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, потому что процедуры тестирования являются бесконтактными и могут быть выполнены 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.

В этом руководстве представлен базовый обзор теории и процедур, связанных с термографическим обследованием 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 различные формы, такие 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 различные 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.Когда 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», относящийся к месту, 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 электрической термографии является качественной, что означает, что она просто сравнивает тепловые характеристики 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.
  • Эмиссия - Разряд лучистой энергии.

Коэффициент излучения

Видимый свет и инфракрасное излучение ведут себя одинаково. Инфракрасное излучение отражается некоторыми поверхностями, например блестящими металлами, 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 можно изменить, чтобы увеличить коэффициент излучения, закрыв их изолентой или краской (если 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 изображения, 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

Что такое тепловизионная камера? Как это работает?

text.skipToContent текст.skipToNavigation

переключить

  • Услуги
    • Конфигурируемые
      • Конфигурируемые
      • Датчик термопары
        • Зонд термопары
      • Датчики RTD
        • Датчики RTD
      • Датчики давления
        • Датчики давления
      • Термисторы
        • Термисторы
    • Калибровка
      • Калибровка
      • Инфракрасный датчик температуры
        • Инфракрасная температура
      • Относительная влажность
        • Относительная влажность
      • Давление
        • Давление
      • Сила / деформация
        • Сила / деформация
      • Поток
        • Поток
      • Температура
        • Температура
    • Обслуживание клиентов
      • Служба поддержки клиентов
    • Заказное проектирование
      • Индивидуальное проектирование
    • Заказ по номеру детали
      • Заказ по артикулу
  • Ресурсы
Чат Чат

Тележка

    • Услуги
      • Услуги
      • Конфигурируемые
        • Конфигурируемые
        • Зонд термопары
        • Датчики RTD
        • Датчики давления
        • Термисторы
      • Калибровка
        • Калибровка
        • Инфракрасная температура
        • Относительная влажность
        • Давление
        • Сила / деформация
        • Поток
        • Температура
      • Обслуживание клиентов
        • Служба поддержки клиентов
      • Заказное проектирование
        • Индивидуальное проектирование
      • Заказ по номеру детали
        • Заказ по артикулу
    • Ресурсы
      • Ресурсы
    • Справка
      • Справка
    • Измерение температуры
      • Измерение температуры
      • Датчики температуры
        • Температурные датчики
        • Зонды датчика воздуха
        • Ручные зонды
        • Зонды с промышленными головками
        • Зонды со встроенными разъемами
        • Зонды с выводами
        • Профильные зонды
        • Санитарные зонды
        • Вакуумные фланцевые зонды
        • Реле температуры
      • Калибраторы температуры
        • Калибраторы температуры
        • Калибраторы Blackbody
        • Калибраторы сухих блоков и ванн
        • Ручные калибраторы
        • Калибраторы точки льда
        • Тестеры точки плавления
      • Инструменты для измерения температуры и кабеля
        • Инструменты для измерения температуры и кабеля
        • Обжимные инструменты
        • Сварщики
        • Инструмент для зачистки проводов
      • Термометры со шкалой и штоком
        • Термометры с циферблатом и стержнем
        • Термометры циферблатные
        • Цифровые термометры
        • Стеклянные термометры
      • Температура провода и кабеля
        • Температура провода и кабеля
        • Удлинительные провода и кабели
        • Монтажные провода
        • Кабель с минеральной изоляцией
        • Провода для термопар
        • Нагревательный провод и кабели
      • Бесконтактное измерение температуры
        • Бесконтактное измерение температуры
        • Фиксированные инфракрасные датчики температуры
        • Портативные инфракрасные промышленные термометры
        • Измерение температуры человека
        • Тепловизор
      • Этикетки, лаки и маркеры температуры
        • Этикетки, лаки и маркеры температуры
        • Необратимые температурные этикетки
        • Реверсивные температурные этикетки
        • Температурные маркеры и лаки
      • Защитные гильзы, защитные трубки и головки
        • Защитные гильзы, защитные трубки и головки
        • Защитные головки и трубки
        • Защитные гильзы
      • Элементы датчика температуры
        • Элементы датчика температуры
      • Датчики температуры поверхности
        • Датчики температуры поверхности
      • Датчики температуры проволочные
        • Проволочные датчики температуры
      • Температурные соединители, панели и блоки в сборе
        • Температурные соединители, панели и блоки в сборе
        • Проходы
        • Панельные соединители и узлы
        • Разъемы температуры
        • Клеммные колодки и наконечники
      • Регистраторы данных температуры и влажности
        • Регистраторы данных температуры и влажности
      • Измерители температуры, влажности и точки росы
        • Измерители температуры, влажности и точки росы
    • Контроль и мониторинг
      • Контроль и мониторинг

Как это работает и как применять

Термопаста: как это работает и как ее применять

Выпуклые и вогнутые теплораспределители

Что еще хуже, теплоотводы не просто грубые, но из-за способа их изготовления они не ровные, или.Следующая диаграмма преувеличивает проблему с целью иллюстрации:

Теплораспределители AMD немного выше в центре, а Intel - выше по краям. С нашей точки зрения, подход AMD больше подходит для охлаждения. Из-за давления крепления кулера ЦП термопаста является самой тонкой там, где требуется отводить большую часть тепла. Таким образом, процессоры Intel заслуживают, пожалуй, большего количества термопасты, и вам следует позаботиться о том, чтобы в центре не образовывались воздушные зазоры.

Как термопаста растекается под давлением

На следующей анимации показано, как термопаста уходит в стороны при приложении давления. Позже мы подробно обсудим взаимосвязь между текучестью пасты (насколько она «жидкая», в отличие от вязкости) и максимальным установочным давлением. А пока давайте просто скажем, что паста с низкой вязкостью больше подходит для методов монтажа при низком давлении, таких как метод толкателя Intel, чем "жесткая" паста.

Технические характеристики термостойкости термопасты не обязательно предсказывают ее реальную производительность для конкретной комбинации процессора, пасты и кулера.Хороший радиатор может быть испорчен неподходящим термопастом. Хорошее сочетание охладителя и пасты может достичь большего, чем просто слепой выбор дорогой термопасты.

Философские дебаты: метод нанесения

Трудно выбрать технику нанесения пасты. Любой метод работает только в том случае, если количество и вязкость пасты абсолютно подходят для конкретного применения. Однако в свете горячих споров мы считаем, что размазывать пасту по всему процессору совершенно бессмысленно и в прошлом.Вместо этого мы хотим сосредоточиться на особенностях процессора, его теплоотводе, радиаторе и способе монтажа (в частности, на давлении монтажа).

Кисти и пасты с низкой вязкостью

Жидкие пасты, такие как Revoltec Thermal Grease Nano, можно наносить кистью, поэтому их проще всего использовать. Однако низкая вязкость достигается за счет высокого содержания силикона, который влияет на теплопроводность. Эти пасты обычно находятся в самом низу наших диаграмм производительности.Когда вы пытаетесь нанести полужидкие пасты кистью, обычно получается слишком много, и это тоже не оптимально.

Капля, колбаса или настенная живопись?

Попытка намазать высоковязкую пасту с помощью кредитной карты - глупое занятие. Вы потратите много времени и не получите тонкий гладкий слой. Да, вы можете попробовать надеть латексную перчатку на руку и использовать указательный палец. Но даже при использовании этого метода велик риск нанесения слишком большого количества пасты, особенно если у вас нет практики.Чем выше вязкость, тем менее успешными вы можете ожидать попытки «покрасить стену».

Метод полоски: все дело в колбасе

Когда вы представляете, как центральный процессор умирает под теплораспределителем, может показаться разумным положить полоску пасты на эту область. Но не применяйте слишком много. Иначе паста будет сочиться со всех сторон. Если ваша паста электрически проводящая, вы почти можете быть уверены в повреждении оборудования.

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

Если вы наносите полоску пасты экономно, результат будет лучше.Не беспокойтесь о голых местах. Края теплораспределителя в любом случае не способствуют теплопередаче. Если ваш кулер оснащен задней пластиной и прикладывает большое усилие, паста будет распространяться дальше. Как показывает практика, чем ниже вязкость пасты и чем выше давление крепления радиатора, тем больше будет растекаться выбранный вами состав.

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

The Ideal Blob

Метод «капли» или «капли» может использоваться как новичками, так и энтузиастами, и он даже работает с пастами с высокой вязкостью, если вы используя качественный охладитель, обеспечивающий большое давление монтажа.

Не наносите слишком мало пасты, опасаясь переборщить. Компаунд может в конечном итоге не покрыть горячую точку, нарушить теплопроводность и привести к перегреву процессора.

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

Также следует учитывать тип кулера. Радиатор для вторичного рынка с задней пластиной, которая прикручивается, может выдерживать меньше пасты, чем AMD «зацепи зажим и щелкни рычагом» или Intel «четыре нажимных» радиатора. Когда вы используете пасты с более высокой вязкостью, вам нужно, чтобы охладитель мог оказывать большее давление, и можно использовать больше пасты.Конечно, когда мы говорим «больше», мы имеем в виду небольшую, а не слишком щедрую намазку.

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

На рисунке выше показан почти оптимальный разброс; мы завелись тонким слоем, который полностью покрывает матрицу. Поскольку паста не доходила до краев, мы знаем, что использовали не слишком много пасты и не наносили слишком толстый слой. Остерегайтесь буквально использовать каплю размером с горошину. Шарика из пасты диаметром от 2 до 4 мм должно быть достаточно; не используйте больше этого! Мы говорим о шаре размером с чечевицу.

Последнее, но не последнее: не паникуйте!

Производители процессоров также верят в философию «меньше значит больше», о чем свидетельствуют их боксовые кулеры. Например, радиатор AMD касается только двух третей теплораспределителя. Паста с трафаретной печатью отличается высокой вязкостью. Она почти твердая и не растекается наружу (давление крепления раковины относительно низкое). Но этот метод явно получает благословение AMD.

Почему мы поднимаем этот дешевый боксовый кулер? Чтобы развеять страхи и побудить к здоровому духу «сделай сам».Да, два десятилетия назад у меня тоже были сомнения по поводу установки вторичных кулеров для процессора. Но я рекомендую вам попробовать это, добавив унцию подготовки, немного трезвого отношения и немного осторожности. Ничего не случится.


БОЛЬШЕ: Лучшее охлаждение ЦП


БОЛЬШЕ: Как выбрать кулер ЦП


БОЛЬШЕ: Все охлаждающие компоненты

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *