Тепловизор как работает: Тепловизоры. Разновидности и применение. Как выбрать. Особенности

Содержание

Принцип работы тепловизора

BBRC.RU

Статьи

Принцип работы тепловизора Принцип работы тепловизора

Тепловизионные приборы очень быстро приобрели большую популярность и стали востребованными во многих отраслях промышленности, коммунальной сфере и для частного использования благодаря способности идентифицировать тепловые волны.

Как работает прибор

Каждый предмет как одушевленный, так и неодушевленный, независимо от того перемещается он или находится в статическом положении, излучает электромагнитные волны, которые перекрывают достаточно широкий частотный диапазон, в том числе захватывают инфракрасный спектр. Излучение в таком спектре еще называется тепловым. Его интенсивность зависит от температуры объекта и практически не меняется от степени освещения.
Тепловизор представляет собой прибор, способный не только фиксировать тепловое излучение объектов, но и визуализировать его в доступном для человеческого глаза виде.

Для этого он комплектуется специальным объективом. Линзы этого объектива отличаются уникальной способностью беспрепятственно пропускать тепловое излучение, в то время как обычное стекло задерживает ИК-лучи.

С помощью системы линз инфракрасные волны позиционируются на специальную матрицу. Она представляет собой совокупность датчиков, способных реагировать на тепловые волны. Информация в виде токовых посылок считывается процессором с матрицы и преобразуется в видеосигнал, выводимый на устройство отображения, которым может быть экран прибора или внешний монитор. Из-за разности температуры окружающей среды и объекта на дисплее получается контур изображения. В современных устройствах разные волны в зависимости от температуры отображаются разным цветом.
Для удобства пользователя поверх кадра может выводиться шкала, которая отображает соответствие цвета любой точки изображения значению абсолютной температуры наблюдаемого объекта. Предоставляется возможность также обозначать максимальное и минимальное значение температуры на изображении.

Точность вычисления современных приборов составляет 0,05 градуса, поэтому картинка получается максимально реалистичной. Тепловизор настраиваются на работу с тепловыми волнами, имеющими длину 3,0–5,5 мкм, поэтому приземный слой атмосферы для него получается почти прозрачным, а природные явления в виде тумана, дождя, снега и дыма минимально влияют на чувствительность.

Типы детекторов

Матрица представляет собой микросхему с набором специальных диодов, отличающихся светочувствительностью, и свойством менять сопротивление в зависимости от интенсивности инфракрасных лучей. Благодаря современным технологиям матрица имеет компактные размеры и отличается низким энергопотреблением. Для получения качественной картинки необходимо минимизировать цифровой шум, поэтому конструктивно предусмотрены программные и аппаратные средства для ее охлаждения. В самых современных приборах ПЗС-матрица заменена на микроболометрическую, которая не требует охлаждения. Изменение сопротивления элементов такой микросхемы фиксируется с большой точностью практически во всем диапазона ИК-излучения.

Область использования

Способность тепловизора измерять разницу температуры и визуализировать таким образом тепловое излучение востребована во многих областях деятельности человека. Использование прибора для энергоаудита предусматривает:

контроль степени теплоизоляции промышленных и коммунальных объектов, дверных и оконных проемов, а также подвалов и крыш домов;
измерение теплопроводности материалов;
нахождение точек утечки теплопотерь в домах и тепловых системах;
определение разгерметизации инженерных систем: вентиляции, кондиционирования, а также теплоснабжения и электроснабжения;
обследование фасадов домов в отопительный период;
диагностику дымовых труб и теплообменников.

Свойство тепловизоров идентифицировать предметы по инфракрасному излучению делает их намного эффективнее приборов ночного видения, поэтому они востребованы в разных сферах, в том числе военной и судоходной, с целью контроля и обеспечения безопасности.

Незаменимый прибор для ведения ночной охоты в любую погоду, а также в путешествиях для ориентации в ночное время и поиска заблудившихся в лесу людей. Является практичным помощником и для автовладельцев, так как позволяет увидеть объекты намного дальше зоны, освещенной фарами.

Тепловизор: как это работает — Энерго Х

Тепловизор – современный прибор, при помощи которого снимаются данные теплового излучения любого объекта. В Харькове и Харьковской области компания «Энерго Х» профессионально использует тепловизор для обследования зданий, сооружений и оборудования.

Немного истории

Приборы, позволяющие наглядно отображать температуру поверхностей различных предметов, появились еще в 20-х годах прошлого века. Например, эвапорограф давал возможность получить тепловое изображение на испаряющейся под воздействием теплового излучения тонкой масляной пленке. Понятно, что это было весьма капризное и нелегкое в эксплуатации устройство.

Современные тепловизоры основаны на, так называемых, неохлаждаемых микроболометрических матрицах. Полупроводниковый болометр – датчик теплового излучения – был изобретен компанией Bell еще в 40-х годах прошлого века для военных нужд. В дальнейшем отдельные болометры научились группировать в матрицы, подобные тем, что работают в цифровых фотоаппаратах. Это позволило создать такое относительно недорогое и простое в эксплуатации устройство, как тепловизор, позволяющее увидеть температуру поверхности того или иного объекта.

Тепловизор: принцип действия

Любое тело с температурой больше абсолютного нуля (-273 ºС) испускает тепловое излучение, которое мы не видим, но в некоторых случаях можем почувствовать. Так, тепло от раскаленной спирали электрообогревателя вполне ощущается нами на расстоянии. Тепловизор регистрирует именно такое тепловое излучение предметов и переводит в видимое нами изображение, раскрасив его в удобные для анализа условные цвета. На рисунке представлен результат работы тепловизора для обследования зданий, такая фотография называется – термограмма. Для удобства расшифровки термограммы справа расположена шкала температур с соответствующими цветовыми диапазонами.

Хорошо видно, что тепловое излучение от стены дома распределяется следующим образом:

наиболее холодные участки – стены;
более значительная отдача тепла идет через стекла окон и низ стен, прилегающих к фундаменту;
наибольшие теплопотери происходят вследствие негерметичности стеклопакетов.

Тепловизоры являются очень чувствительными устройствами. Например, используемый в нашей компании тепловизор TROTEC IC080LV, может отображать перепады температуры всего в 0,05ºС, тогда как считается, что человек не может различать перепады температуры менее чем в 0,2 ºС, да и то в очень небольшом диапазоне.

Эти устройства нашли широкое применение в строительстве, энергетике и энергоаудите, в частности для определения мест утечек тепла и нерационального использования энергоресурсов. Ведь с помощью тепловизора можно практически сразу, бесконтакнтым способом получить точную тепловую картину для достаточно больших объектов. Причем сделать это можно как с расстояния сотни метров, так и применив прибор всего лишь в 1-2 сантиметрах от предмета обследования.

На первый взгляд работа с тепловизором представляется достаточно простой. Однако, при детальном изучении вопроса оказывается, что доверить ее можно только профессионалам. Именно они знают, что для получения достоверной информации, при помощи данного прибора, необходимо учесть множество факторов. Среди них:

размер исследуемого объекта;
оптимальное расстояние, на котором проводится съемка;
погодные условия;
температура нагрева объекта за счет внешней среды и многие другие параметры.

«Энерго Х» – профессиональное использование тепловизора

Наша компания имеет богатый опыт в использовании прибора-тепловизора для различнх обследований. Инженеры ООО «Энерго Х»:

ежегодно проходят курсы повышения квалификации;
знакомы с новейшими тенденциями на рынке услуг энергоаудита;
качественно и добросовестно выполняют работы;
готовы выполнять заказ в любое удобное для клиента время, работаем даже в выходные и праздничные дни.

Если вы думаете, что тепловизионный аудит вам не по карману – вы ошибаетесь. Стоимость обследования при помощи тепловизора доступна многим. Некоторые расценки приведены в таблице:

Объект обследования	Тепловизионная съемка	Обработка термограмм	Составление отчета	Всего, грн
Квартира до 80 кв. м	700	100	200	1000
Квартира 130-200 кв. м	1100	500	200	1800
Дом до 200 кв. м	1600	1000	400	3000
Помещения 300-500 кв. м	2600	2000	400	5000

Внимание! Полученная экономия на энергоресурсах не только компенсирует затраты на обследование, но и позволит вам высвободить дополнительные финансы.

Закажите обследование на сайте компании или позвоните нам по телефону. Используйте тепловизор для обследования зданий – это лучший способ сэкономить денежные средства!

Как работает тепловидение? Ночное видение и сквозь стены

Как работает тепловидение rk?

Тепловидение также позволяет увидеть тепло, излучаемое объектом. Тепловые камеры более или менее фиксируют температуру различных объектов в кадре, а затем присваивают каждой температуре оттенок цвета, что позволяет вам видеть, сколько тепла она излучает по сравнению с объектами вокруг нее.

Тепловизионные камеры определяют температуру, распознавая и улавливая различные уровни инфракрасного света. Этот свет невидим невооруженным глазом, но может ощущаться как тепло, если его интенсивность достаточно высока. Все объекты излучают какое-то инфракрасное излучение, и это один из способов передачи тепла. Чем горячее объект, тем больше инфракрасного излучения он излучает. Тепловизионные камеры могут видеть это излучение и преобразовывать его в изображение, которое мы затем видим своими глазами.

Тепловизионная камера имеет внутренние измерительные устройства, улавливающие инфракрасное излучение, называемые микроболометрами, и каждый пиксель имеет по одному устройству. Оттуда микроболометр записывает температуру, а затем присваивает этому пикселю соответствующий цвет, который затем отображает результаты на экране камеры.

Где появились тепловизионные камеры?

Неясно происхождение тепловидения. С 1800-х годов было много сообщений о тепловизионных изображениях под другими именами, но не было подтвержденного изобретателя. Используемые сегодня тепловизионные камеры основаны на технологии, изначально разработанной для военных. В 1929 января венгерский физик Кальман Тихани изобрел чувствительную к инфракрасному излучению (ночного видения) электронную телевизионную камеру для противовоздушной обороны в Великобритании. Первыми разработанными американскими термографическими камерами были сканеры инфракрасных линий. Тепловидение в его нынешнем виде изначально было разработано для использования в военных целях во время войны в Корее

Где мы используем тепловидение?

Тепловизионные камеры перекочевали в другие области и нашли множество применений.

Электротехническое обслуживание широко используется для тепловидения. Например, специалисты по линиям электропередач используют тепловизионное изображение, чтобы находить и точно определять соединения и детали, которые подвержены риску перегрева, поскольку они уже излучают больше тепла, чем более прочные участки. Они также могут помочь обнаружить слабые соединения или устройства, которые начинают выходить из строя.

Сантехники используют тепловизоры для осмотра мест возможных утечек, в основном через стены и трубы. Поскольку устройства можно использовать на расстоянии, они идеально подходят для обнаружения потенциальных проблем с оборудованием, которое либо труднодоступно, либо может иным образом создать проблемы для безопасности работников.

Техники-механики и строители, работающие с теплоизоляцией, используют визуализацию для быстрого выявления утечек, что важно для поддержания эффективного регулирования температуры в здании. С первого взгляда они могут проанализировать структуру здания и выявить неисправности. Потери тепла через стены, оборудование HVAC, двери и окна — это распространенные проблемы с тепловыми характеристиками, которые легко обнаруживаются с помощью тепловизора.

Борьба с животными и вредителями – это область, в которой тепловизоры используются удивительно часто. Они могут помочь обнаружить вредителей или животных в темных участках крыши, не забираясь на них, и они могут обнаружить потенциальную активность термитов. Кроме того, они обычно используются для более легкого проведения исследований дикой природы совершенно неинвазивным и ненавязчивым образом.

Транспортная навигация получает значительные преимущества от тепловидения, особенно при движении ночью. Например, морская навигация использует его для четкого наблюдения за другими судами, людьми и препятствиями в ночное время, когда они находятся в море. В последние годы автомобили начали оснащать инфракрасными камерами, чтобы предупредить водителей о людях или животных за пределами уличных фонарей или досягаемости их фар.

Здравоохранение и медицина также имеют практическое применение, например, для выявления лихорадки и температурных аномалий. Это оказалось особенно важным в аэропортах, где эти тепловизионные камеры могут быстро и точно сканировать всех прибывающих и убывающих пассажиров на наличие более высоких температур, что было крайне важно во время недавних вспышек таких заболеваний, как атипичная пневмония и лихорадка Эбола. Кроме того, было доказано, что тепловизоры помогают диагностировать ряд заболеваний, связанных с шеей, спиной и конечностями, а также проблемы с кровообращением.

Пожарные используют тепловидение, чтобы видеть сквозь дым, особенно в спасательных миссиях, когда они ищут людей в скрытой и опасной среде. Они также используют тепловизионные камеры для быстрой идентификации точечных пожаров, чтобы они могли вмешаться, прежде чем они распространятся.

Полиция и правоохранительные органы включают тепловизоры в свое оборудование для наблюдения, используемое для обнаружения подозреваемых, особенно в ночное время, а также для осмотра места преступления, а также для поисково-спасательных операций. Они превосходят приборы ночного видения, так как не требуют внешнего освещения и не боятся яркого света, что очень важно для тактических задач

Наука и исследования, несомненно, являются областями, которые получают значительные преимущества от использования тепловизоров для точной и точной визуализации тепловых характеристик, таких как темная сторона Луны.

Другие области применения, в которых используются тепловизионные камеры, включают системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, обнаружение плесени, обеспечение качества в таких процессах, как производство стекла и многое другое.

Экономия денег – это то, чего вы не ожидаете от тепловизионного устройства, но если подумать обо всем, что оно может сделать, это определенно имеет смысл. После внесения первоначальных затрат на покупку устройства они, несомненно, могут сэкономить вашему бизнесу или дому тысячи долларов и более на потенциальных затратах на техническое обслуживание и ремонт, которые могут возникнуть, если неисправности, утечки или слабые места не будут выявлены ранее.

Тем не менее, важно понимать, что, хотя у тепловидения есть все эти приложения, часто лучше использовать дополнительные инструменты или инструменты, когда это уместно, чтобы подтвердить то, что вы видите. Кроме того, стоит отметить, что тепловизионные камеры не могут видеть сквозь стены и объекты, а улавливают только то, что от них отражается.

Выбор и покупка качественного тепловизора

Крайне важно использовать высококачественный продукт, чтобы обеспечить точное обнаружение и запись измерений. Большая разница между различными типами тепловизоров заключается в разрешении и четкости изображений, которые они обеспечивают.

Компания Pyrosales с гордостью предлагает широкий ассортимент тепловизионных камер подходящих для всех видов применения, будь то профессионалы или любители. Наш ассортимент первоклассных тепловизоров производится Testo, всемирно активной высокотехнологичной компанией, обладающей опытом в области инновационных измерительных решений, которые гарантированно удовлетворят ваши потребности.

Тепловидение — это впечатляющий и компактный метод определения, измерения и визуализации тепловых характеристик, особенно в условиях отсутствия видимого света. Имея эффективную и высококачественную тепловизионную камеру, можно найти широкий спектр приложений: от промышленности до здравоохранения, исследований и науки и многого другого.