Инфракрасные камеры: что это и чем они полезны?

Тепловизор - это оптико-электронная система, предназначенная для получения видимого изображения объектов, испускающих невидимое тепловое (инфракрасное) излучение.

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.

В 70-х гг. созданы тепловизоры, в которых тепловое изображение переводится в видимое непосредственно на экране, покрытом светочувствительным веществом (люминофоры, жидкие кристаллы, полупроводниковые пленки). Тепловизоры используются для определения местоположения и формы объектов, находящихся в темноте или в оптически непрозрачных средах. Применяются в дефектоскопии, навигации, а также в медицине.

Принцип действия

Вследствие того, что тела нагреты неравномерно (например, температура автомобиля с работающим двигателем будет выше температуры автомобиля с двигателем выключенным), складывается некая картина распределения ИК-излучения.

Действие всех тепловизионных систем основано на фиксировании температурной разницы объект/фон и на преобразовании полученной информации в изображение, видимое глазом. Современные тепловизионные приборы способны обнаруживать температурный контраст, равный 0,05-0,1 К.

В то время как оптические приборы ночного видения, работающих на основе электронно-оптических преобразователей (ЭОП), улавливают излучение с длиной волны ~ 1-2 мкм, что лишь немногим выше чувствительности человеческого глаза, основные рабочие диапазоны тепловизионной аппаратуры охватывают следующие области длин волн: 8-14 мкм – область далекого ИК-излучения и 3-5,5 мкм – среднего ИК. Именно в этих областях приземные слои атмосферы прозрачны для ИК-излучения, а излучательная способность наблюдаемых объектов с температурой от -50 до +500С максимальна.

Таким образом, тепловизионные приборы способны обеспечивать большую дальность видения в любое время суток, через любую прозрачную для ИК-изучения маскировку и даже при несколько пониженной прозрачности атмосферы: при тумане, дожде, снегопаде, пыли и дыме. (Следует оговориться, что пары воды и углекислый газ весьма интенсивно поглощают волны ИК-спектра, и это заметно отражается на чувствительности приборов.)

Фоточувствительным элементом современного тепловизионного прибора является фокально-плоскостная двумерная многоэлементная матрица фотоприемников (FPA), изготовленная на основе полупроводников – примесных кремния и германия.

Поскольку в современных тепловизорах отсутствуют оптико-механические сканирующие устройства, они отличаются компактностью, малой энергоемкостью, высоким отношением сигнал/шум и хорошим качеством изображения.

Недостаток

Основным и главным недостатком тепловизора является большая цена. 90% стоимости прибора составляет его основные элементы: матрица и объектив.

Матрицы весьма сложны в производстве, и, соответственно, это все упирается в большие деньги.

С объективами ситуация сложнее: их нельзя сделать из стекла, потому что этот материал не пропускает ИК-излучение. По этой причине для создания объективов применяются редкие и дорогие материалы.

Для понижения шумов и, следовательно, повышения пороговой чувствительности, в тепловизионных приборах матрицу фоточувствительных элементов охлаждает микрокомпрессорная система, либо используется термостабилизация при помощи термоэлектрической системы.

В последнее время все большее распространение получают приборы с неохлаждаемой микроболометрической матрицей. В компании Мир Приборов вы можете посмотреть на большой выброр теплоивзоров , выбрать и купить тепловизор

Приминение

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.

Широкое применение тепловизоры получили в военной индустрии для координации боевых действий в темное время суток. Эта дорогостоящая аппаратура может устанавливаться на самолеты-разведчики, для оценки количества живой силы противника и ее расположения на участке боевых действий.

Помимо инженерного применения с 2008-2009 гг. тепловизоры начали также активно использовать в медицинских целях, например, для выделения из толпы лиц инфицированных вирусом гриппа.

Тепловизор может легко обнаружить области утечек тепла в здании, неправильность функционирования отопительных систем, систем охлаждения или обогрева кондиционирования воздуха. Ремонтируя эти области - мы можем сохранить тепло и, тем самым, избежать постоянных затрат на обогрев здания. В последнее время стремительно развивается рынок производства строительных материалов, применение которых требует эффективного анализа, соблюдения правил использования относительно герметичности и тепловой изоляции. Не правильное применение, вследствие которого возникает нездоровая жилая атмосфера из-за проникновения сырости и плесени должны избегаться. Тепловизор поможет получить важную информацию, чтобы избежать дорогостоящих, отнимающих много времени и нервов ремонтных работ.

Предотвращение возникновения плесени: 

От пресени страдает не только конструкция здания, но также возникает опасность для здоровья и развития аллергий в жилых зонах и офисах. Споры грибков размножаются предпочтительно на влажных участках. Минеральные вещества стен, обоев и краски - превосходная почва для этого. Тепловизоры со специальными функциями программного обеспечения для визуализации точки росы, указывают подвергаемые опасности участки и автоматически отмечают цветом на изображении. Таким образом потенциальная опасность выявляется своевременно. Обогрев, вентиляция и кондиционирование воздуха

Обнаружение утечек воздуха

Внутренний климат в помещении оказывает огромное влияние на наше самочувствие и работоспособность. Уровень заболеваемости в компаниях может повыситься из-за плохого и нездорового климата в помещеении. Тепловизор может дать полезную информацию о функционировании систем кондиционирования и вентиляции воздуха, а также работы радиаторов. Расположение рабочих мест (например, относительно сквозняков) может быть оптимизировано с помощью информации полученной тепловизором.

Противопожарная безопасность

Благодаря тепловизору могут быть легко обнаружены существующие щели, места утечек и поврежденный кирпич в дымоходах и выхлопных каналах нагревательных систем. Перегретые участки, которые создаются в дымоходе становятся легко видимыми тепловизором. Огнеопостные участки из-за слишком блиского расположения к нагревателю и выхлопным частям системы также может быть легко обнаружена. Обнаружение течей на плоских крышах

Обнаружение течей на плоских крышах

Оценка кровли на предмет течи также возможна с помощью тепловизора. Вода сохраняет высокую температуру дольше чем остальная часть материала кровли и может быть легко обнаружена тепловизором ночью после того, как остальная часть крыши остыла. Влажные участки крыши могут быть восстановлены или заменены вместо того, чтобы заменять всю крышу. Обнаружение утечек воздуха

Реконструкция

Тепловизор также предоставляет ценную информацию во время реконструкции зданий и памятников. Постройки, покрытые минеральной штукатуркой, становятся ясно видимыми в инфракрасном изображении. Видя несущие конструкции можно принимать решение о целесообразности их реконструкции. Отделение штукатурки от стен может также быть распознано и предотворено на ранней стадии, что позволит минимизировать затраты. Планирование ремонта и проверка качества

Тепловые мостики не только указывают области в здании, где энергия потрачена впустую. Эти пятна могут также привести к конденсации или осаждению влаги от окружающего воздуха. Плесень впоследствии растет в этих местах, таким образом создавая риск для здоровья обитателей дома. Тепловизор легко определяет дефектные места. Обнаружение строительных ошибок

Обнаружение строительных ошибок

Тепловизор - самый быстрый и лучший прибор для обнаружения строительных ошибок. Благодаря тепловизору можно легко доказать, что строительные работы были неправильно или некачественно выполнены. Тепловизор показывает потери тепла, и утечки воздуха (очаги возникновения сквозняков), которые происходят в зданиях, в виде качественных красочных тепловых картинок.

Тепловизор - самый быстрый и лучший прибор для обнаружения строительных ошибок.

Благодаря тепловизору можно легко доказать, что строительные работы были неправильно или некачественно выполнены. Тепловизор показывает потери тепла, и утечки воздуха (очаги возникновения сквозняков), которые происходят в зданиях, в виде качественных красочных тепловых картинок. Одинарное стекло среди двойных. Ошибка не видна не вооруженным взглядом

Высыхание зданий

В строительстве зачастую требуется полное высыхание стен и других поверхностей. Определить области, где влажность все еще присутствует, можна с помощью тепловизора. Они появляются на инфракрасном изображении как "холодное пятно". Тепловизор - удобный в работе инструмент, чтобы найти и проверить месторасположение труб и трубы на предмет утечек. Даже когда водные трубы положены в полу или под штукатуркой. Тепло труб излучается через поверхность, и они могут быть легко обнаружены с помощью тепловизора.

Типичным примером пременения тепловизора является локализация утечек в трубах нагревательных систем "теплый пол".

Утечки в системах теплоцентрали также могут быть быстро обнаружены и зарегистрированы с помощью тепловизора.

Определение точного местоположения утечки позволит избежать ненужного рытья и сэкономит затраты.

Термография - это научный способ получения термограммы - изображения объекта в инфракрасном спектре, показывающего картину распределения температурных полей. Тепловизоры обнаруживают излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра (900-14000 нанометров). Прибор позволяет видеть тепловое излучение окружающих объектов, независимо от освещенности, и измерять температуру в любой точке поверхности объекта с точностью 0.1С.

Внедрение современных энергосберегающих технологий, будь то системы управления технологическими процессами или изоляционные материалы, в первую очередь должно базироваться на точной диагностике неполадок.

Кроме того, владельцу здания или страховой компании, вовлеченной в урегулирование материального ущерба, четкая картина невидимых невооруженным взглядом деталей может быть неоценимой для планирования восстановительных работ и рационализации взаиморасчетов.

Сегодня в строительстве применяется множество новых материалов и технологий теплоизоляции, использование которых позволяет снизить тепловые затраты на обогрев зданий. Как показывает практика, вследствие дефектов в теплоизоляции могут возникать значительные тепловые потери в сооружении (порядка 40%). В то время как, отсутствие дефектов позволяет снизить энергопотребление до 30%.

Купить тепловизор, цена тепловизора.

Современный российский рынок тепловизоров предлагает широкий ассортимент разнообразных моделей от разных производителей. Прежде чем выбрать конкретный прибор, нужно выяснить для себя следующее: какие задачи вы будете перед ним ставить? Благодаря ответу на этот вопрос, Вам удастся избежать лишней переплаты за устройство с ненужными вам функциями, и вы приобретете тепловизор, цена которого будет Вас полностью устраивать. Перед тем как купить тепловизор стоит ознакомиться с основными отличиями продукции самых популярных брендов.

Высокая ценовая категория на российском рынке представлена тепловизорами Fluke. Это объясняется, прежде всего, высоким качеством их сборки. Приборы Fluke оснащены запатентованной технологией «Картинка в картинке», благодаря которой на экране отображается как инфракрасное, так и видимое изображение в режиме реального времени. Все модели характеризуются стильным дизайном, высокой эргономичностью и интуитивно понятным интерфейсом панели управления. Приборы этого бренда производятся и собираются в США, что объясняется политикой формирования их стоимости. Помимо этого, на такой тепловизор цена для России и Европы существенно выше, чем для Америки, за счет ценовой политики фирмы.

Тепловизоры Flir так же, как и приборы предыдущего бренда, отличает высокая эргономичность. Вместе с тем, они имеют довольно сложные настройки и интерфейс пользователя. Меню управления скорее рассчитано на профессионалов, и чтобы разобраться в нем досконально, требуются некоторые навыки и повышенная внимательность. В эти тепловизоры также встроена технология «картинка в картинке». Несколько последних моделей характеризуются низким порогом чувствительности (от -40 Град.). Устройства Flir оснащены такими удобными возможностями, как беспроводная передача данных на планшетные компьютеры Apple и другими полезными функциями. Среди них – автоматическое наложение ИК-картинки на географические координаты и множество возможностей анализа инфракрасных изображений. При этом, на данный тепловизор цена довольно доступна.

Если Вам требуется купить тепловизор цена которого вполне демократична, наилучшим вариантом будет прибор немецкой фирмы Testo AG. Тепловизоры Testo являются самым бюджетным вариантом из всех качественных устройств данного вида, представленных на отечественном рынке. Если учесть высокое качество сборки, техническую поддержку и продленный срок гарантии, становится понятно, почему устройства данного бренда пользуются большим спросом, чем тепловизоры Flir. Тепловизоры Testo характеризуются продуманной эргономикой и простой панелью управления, использование которой не требует специальных навыков обучения. Чтобы облегчить работу неподготовленного пользователя, основная часть сложного меню и функций, необходимых для последующей обработки данных, находится не в тепловизоре, а в персональном компьютере.

Поэтому, даже если съемка производилась с неправильно выставленными настройками (такими, как степень солнечной активности, коэффициент отражения и др.), данные сохранятся в особом формате и их можно откорректировать впоследствии на ПК, просто изменив начальные настройки. Благодаря этому, отпадает необходимость повторного выезда на объект и повторения съемки. Важно, что купить тепловизор цена которого значительно снизилась, теперь проще простого. Кроме того, тепловизоры Testo оснащены функцией «Super Resolution», которая повышает качество снимков, не увеличивая стоимость самого дорогого компонента - инфракрасного детектора.

Цена тепловизора определяется главным образом его характеристиками. При выборе прибора в первую очередь следует учитывать следующее:

• Для работы в обычных условиях более чем достаточно будет тепловизора с верхним пределом измерений в 2500 С. Прибор с верхней границей до 10000 С может потребоваться только для работы с проводами, печами, теплоизоляционными котлами или другим специфическим оборудованием. Для применения в термообработке, изготовлении керамики, цемента, стекла, кокса бывают приборы с верхним пределом измерений от 1500 до 20000 С.
• Если вы не собираетесь использовать тепловизор с научными целями, то разрешения в 0,8 – 1,0 С будет более чем достаточно.
• Если тепловизор предполагается использовать в помещениях, то достаточно будет диапазона рабочих температур от 0 до 400 С и влажностей до 80%, но если прибор будет эксплуатироваться на открытом воздухе, то рекомендуется повысить допустимый предел влажности до 95%, а диапазон температур расширить от -20 до 500 С. Минимально допустимая степень защиты прибор при уличной эксплуатации – IP54.