Тепловизор вики. Тепловизоры: принцип работы, применение и современные технологии

Что такое тепловизор и как он работает. Где применяются тепловизоры в промышленности и повседневной жизни. Какие существуют типы и классификации тепловизоров. Как развивались технологии тепловидения за последние десятилетия.

Принцип работы и устройство тепловизора

Тепловизор — это устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Его принцип работы основан на преобразовании инфракрасного излучения в электрический сигнал, который затем усиливается и воспроизводится на экране в виде цветового поля.

Основные компоненты современного тепловизора включают:

• Инфракрасный объектив для фокусировки теплового излучения
• Детектор или матрицу детекторов для преобразования ИК-излучения в электрический сигнал
• Электронный блок обработки и усиления сигнала
• Дисплей для отображения тепловой картины

Как работает тепловизор? Тепловое излучение от объектов фокусируется объективом на детекторе. Детектор преобразует интенсивность излучения в электрический сигнал. Этот сигнал усиливается, обрабатывается и преобразуется в цветовое изображение, где разным температурам соответствуют разные цвета.

История развития тепловизионных технологий

Первые тепловизоры были созданы в 1930-х годах. Они были громоздкими устройствами с низким разрешением и требовали охлаждения жидким азотом. Современная эра тепловидения началась в 1960-х с появлением полупроводниковых детекторов.

Ключевые этапы развития тепловизионной техники:

• 1960-е — Первые портативные тепловизоры на основе одноэлементных приемников
• 1970-80-е — Появление матричных детекторов, значительное улучшение разрешения
• 1990-е — Разработка неохлаждаемых микроболометров
• 2000-е — Массовое производство компактных тепловизоров
• 2010-е — Интеграция тепловизоров в смартфоны и другие устройства

Как изменились возможности тепловизоров за последние десятилетия? Современные устройства имеют высокое разрешение до 1280×1024 пикселей, чувствительность менее 0,05°C, не требуют охлаждения и могут быть размером со смартфон.

Классификация и типы тепловизоров

Существует несколько основных классификаций тепловизоров по различным параметрам:

По типу детектора:

• Охлаждаемые (на основе фотонных детекторов)
• Неохлаждаемые (на основе микроболометров)

По назначению:

• Измерительные (позволяют определять абсолютные значения температур)
• Наблюдательные (только визуализируют тепловую картину)

По конструктивному исполнению:

• Стационарные
• Переносные
• Портативные

Какой тип тепловизора выбрать? Это зависит от конкретной задачи. Для промышленного применения часто используются стационарные измерительные тепловизоры. Для диагностики зданий подойдут переносные устройства. А для охоты или охраны — компактные портативные модели.

Основные области применения тепловизоров

Тепловизоры нашли широкое применение во многих сферах благодаря своей способности бесконтактно определять температуру объектов.

Промышленность и энергетика:

• Диагностика электрооборудования
• Контроль технологических процессов
• Обнаружение утечек тепла
• Мониторинг состояния трубопроводов

Строительство:

• Оценка теплоизоляции зданий
• Поиск мест утечек тепла
• Обнаружение скрытых дефектов конструкций

Медицина:

• Диагностика воспалительных процессов
• Выявление онкологических заболеваний
• Скрининг в аэропортах для выявления лиц с повышенной температурой

Охрана и безопасность:

• Наблюдение в условиях плохой видимости
• Поиск людей при спасательных операциях
• Обнаружение скрытых угроз

Как тепловизоры помогают в этих сферах? Они позволяют быстро и бесконтактно выявлять аномалии температуры, что критически важно для диагностики оборудования, поиска дефектов и обеспечения безопасности.

Современные технологии и инновации в тепловидении

Тепловизионные технологии продолжают активно развиваться. Какие инновации появились в последние годы?

• Мультиспектральные камеры, комбинирующие тепловизионное и видимое изображение
• Интеграция тепловизоров с дронами для обследования труднодоступных объектов
• Применение искусственного интеллекта для автоматического анализа тепловых изображений
• Разработка тепловизионных сенсоров для смартфонов
• Создание сверхчувствительных детекторов на основе графена

Как эти технологии меняют возможности тепловидения? Они делают тепловизоры более доступными, расширяют сферы их применения и повышают точность анализа тепловых изображений.

Выбор тепловизора: на что обратить внимание

При выборе тепловизора важно учитывать несколько ключевых параметров:

• Разрешение матрицы — влияет на детализацию изображения
• Температурная чувствительность — способность различать малые перепады температур
• Диапазон измеряемых температур
• Наличие встроенной цифровой камеры
• Возможности программного обеспечения для анализа

Как правильно подобрать тепловизор для конкретной задачи? Нужно определить требуемую точность измерений, условия эксплуатации и бюджет. Для промышленного применения важна высокая точность, для бытового использования достаточно базовых моделей.

Ограничения и проблемы использования тепловизоров

Несмотря на широкие возможности, у тепловизоров есть ряд ограничений:

• Невозможность «видеть» сквозь стекло и другие прозрачные материалы
• Влияние отражений на результаты измерений
• Сложность определения абсолютных значений температуры без учета коэффициента излучения
• Высокая стоимость качественных устройств

Как преодолеть эти ограничения? Важно понимать принципы работы тепловизоров, правильно интерпретировать полученные изображения и при необходимости использовать дополнительные методы диагностики.

Перспективы развития тепловизионных технологий

Тепловидение продолжит активно развиваться в ближайшие годы. Каковы основные тенденции?

• Дальнейшая миниатюризация устройств
• Повышение разрешения и чувствительности детекторов
• Расширение применения в потребительской электронике
• Развитие технологий дополненной реальности с использованием тепловизоров
• Создание «умных» систем мониторинга на основе тепловизионных сенсоров

Как это повлияет на нашу жизнь? Тепловизоры станут более доступными и войдут в повседневное использование, расширяя наши возможности по взаимодействию с окружающим миром.

Тепловизор | это… Что такое Тепловизор?

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 15 мая 2011.

Изображение собаки, сделанное тепловизором.

Теплови́зор — устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Распределение температуры отображается на дисплее (или в памяти) тепловизора как цветовое поле, где определённой температуре соответствует определённый цвет. Как правило, на дисплее отображается диапазон температуры видимой в объектив поверхности. Типовое разрешение современных тепловизоров — 0,1 °C. Более подробная информация доступна в разделе Термография.

В наиболее бюджетных моделях тепловизоров, информация записывается в память устройства и может быть считана через интерфейс подключения к компьютеру. Такие тепловизоры обычно применяют в паре с ноутбуком или персональным компьютером и программным обеспечением, позволяющим принимать данные с тепловизора в режиме реального времени.

Различают наблюдательные и измерительные тепловизоры. Первые просто делают изображение в инфракрасных лучах видимым в той или иной цветовой шкале. Измерительные тепловизоры, кроме того, присваивают значению цифрового сигнала каждого пиксела соответствующую ему температуру, в результате чего получается картина распределения температур.

Содержание 1 История создания 2 Проблемы производства 3 Классификация 4 Назначение 5 Область применения 5.1 Применение тепловизоров в медицине 6 Примечания 7 Литература 8 Ссылки

История создания

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

Современные тепловизорные системы начали свое развитие в 60-е годы прошлого столетия, в качестве одноэлементных приемников, изображение в которых строилось посредством точечного смещения оптической аппаратуры. Такие устройства были крайне непроизводительны и позволяли наблюдать за происходящими в объекте температурными изменениями с очень низкой скоростью.

С развитием полупроводниковой техники и появлением фотодиодных ячеек ПЗС, позволяющих хранить принятый световой сигнал, стало возможным создание современных тепловизоров на основе матрицы ПЗС датчиков, сигналы с которых, если говорить упрощённо, расшифровываются дешифратором, обрабатываются в центральном процессоре устройства, выстраиваясь в определенную последовательность, которая затем проецируется на ЖК матрицу в виде распределения температур, обозначенных различными цветами видимой части спектра. Данный принцип построения изображений позволил создать портативные устройства, с высокой скоростью обработки информации, которые позволяют вести контроль за изменением температур в режиме реального времени.

Наиболее перспективным направлением развития современных тепловизоров является применение технологии неохлаждаемых болометров, основанной на сверхточном определении изменения сопротивления тонких пластинок, под действием теплового излучения всего спектрального диапазона. Данная технология активно применяется во всем мире для создания тепловизоров нового поколения, отвечающих самым высоким требованиям по мобильности и безопасности использования^{[источник не указан 1102 дня]}. В России производство портативных тепловизоров по технологии неохлаждаемых болометров освоено в 2007 году в ЦНИИ «Циклон».^[1]

Проблемы производства

Тепловизор является дорогостоящим прибором. Его основные элементы — матрица и объектив составляют около 90 % общей стоимости. Матрицы весьма сложны в производстве, но со временем^{[когда?]}, по заверениям экспертов^{[источник не указан 1102 дня]}, их цена может снизиться. С объективами ситуация сложнее: для создания объективов применяются редкие и дорогие материалы (например, германий). В наши дни^{[когда?]} активно ведутся поиски более дешёвых материалов^{[источник не указан 1102 дня]}.

Классификация

Тепловизоры делятся на:

• Стационарные. Предназначены для применения на промышленных предприятиях для контроля за технологическими процессами в температурном диапазоне от −40 до +2000 °C. Такие тепловизоры, зачастую имеют азотное охлаждение, для того, чтобы обеспечить нормальное функционирование приемной аппаратуры. Основу таких систем составляют, как правило, тепловизоры третьего поколения, собранные на матрицах полупроводниковых фотоприемников.

• Переносные. Новейшие разработки в области применения тепловизоров на базе неохлаждаемых микроболометров из кремния, позволило отказаться от использования дорогостоящей и громоздкой охлаждающей аппаратуры. Эти приборы обладают всеми достоинствами своих предшественников, таких как малый шаг измеряемой температуры (0,1 °C), при этом позволяют применять тепловизоры в сложных оценочных работах, когда простота использования и портативность играют очень большую роль.
  Большинство портативных тепловизоров имеют возможность подключения к стационарным компьютерам или ноутбукам для оперативной обработки поступающих данных.

Тепловизоры часто путают с приборами ночного видения, хотя разница между ними существенна. Классический прибор ночного видения позволяет ориентироваться при низком уровне освещенности, усиливая свет, попадающий в объектив. Во многих случаях яркий объект, оказавшийся в поле зрения, «слепит» прибор. С этим пытаются бороться, иногда — хорошо, иногда — в недорогих массовых приборах — не очень. Тепловизор же в свете не нуждается. Он, конечно, может быть использован в качестве прибора ночного видения, только задача здесь решена иначе. Известная философская конструкция о темноте как об отсутствии света взята в тепловизионной технике на вооружение: смотрим на то, что есть, в данном случае на тепло.

Назначение

Тепловизоры применяют во всех отраслях промышленности, где необходимо обеспечить качественный контроль за технологическими процессами производства. Они позволяют оперативно и своевременно отслеживать тепловые изменения, происходящие в отдельно взятых частях машин или механизме в целом. При этом, повышение температуры может быть расценено, как знак к возрастанию нагрузки, после чего может быть принято решение об остановке эксплуатации устройства.

Тепловизор должен входить в стандартный набор инструментов технических инженеров, осуществляющих тепловой контроль на предприятиях. Специально для этих целей были разработаны портативные высокопроизводительные тепловизоры, которые позволяют с высокой степенью точности оценивать изменения температуры объекта в режиме реального времени. Небольшие размеры и вес подобных устройств позволяют применять их на выездных мероприятиях, когда доступ к стационарному оборудованию затруднен.

Область применения

Тепловизионный снимок кирпичного фасада для оценки потерь тепла

Современные тепловизоры нашли широкое применение как на крупных промышленных предприятиях, где необходим тщательный контроль за тепловым состоянием объектов, так и в небольших организациях, занимающихся поиском неисправностей сетей различного назначения. Так, сканирование тепловизором может безошибочно показать место отхода контактов в системах электропроводки.

Особенно широкое применение тепловизоры получили в строительстве при оценке теплоизоляционных свойств конструкций. Так, к примеру, с помощью тепловизора можно определить области наибольших теплопотерь в строящемся доме и сделать вывод о качестве применяемых строительных материалов и утеплителей.

Тепловизоры все шире применяются вооруженными силами развитых государств для обнаружения теплоконтрастных целей (живой силы и техники) в любое время суток, несмотря на применяемые противником обычные средства оптической маскировки в видимом диапазоне (камуфляж). Из специализированного разведывательного прибора тепловизор стал важным элементом прицельных комплексов ударной армейской авиации (вертолетов) и бронетехники. Применяются и тепловизионные прицелы для ручного стрелкового оружия, хотя в силу высокой цены широкого распространения они пока не получили.

Тепловизоры также широко применяют в энергетике, металлургии, при строительстве дорог, судостроении, строительстве и эксплуатации железнодорожного полотна, метрополитене, автомобильной промышленности, ветеринарии, искусстве.

Применение тепловизоров в медицине

Разработки тепловизоров для медицины были начаты в СССР в НПП «Исток» (г. Фрязино Московской обл.) в 1968 году. В 1980-е годы были разработаны методы применения тепловизоров для диагностики различных заболеваний. Выпускаемый в те годы отечественной промышленностью тепловизор ТВ-03 имел широкое применение в различных лечебно-профилактических учреждениях. ТВ-03 был первым тепловизором, нашедшим применение в нейрохирургии.^[2]

С 2008—2009 гг. тепловизоры начали также активно использовать для выделения из толпы лиц инфицированных вирусом гриппа.^[3][4]

Примечания

1. ↑ ЦНИИ «Циклон» ЦНИИ “Циклон” представит новую модель портативной тепловизионной камеры “Сыч-3″ (14.08.2007). Архивировано из первоисточника 14 февраля 2012. Проверено 25 февраля 2010.
2. ↑ Девятков Н. Д. Применение электроники в медицине и биологии. Электронная техника. Сер. СВЧ-техника. 1993. № 1 (455). С. 67–76.
3. ↑ Комсомольская правда Свиной грипп по воздуху к нам не доберется: в нижегородском аэропорту установили тепловизор.. kp.ru (13.08.2009). Архивировано из первоисточника 14 февраля 2012. Проверено 25 февраля 2010.
4. ↑ СпецЛаб Электронная вакцина против гриппа.. operlenta.ru (14.01.2010). Архивировано из первоисточника 14 февраля 2012. Проверено 25 февраля 2010.

Литература

• Ллойд Дж. Системы тепловидения./Пер. с англ. под ред. А. И. Горячева. — М.: Мир, 1978, с. 416.
• Криксунов Л. З. Справочник по основам инфракрасной техники, Издательство: Советское радио, год: 1978, страниц: 400.
• Госсорг Ж. Инфракрасная термография. Основы. Техника. Применение. М.: Мир, 1988.
• В. А. Дроздов, В. И. Сухарев. Термография в строительстве — М.: Стройиздат, 1987. — 237 с.
• Инфракрасная термография в энергетике. Т 1. Основы инфракрасной термографии / Под ред. Р. К. Ньюпорта, А. И. Таджибаева, авт.: А. В. Афонин, Р. К. Ньюпорт, В. С. Поляков и др.. — СПб.: Изд. ПЭИПК, 2000. — 240 с.
• Огирко И. В. Рациональное распределение температуры по поверхности термочувствительного тела … стр. 332 // Инженерно-физический журнал Том 47, Номер 2 (Август, 1984)

Ссылки

• «Тепловизоры видят всё». Телесюжет.

iRay.su | Тепловизоры и тепловизионное оборудование

Тепловизионный прицел

iRay Saim SCP 19W

Самый доступный тепловизионный прицел на рынке. Восхитительная производительность и полный набор функций.

Сенсор: 256×192 12um. Модуль Wi-Fi. Видео и фото рекордер.

Тепловизионный прицел

iRay Rico RH 35

Универсальная производительность для любой задачи.

Восхитительная детализация для точного выстрела

Тепловизионный прицел

iRay Geni GL 35R

Неповторимая детализация и производительность. Меткие выстрелы с интегрированным лазерным дальномером.

Сенсор: 384×288 12um. Лазерный дальномер до 1000м.

Цифровой прицел день-ночь

iRay Tube TD50L

Доступное решение для охоты днём и ночью.
Богатая комплектация для всех охотников.

Сенсор 2K 60Hz. Невидимая подсветка.

Видео обзор Rico RH 35!

Обзор самой универсальной новинки для охоты! Комплектация, примеры видео съёмок и функционал, всё что вы просили мы показали!

Видео обзор Finder FH 35R!

Обзор тепловизионного монокуляра с лазерным дальномером, который потребуется для точного выстрела и измерения дистанции до 1000м.

Видео обзор xEye 2 E6 Plus v3

Флагман тепловизионных монокуляров с самой высокой чувствительностью на рынке! Фантастический угол обзора и детализация объектов в любых условиях.

iRay (Infiray Outdoor) — лидирующий производитель тепловизионной техники в мире! Инженеры компании первые в мире создали технический процесс тепловизионных сенсоров 12мкм, 10мкм и 8мкм для нужд внутренних структур Китая. В 2015 году компания создала собственное направление продукции для активного отдыха и сразу завоевала репутацию надёжного производителя с великолепным качеством продукции. В 2021 году iRay выпустили первые продукты с сенсорами iRay Vox 12мкм, чем доказала свою высокую квалификацию и неповторимую производительность.

• Тепловизионные Монокуляры

• Тепловизионные Прицелы

• Тепловизионные Насадки

• Тепловизионные Бинокли

• Измерительные Тепловизоры

Новые поступления

Популярные монокуляры

Популярные прицелы

Вики | Определение и факты

Похожие темы:

Интернет Открытый исходный код Веб-сайт

Просмотреть весь связанный контент →

вики , веб-сайт, который может быть изменен или добавлен пользователями. Вики можно датировать 1995 годом, когда американский программист Уорд Каннингем создал новую совместную технологию для организации информации на веб-сайтах. Используя гавайский термин, означающий «быстрый», он назвал это новое программное обеспечение WikiWikiWeb, привлекая его аллитерацией, а также соответствующей аббревиатурой (WWW).

Wiki были частично вдохновлены программой HyperCard от Apple, которая позволяла пользователям создавать виртуальные «стеки карточек» информации с множеством соединений или ссылок между различными карточками. HyperCard, в свою очередь, опиралась на идею, предложенную Ванневаром Бушем в его статье 1945 года Atlantic Monthly «Как мы можем думать». Там Буш придумал мемекс, машину, которая позволяла бы читателям комментировать и создавать ссылки между статьями и книгами, записанными на микрофильм. «Стеки» HyperCard реализовывали версию видения Буша, но программа полагалась на пользователя для создания как текста, так и ссылок. Например, можно взять партитуру симфонии и аннотировать разные части с помощью разных карточек, связанных вместе.

Буш также предполагал, что пользователи мемекса смогут делиться тем, что он называл «следами», — записью своих индивидуальных путешествий по текстовой вселенной. Вики-программа Каннингема расширила эту идею, позволив пользователям комментировать и изменять текст друг друга. Возможно, наиболее известным использованием программного обеспечения вики является Википедия , онлайн-энциклопедия, использующая модель разработки программного обеспечения с открытым исходным кодом. Отдельные лица пишут статьи и публикуют их в Википедии , после чего эти статьи открываются для проверки и редактирования сообществом из 9 человек.0015 Википедия читателей, а не один редактор и фактчекер. Так же, как программное обеспечение с открытым исходным кодом, такое как операционная система Linux и веб-браузер Firefox, было разработано некоммерческими сообществами, так и Википедия является некоммерческой инициативой.

Для тех, кто бросает вызов этой модели развития, Каннингем и его последователи заняли интересную позицию. Всегда будет так, что определенные люди будут злонамеренно пытаться помешать веб-сайтам с открытым исходным кодом, таким как Википедия путем предоставления ложного или вводящего в заблуждение содержания. Вместо того, чтобы беспокоиться о действиях и намерениях каждого пользователя, сторонники программного обеспечения вики полагаются на свое сообщество пользователей для редактирования и исправления того, что воспринимается как ошибки или предубеждения. Хотя такая система, безусловно, далека от надежной, вики служат примером происхождения интернет-контркультуры, в основе которой лежит допущение о доброте людей.

Помимо энциклопедий, программное обеспечение вики используется в самых разных контекстах для облегчения взаимодействия и сотрудничества в проектах различного масштаба. Руководства были написаны с использованием модели вики, и люди адаптировали программное обеспечение вики, чтобы оно служило органайзером личной информации на персональных компьютерах.

Майкл Аарон Деннис

Wiki Education – Wiki Education привлекает студентов и ученых к совершенствованию Wikipedia учреждения активно делятся своими знаниями с широкой общественностью через Википедию, Викиданные и другие проекты открытого сотрудничества в Интернете.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Наш блог

Последние сообщения

ПОСМОТРЕТЬ ВСЕ СООБЩЕНИЯ

Википедия

Климатические решения Wiki Ученые

Wiki Education ищет экспертов в предметной области для участия в 8-недельном виртуальном курсе, где они узнают, как редактировать Википедию. Мы углубимся в освещение Википедией климатических решений и добавим в Википедию высококачественную информацию, чтобы информировать общественность о знаниях, которые могут изменить жизнь.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Википедия

Психология и медицина Wiki Ученые

Wiki Education ищет ученых, медицинских работников, преподавателей и студентов для участия в бесплатном 6-недельном виртуальном курсе, посвященном редактированию Википедии. Присоединяйтесь к нам, пока мы глубоко погружаемся в медицинский контент Википедии, помогая вам и другим ученым-медикам добавлять в Википедию высококачественную информацию, чтобы информировать общественность о знаниях, которые могут изменить жизнь.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Викиданные

Институт Викиданных – май 2023 г.

Мгновенная доступность знаний на вашем компьютере, ноутбуке, планшете, телефоне или персональном цифровом помощнике произвела революцию в том, как люди узнают об окружающем мире. Когда вы гуглите тему или задаете вопрос Alexa, ответ, который вы получаете, часто приходит из Викиданных, структурированного хранилища открытых данных, которое живет рядом с Википедией. В этом виртуальном курсе вы изучите основы Викиданных, чтобы вы могли внести значимый вклад и помочь донести данные вашего учреждения до всего мира.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Просмотреть все курсы

К концу четверти они понимают, что их работа влияет на людей, что редко случается со стандартной курсовой работой. В своих оценках курса студенты обычно упоминают задание Википедии как свою любимую часть.

Бен Карни

Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе

Мои студенты боролись со своим статусом квазипривратников конкретной информации. Я считаю, что это откровение сделало их приверженность и веру в бесплатную и доступную информацию еще более острой. Мы использовали этот проект, чтобы переосмыслить власть и привилегии в академии, и использовали наше положение в качестве движущей силы, участвуя в написании статей для Википедии.

Делия Стеверсон

Университет Флориды

Страницы и презентации студентов в Википедии также показали мне, что они достигли всего, что должна делать традиционная исследовательская работа, и даже больше — они провели исследование, проанализировали его, эффективно написали о своих темах, но также делились своей работой значимым образом друг с другом и с общественностью.

Сара Лирли

Колумбийский колледж

За последние два года написание статей для Википедии добавило интеллектуального содержания и воодушевления моим курсам, а также дало мне и моим студентам чувство выполненного долга по мере того, как мы производим и распространяем знания.