10 Ноября 2019

Тепловизоры: как выбрать, виды, где применяются

Человеческий глаз воспринимает очень ограниченную часть электромагнитного излучения — видимый свет. Этого хватает, чтобы видеть цвета, формы, однако недостаточно, чтобы охватывать мир во всей полноте. Тепловую энергию и инфракрасные лучи человек ощущает только тактильно, что неудобно, поскольку невозможно определить точную температуру и есть риск получить ожог. Чтобы преобразовать невидимую часть спектра в видимые цвета, используются различные устройства. Один из них — тепловизор.
Что такое тепловизор

Что такое тепловизоры и зачем он нужен

Что такое тепловизор и зачем он используется строителями? Устройство представляет собой измерительный прибор, необходимый для отображения инфракрасного (теплового) излучения в виде цветовых изображений. Такое средство «видит» предметы вне зависимости от освещенности, в любое время суток и года. Тепловизор предназначен для измерения температуры тел и объектов бесконтактным способом.

По сути тепловизор — инфракрасная камера. Он используется в строительстве, промышленности, медицине, охоте, охране, поскольку улавливает и отображает всё, что теплее абсолютного нуля, даже водяной лед.

Вы можете узнать больше информации от специалиста  Задать вопрос

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

Наблюдательный тепловизорСмотровые 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

Измерительный тепловизорЧувствительность 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

Стационарный тепловизорЭто 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

Переносной тепловизорВ 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.

Как работает тепловизор


Конструкция тепловизора

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

  • объектива;

  • дисплея;

  • элементов управления;

  • хранилища данных.

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


Объектив

Дальность тепловизораМатрица 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

Диапазон тепловизора 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

Основные параметры тепловизораЭта 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

Область применения тепловизоровТо, 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

Компактный тепловизорИК 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

Возможности тепловизора 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

Бюджетный тепловизор 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.

Где применяется тепловизор

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.

Вы можете узнать больше информации от специалиста  Задать вопрос



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:

  • Назначение;

  • Температурный диапазон

  • Дальность работы.

Как выбрать тепловизор

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

Недорогие модели тепловизоровПростые 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.

Выбор тепловизора

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.

Отзывы на тепловизоры

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: info@kozhushko.pro Оставить заявку




Форма для комментариев

Пожалуйста заполните обязательные поля.
Ошибка отправки комментария. Попробуйте еще раз.
Спасибо, ваш комментарий будет опубликован после проверки.
Loading
Нажимая на кнопку отправки формы, Я принимаю «Соглашение об обработке персональных данных» и подтверждаю, что ознакомлен с «Политикой конфиденциальности»

Добавить комментарий с VK

Добавить комментарий с Facebook