Андрей Смирнов
Время чтения: ~22 мин.
Просмотров: 0

Тепловизор для смартфона: краткий обзор

Виды тепловизоров и цена

Приборы классифицируются по функциям, которые они выполняют:

• Наблюдательный тепловизор – создает на экране картинку теплового излучения, преобразованного в видимый световой спектр.

• Измерительный тепловизор – работает, как и наблюдательный тип прибора, но дополнительно точкам светового сигнала присваивает температурные значения.

Иными словами, позволяет оценить температурное распределение на участке исследования.

• Визуальный пирометр – отдельная группа приборов, которые позволяют зрительно выявить зоны, где температура отклонена в какую-либо сторону от нормальной.

По типу исполнения прибор может быть:

• Переносной тепловизор– компактные модели, корпус которых оснащен ручкой для удобного удержания.

• Стационарный тепловизор – имеет несколько большие габариты, чем предыдущий вариант.

Либо оснащается креплениями для установки на различные конструкции, либо сам являются частью какого-либо оптического прибора.

По назначению тепловизор бывает:

• Строительный – используется для поиска тепловых потерь зданий.

Их измерительный диапазон – до 350°С.

Стоимость начинается от 50 тыс. рублей.

• Охотничий.

Популярен также среди охранных агентств.

Зачастую имеет встроенный дальномер.

Представляет собой ручной, либо нашлемный монокуляр для наблюдения.

Простейшая гляделка для охотника стоит в районе 40 тыс. рублей.

Среди разновидностей можно выбрать тепловизионные прицелы и бинокли, цена которых превышает 200 тыс. рублей.

• Промышленный.

Относится к самым точным тепловизионным приборам.

Используется преимущественно на масштабных предприятиях для контроля температурного режима технологического оборудования.

Оснащаются ИК-датчиками с высокой чувствительностью и полноцветными большими дисплеями.

Их температурный диапазон – более высокий.

Существуют высокотемпературные приборы, где этот показатель превышает 1000°С.

Стоимость качественных моделей более 1 млн. рублей.

• Военный – используется для обнаружения вражеских войск и техники в условиях недостаточной видимости.

Стоит армейский прибор от 150 тыс. рублей.

• Медицинский – применяется при поиске заболеваний и дефектов в человеческом теле, для которых характерно локальное изменение температуры, например, опухолей.

Как правило, выпускается в стационарном исполнении на различных подставках с возможностью прямой передачи изображения на ПК.

Стоимость – от 500 тыс. рублей.

• Бытовой.

Применяется для домашних нужд в несложных эксплуатационных условиях.

Стоимость – от 20 тыс. рублей.

К бытовому также можно отнести так называемый мини-тепловизор – очень компактный прибор, который подключается к смартфону.

Его еще называют мобильный тепловизор.

Он использует экран и источник питания телефона, а также специально разработанное ПО для вывода температурной картинки неплохого качества.

Лазерный тепловизор – ошибочное название пирометра с лазерным целеуказателем.

В отличие от тепловизионной аппаратуры, пирометр представляет собой прибор для дистанционного (бесконтактного) измерения температуры поверхности тел.

Иными словами, на его экране отображается лишь показатель температуры точки, на которую направлен встроенный лазер.

Тепловизор Yuneec CGOET

The Yuneec CGOET is an combination of 3 axis gimbal, thermal heat vision camera and low-light camera. While the thermal imaging camera selectively measures the temperature in the image enabling it to display relative temperature differences, the low-light RGB camera has a 20 times higher sensitivity than the human eye and can still take excellent shots even in low light conditions. Both images are streamed live on your remote control at the same time, and can be viewed separately as a picture-in-picture or as an overlay. It’s key features are:

  • Тепловизионная камера и камера слабого освещения 1080p объединяют и записывают изображение как картинка в картинке или как наложение.
  • Источники тепла хорошо визуализируются благодаря различным цветовым спектрам.
  • Скользящая шкала определения температуры позволяет сфокусироваться на соответствующих областях.
  • Совместим с беспилотником Typhoon H.

Тепловизор своими руками из смартфона

Сам смартфон невозможно превратить в тепловизор без использования дополнительного оборудования. Однако с недавних пор стала выпускаться специальная приставка Seek Thermal, являющаяся по своей сути мобильным миниатюрным тепловизором, с размерами, не более спичечного коробка.

Этот мини-прибор способен работать со многими смартфонами на базе Андроид версии не ниже 4.3. Он выполняет те же функции, что и настоящие фирменные тепловизоры, подключается через стандартные разъемы. Получается довольно легко собрать самодельный тепловизор своими руками. Несмотря на маленькие размеры, объектив камеры оборудован кольцом для фокусирования, а также чувствительным сенсором в виде матрицы на 32 тыс. пикселей, частота съемки у которой составляет 9 Гц. Основным достоинством прибора считается величина рабочего температурного диапазона в пределах от -40 до +3300С.

Смартфон для тепловизора является не только экраном, отображающим информацию, но и своеобразной вычислительной машиной. Все действия выполняются с помощью специального приложения Seek Thermal, обладающего широкими возможностями. Данная программа позволяет сделать выбор цветовой палитры, единиц измерения температуры, выполнить настройку изображения и много других операций.

Что собой представляет подобный прибор

Тепловизор – устройство, способное улавливать температуру поверхности и выводить данные о ней на экран. Работает он по схожему алгоритму с прибором ночного видения (ПНВ) на основе инфракрасного излучения, которое преобразовывается в сигнал, выводимый на дисплей. Картинка на экран выводится в различных цветах, от красного (горячая область) до синего (холодная). Предупреждая вопрос о том, чем отличается тепловизор от прибора ночного видения, следует отметить, что ПНВ фиксирует отраженный сигнал, в то время как рассматриваемое сегодня устройство «ловит» инфракрасное излучение, идущее от предметов.

Первые подобные устройства появились еще в тридцатые годы прошлого столетия. Конечно, они были громоздкими и практически ничего общего с современными подобными приборами не имели. Исключение составляет лишь инфракрасное излучение. Оно-то и рисовало «карту температур» на фотомишени. Принцип действия тепловизоров тех лет можно было сравнить с электронно-лучевой трубкой.

ИК близко

Матрицы цифровых фотоаппаратов и видеокамер воспринимают гораздо более широкий диапазон световых волн, чем человеческий глаз. На них влияют как ультрафиолетовые, так и инфракрасные лучи. Более того, чувствительность широко используемых матриц на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС, CCD) в ИК-диапазоне настолько высока, что производители техники — чтобы не искажалось изображение — вынуждены вводить в оптические тракты своих камер специальные фильтры.

Эту особенность ПЗС-матриц первой в бытовой электронике использовала в конце прошлого века компания Sony, которая ввела в своих видеокамерах режим ночной съёмки NightShot. Инженеры компании придумали рычажок, отводящий в сторону стёклышко внутри объектива. Летом 1998 г. в западной прессе появились «сенсационные» статьи о том, что режим NightShot позволяет владельцу камеры видеть сквозь одежду. Разгорелся скандал, который только подогрел интерес публики к режиму ночной съёмки. Неудивительно, что за Sony вскоре подобные режимы внедрили другие производители видеокамер — Panasonic и JVC.

Сегодня у многих компьютерных пользователей со стажем на антресолях и в шкафах валяются бывшие популярными в начале прошлого десятилетия внешние web-камеры, подключаемые к компьютеру через USB-порт. Такую камеру несложно переделать в инфракрасную, если заменить встроенный в неё ИК-фильтр на фильтр видимого света. В качестве последнего проще всего использовать чёрные фрагменты проявленной фотоплёнки.

Учтите, что получившаяся ИК-самоделка не заменит промышленного тепловизора, который применяют для обследования загородных домов на предмет утечек тепла (см. «Энерговектор» № 6/2013, с. 11). Она будет работать в диапазоне ближних ИК-волн (длиной 0,75-1,4 мкм), используемом в приборах ночного видения и не позволяющем увидеть разницу температур предметов по их собственному тепловому излучению. Например, стакан с холодной водой на её экране будет выглядеть так же, как стакан с кипятком. Самодельная ИК-камера будет работать в отражённом свете, а собственное ИК-излучение зафиксирует только от очень сильно нагретых субстанций — таких, как пламя свечи, нить лампы накаливания или плазма в колбе газоразрядной лампы.

Старые web-камеры обычно имеют простейший объектив с ручной фокусировкой. Для его настройки на резкость нужно крутить ободок вокруг «глазка» камеры (вместе с ним вращается весь объектив, двигаясь с помощью геликоида). ИК-фильтр, представляющий собой красноватое квадратное стёклышко толщиной около миллиметра, чаще всего бывает закреплён в объективе позади всех линз, но может оказаться и между ними. Мы рекомендуем, удалив это стёклышко, заменить его на пару кусочков чёрной фотоплёнки, аккуратно вырезанных ножницами. Если вы планируете продолжать использовать web-камеру по её основному назначению, тогда вам лучше приклеить фотоплёнку к камере скотчем извне, чтобы в любой момент её можно было снять. Будьте внимательны и аккуратны: пластмассовые линзы web-камеры легко поцарапать.

В принципе, можно переделать на ближний ИК-диапазон и цифровую фотокамеру, получив намного более качественный прибор для ночного видения, но при этом неизбежно возникнут две проблемы. Во-первых, фотокамеру будет гораздо сложнее разобрать и потом правильно собрать, чем Web-камеру. Во-вторых, после извлечения ИК-фильтра у фотоаппарата изменится рабочий отрезок, в результате чего он перестанет фокусироваться на бесконечность. Впрочем, для тех, кто на моделях со сменной оптикой применяет старые советские объективы «Гелиос» и «Юпитер», последнее не представит большой проблемы, поскольку у таких объективов рабочие отрезки можно подстраивать с помощью юстировочных колец.

Для переделки web-камеры, кроме неё самой, вам потребуются: отвёртка, ножницы, скотч, пинцет и чёрный кусочек проявленной фотоплёнки. Не помешают и средства для чистки объективов. Использовать самоделку удобнее с ноутбуком, чем с настольным компьютером.

Учтите, что найденная где-нибудь на антресолях старая web-камера может оказаться не совместимой с современными операционными системами Windows 7, 8 и 10. Поэтому мы советуем сначала подключить её к компьютеру и настроить, а лишь затем — переделывать.

Далее следуйте инструкциям на фотографиях. Желаем удачи!

Как использовать тепловизионную камеру

Тепловизор будет отлично работать во многих повседневных ситуациях. С помощью тепловизионной камеры вы можете не только обнаружить множество неисправностей в вашем доме и автомобиле самостоятельно, но и повысить собственную безопасность.

В каких ситуациях можно использовать тепловизор на смартфоне?

  • Обнаружение диких животных. Тепловизионная камера пригодится во время ночной прогулки по лесу. Она не только защитит от неровной местности, но и благодаря этому вы сможете вовремя увидеть спрятавшееся в темноте животное, которому лучше не мешать.
  • Дополнительная защита в неблагоприятных погодных условиях. Прежде чем выйти на пешеходный переход в тумане или ливне, вы можете использовать тепловизор, чтобы убедиться, что ни одна машина не приближается к вам.
  • Идентификация утечки. Если вы в течение длительного времени замечали, что в вашем доме наблюдаются утечки тепла, используйте тепловизионную камеру Android, чтобы обнаружить зазоры в окнах, дверях или стенах. Это займет всего минуту, чтобы узнать, где тепло выходит на улицу.
  • Пройти сквозь дым. Это ещё одна причина, почему вы должны инвестировать в тепловизионную камеру для вашего телефона. В опасных для жизни ситуациях, таких как пожар, она поможет спасти себя и других.
  • Проверка работы электрических устройств. Вы можете легко и быстро определить, работают ли электрические устройства в вашей квартире или автомобиле должным образом (например, если проводка была повреждена или расплавлена).
  • Расположение влаги. Тепловизор вашего телефона также поможет вам найти источник влаги в квартире. Таким образом, вы избежите вредного воздействия влаги на себя и свою семью.
  • Измерьте температуру тела. Вы подозреваете, что у вас жар? Используйте тепловизионное устройство вашего телефона и посмотрите, верны ли ваши страхи или же вас обманывают ваши инстинкты.
  • Наблюдение за животными. Тепловизионная камера для Android также является настоящим праздником для любителей животных, которые хотят понаблюдать за фауной на безопасном расстоянии и не мешать им.
  • Отслеживание вредителей. Если у вас есть опасения, что в вашем доме полно незваных гостей, вы можете проверить это с помощью тепловизора на вашем смартфоне.

Особенности использования тепловизоров

Тепловизор — достаточно небольшое устройство, которое позволяет снимать термограммы и следить за тем, как распределяется тепловая энергия той или иной поверхности. Устройство обычно имеет дисплей или же передает данные на смартфон или планшет, где пользователь видит картинку в цвете. В зависимости от уровня температуры изображение будет окрашено в те или иные цвета.

Так выглядит термограмма

Принцип работы тепловизора одновременно прост и сложен. Любое физическое тело, имеющее температуру больше абсолютного нуля, способно выделять ЭМИ или электромагнитное излучение. Об этом говорят еще на уроках физики в школе. И вот это излучение и способен фиксировать тепловизор, передавая на дисплей картинку того или иного цвета в зависимости от уровня температуры объекта.

Ранее тепловизор применялся только силовыми структурами

Ранее тепловизоры использовались только силовыми и военными структурами. Сейчас ввиду того, что устройства позволяют оперативно решать многие технические вопросы, они стали применяться и в других сферах. Где применяются тепловизоры:

  • в строительстве — тепловой контроль и энергоаудит зданий и помещений;
  • на производстве — обнаружение дефектов оборудования, перегрева агрегатов;
  • в теплоэнергетике — контроль перегрева электросети;
  • на охоте — обнаружение дичи на большом расстоянии;
  • в сфере электроники — для выявления колебаний напряжения;
  • для охраны — быстрое выявление нахождения злоумышленника на охраняемой территории;
  • в быту — выявление мест утечек тепла или перегрева.

Практически все тепловизоры — устройства мобильные. Они автономны и работают сами по себе — достаточно вовремя менять батарейки и заряжать аккумулятор. Все данные устройство выводит на небольшой дисплей. Но сейчас в продаже есть модели, которые способны подсоединяться к обычному смартфону и демонстрировать состояние какого-то объекта с точки зрения температуры на экране телефона. Обычно они имеют совсем крошечные размеры и подсоединяются через стандартные выходы смартфонов. Теперь теплонаблюдение доступно каждому.

Каждый тепловизор, в том числе и мобильный, способен не только замерять температуру, выводить на экран термограмму, но и сохранять ее, записывать видео. А, используя современные технологии передачи информации, собранными данными можно без труда делиться.

Мобильный тепловизор Seek Thermal

Достоинства мобильных устройств:

  • сравнительно невысокая стоимость;
  • использование приложений для работы;
  • простота сбора и передачи данных;
  • небольшие размеры;
  • простота использования;
  • доступность теплодиагностики помещений.

Главный минус тепловизора, как мобильного, так и простого автономного — высокая стоимость ИК-оборудования. Именно поэтому теплонаблюдение пока что еще не очень распространено в стране в целом.

Принцип работы тепловизора

Для работы тепловизоров годятся любые погодные условия. С их помощью составляются термограммы, проверяется качество утепления помещений, определяются наиболее холодные или теплые места в комнатах, источники сквозняков и места скопления воды из-за перепадов температур. Но, несмотря на все положительные качества, очень немногие могут приобрести его в личное пользование по причине довольно высокой стоимости. Поэтому многие умельцы пытаются изготовить тепловизор своими руками из подручных материалов.

Благодаря способности к идентификации тепловых волн, тепловизоры стали популярны во многих областях жизни и деятельности людей. Все неодушевленные предметы, наряду с живыми существами, производят излучение электромагнитных волн в достаточно широком диапазоне частот, в том числе и в инфракрасном спектре. Инфракрасное излучение часто называется тепловым. Степень его интенсивности находится в зависимости от температуры объекта и практически не изменяется при разной степени освещения.

Данное свойство положено в основу работы тепловизора, не только фиксирующего тепловое излучение, выделяемое объектами, но и преобразующего в форму, доступную для визуального восприятия. С этой целью в приборе устанавливается специальный объектив с оптикой из германия. Данный материал применяется для изготовления линз, беспрепятственно пропускающих тепловое излучение. Обычное стекло нельзя использовать, потому что оно задерживает инфракрасные лучи.

Проходя через систему линз, инфракрасные волны задерживаются на специальной матрице. Она выполнена в виде микросхемы, состоящей из светочувствительных диодов, способных изменять сопротивление в зависимости от интенсивности воздействия на них инфракрасных лучей. Современные технологии позволяют создать матрицу компактной, с низкой энергоемкостью. Для улучшения качества изображения предусмотрено ее охлаждение с помощью программных и аппаратных средств.

Современные приборы обладают точностью вычислений в пределах 0,05 градуса, что дает возможность получить наиболее реалистичную картинку. Чаще всего настройка тепловизора выполняется на тепловые волны длиной 3-5,5 мкм. Это дает возможность снизить до минимума влияние на чувствительность прибора таких природных явлений, как дождь, снег, туман и дым.

Топ-10 лучших недорогих тепловизоров для охоты

Бюджетных охотничьих ИК-прицелов как таковых не существует, любые модели стоят довольно дорого. Но в магазинах можно выбрать устройства, выигрывающие в цене у топовых тепловизоров.

Quantum HD19s

Функциональный девайс имеет встроенные режимы для города и леса, а также функцию распознавания с высокой детализацией теплых объектов. Поддерживает FPS 30 кадров и цифровой зум, может работать на морозе.

Важно! Купить один из лучших тепловизоров для охоты выгодно еще и потому, что питается он не только от встроенных аккумуляторов, но и от переносного внешнего источника.
Стоимость ИК-прицела Quantum начинается от 93000 рублей

Dali S240

Датский тепловизионный монокуляр с матрицей 384 на 288 поддерживает частоту обновления кадров 50 Гц. Способен записывать видео, предусмотрено удаленное управление со смартфона. Если выбрать данную модель, можно будет самостоятельно настраивать цветовую палитру.

Цена тепловизора Dali начинается от 79000 рублей

Guide IR510 N1

Компактный девайс во влагостойком корпусе поддерживает высокую скорость смены кадров, обладает тихой автокалибровкой, оснащен режимом изотерма и лазерным указателем. Может записывать видео до 4 Гб.

Выбрать инфракрасный монокуляр Guide в магазинах можно от 89000 рублей

Pulsar Axion Key XM30

В сравнении тепловизоров Пульсар Хелион и Аксион последний выигрывает по популярности и цене. Подходит для применения при любой погоде, обладает малым весом и небольшими размерами. Поддерживает широкие настройки изображения, предоставляет высокое оптическое увеличение. Корпус у прибора водонепроницаемый и прочный.

Приобрести ИК-прицел Axion от Pulsar можно от 90000 рублей

Pulsar Axion Key XM22

Еще один недорогой прибор с высокой четкостью изображения и мгновенным стартом следует выбрать, если нужно автономное устройство с широкими возможностями видеозаписи. Поддерживает комбинированную систему питания B-Pack, функцию StreamVision и «кадр в кадре». Не боится влаги, поставляется в цельнометаллическом корпусе.

Цена тепловизора Axion X22 начинается от 75000 рублей

HT-320D Thermal Camera

Недорогой и качественный вариант можно выбрать для охоты и игры в страйк-болл. Устройство с разрешением 220 на 160 совмещает функции монокуляра и тепловизора, поддерживает ночной режим и быструю смену кадров.

Цена девайса HT-320D стартует от 50000 рублей

Pulsar Helion XQ28F

Чувствительный прибор со временем работы до 8 часов в автономном режиме обладает разрешением 384 на 288 пикселей. Поддерживает плавный цифровой зум и дистанционное управление, способен записывать видео.

Цена ИК-монокуляра Helion XQ28F начинается от 117000 рублей

Guide Trackir 25mm

ИК-монокуляр обладает высоким разрешением и встроенным дальномером, плавным масштабированием и частотой обновления кадров 50 Гц. Выбрать его рекомендуется также, если нужен встроенный модуль Wi-Fi и возможность настройки цветовой палитры.

Цена у тепловизора Guide Trackir начинается от 150000 рублей

Veber Night Eagle M13/240

Инфракрасный прицел с широким углом обзора и высоким разрешением окуляра предоставляет хорошую видимость в любое время суток, в туман и при задымлении. Работает 7 часов без подзарядки, непроницаем для воды и пыли.

Купить тепловизор от Veber можно от 610000 рублей

IRAY XEYE E3M

Надежный ИК-монокуляр в водонепроницаемом корпусе позволяет рассмотреть объекты сквозь туман, дождь и высокую траву. Дальность обнаружения составляет 1250 м. Прибор стоит выбрать за тихую автокалибровку и быструю смену кадров. Устройство удобно ложится в руку при использовании.

Стоимость тепловизора IRAY составляет около 89000 рублей

Требования, предъявляемые к специалисту, работающему с подобным оборудованием

Стоит сразу оговориться, что эта тема относится к работникам организаций, осуществляющих аудит. Требования определяются нормативными документами – СниП и ГОСТ. Согласно их положению правила проведения проверки следующие:

  • проверяющий обязан во всех деталях знать, как работает тепловизор, уметь им пользоваться, иметь на руках все допуски и лицензии;
  • перед осмотром зданий прибор должен пройти поверку, о чем в его техническом паспорте делается отметка;
  • запрещается работа с тепловизором в дождь или снег – показания могут быть неверными;
  • обязательна разница температур в помещении и вне его, если она отсутствует, то прибор никаких утечек уловить не сможет;
  • при производстве повторных замеров с другого ракурса следует убедиться, что расстояние до объекта одинаково;
  • при производстве платных проверок в допуске аудитора в обязательном порядке проставляется стоимость услуги.

Тепловизор своими руками из веб-камеры

Одним из вариантов такой сборки является использование рабочей веб-камеры и датчика температуры MLX90614, предназначенного для сканирования объекта. Его единственным недостатком считается очень низкая скорость сканирования. Однако на фоне существенной экономии денежных средств, эта проблема не имеет решающего значения.

Дополнительно понадобятся: плата Arduino, два сервопривода с корпусами, штатив, резисторы на 4,7 кОм – 2 шт., лазерная указка. Источником исходного изображения служит веб-камера, она же выполняет функции видоискателя.

С помощью двух сервоприводов осуществляется движение в горизонтальном и вертикальном направлениях. Нижний горизонтальный привод закрепляется на штативе, сюда же устанавливается лазерная указка. На вертикальный сервопривод прикрепляется веб-камера и датчик температуры. Датчики Arduino подключаются по специальной схеме. Далее, когда тепловизор из камеры своими руками полностью собран, вся конструкция помещается в общий корпус и закрепляется на штативе. После этого можно начинать сканирование выбранной области. При этом лазерная указка выполняет функцию целеуказателя во время проведения съемки.

Тепловизор Workswell WIRIS 2nd Generation

WIRIS  2nd Generation объединяет тепловую камеру, цифровую камеру и блок управления в одном корпусе. С конца 2016 года появился тепловизор WIRIS  2nd Generation с температурным диапазоном, увеличенным до 1500 °C с использованием высокотемпературного фильтра. Тепловизор имеет следующие возможности:

Цифровой зум — если задача состоит в измерении удаленных объектов, то у вас есть опция цифрового зума. Цифровая камера имеет 16-кратный зум, а тепловая камера имеет 14-кратный зум с разрешением 640 × 512.

Фотограмметрия и 3D-модели — изображения, снятые системой, являются полностью радиометрическими и содержат информацию о GPS-координатах в метаданных EXIF файлов. Эти изображения могут быть использованы для создания 3D-моделей. Для создания 3D-карт и 3D-моделей используется специальное программное фотограмметрическое обеспечение, позволяющее объединять необработанные изображения.

GPS – вы можете связать данные о температуре изображения со значением из внешнего GPS-приемника. Данные GPS сохраняются в части EXIF файла JPEG и доступны для использования.

Вес  — 390 грамм.

История создания

Первые тепловизоры созданы в 30-х гг. XX в. Современные тепловизионные системы начали своё развитие в 60-е годы XX столетия. Первые тепловизионные датчики для получения изображений были электронно-вакуумными. Наибольшее развитие получили пириконы (пировидиконы). Существовали также другие типы сканирующих электронно-вакуумных трубок, чувствительных к тепловому спектру инфракрасного излучения, например термикон и фильтерскан. Затем появились тепловизоры на твердотельных сенсорах с оптико-механическим сканированием поля зрения, формируемого объективом и одноэлементным приёмником излучения. 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. 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 всём мире для создания тепловизоров нового поколения, отвечающих самым высоким требованиям по мобильности и безопасности использования[источник не указан 3217 дней].

В СССР и России

Первые тепловизоры гражданского назначения разрабатывались в СССР для медицинского применения в НПП «Исток» в 1970-х годах. С конца 1970-х началось серийное производство сканирующего тепловизора на охлаждаемом твердотельном датчике ТВ-03. К моменту распада СССР выпускалась широкая гамма тепловизоров гражданского и промышленного назначения.

Тепловизоры военного назначения получили развитие с 1970-х годов первоначально в виде авиационных оптико-локационных станций (ОЛС). К концу 1980-х годов первые серийные тепловизионные прицелы «Агава-2» начали устанавливать и на танках.

Развал постсоветской промышленности 1990-х годов и разработка на западе эффективных неохлаждаемых болометрических матриц вызвал значительное отставание России в этой области. Тепловизионные датчики и системы для гражданских и военных целей закупались за границей. Тем не менее начали появляться сообщения о преодолении технологического отставания и развертывании производства национальных датчиков.

Область применения

Контроль утечки энергоресурсов

Поиск мест утечки тепла

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.

Особенно широкое применение тепловизоры получили в строительстве при оценке теплоизоляционных свойств конструкций. Так, к примеру, с помощью тепловизора можно определить области наибольших теплопотерь в доме.

Прибор ночного видения

Тепловизионный прицел для стрелкового оружия. Хорошо видна германиевая линза

Тепловизоры применяются вооружёнными силами в качестве приборов ночного видения для обнаружения теплоконтрастных целей (живой силы и техники) в любое время суток, несмотря на применяемые противником обычные средства оптической маскировки в видимом диапазоне (камуфляж). Тепловизор стал важным элементом прицельных комплексов ударной армейской авиации и бронетехники. Применяются и тепловизионные прицелы для ручного стрелкового оружия, хотя в силу высокой цены широкого распространения они пока не получили.

Спасательные службы

Пожарный с тепловизором

Тепловизоры применяют пожарные и спасательные службы для поиска пострадавших, выявления очагов горения, анализа обстановки и поиска путей эвакуации.

Медицина

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.
В современной медицине тепловизор используется для выявления патологий, плохо поддающихся диагностике другими способами, в том числе для обнаружения злокачественных опухолей.

С 2008—2009 гг. тепловизоры начали также активно использовать для выделения из толпы лиц инфицированных вирусом гриппа.

Металлургия и машиностроение

При контроле температуры сложных процессов, характеризующихся неравномерным нагревом, нестационарностью и неоднородностью коэффициента теплового излучения, тепловизоры эффективнее пирометров, поскольку анализ получаемой термограммы или температурного поля осуществляется мощной зрительной системой человека.

Для улучшения достоверности измерения температуры нагреваемых металлов необходимо правильно выбирать спектральный диапазон регистрации теплового излучения. Коэффициент теплового излучения ε металлов, нагреваемых свыше 400 °C, сильно изменяется за счёт окисления их поверхности атмосферным кислородом. Поэтому для регистрации их теплового излучения нужно выбирать участок спектра, в котором влияние неопределённости ε на получаемые показания температуры минимальное.

В тепловизионной технике используют разные участки спектра. При измерении невысоких температур регистрируют тепловое излучение в спектральном участке 8-14 мкм и иногда в области 3-5 мкм. Для измерения температур, превышающих 700 °C, применяют высокотемпературные тепловизоры, использующие матрицы на основе Si или InGaAs, которые чувствительны в ближней инфракрасной области спектра, где коэффициент теплового излучения металлов ε гораздо больше, чем в области 8-14 мкм. При необходимости измерения истинной температуры используют тепловизоры, регистрирующие тепловое излучение в трёх участках спектра.

Другие применения

Поиск перегрева электроцепей

  • Астрономические инфракрасные телескопы (англ.)русск..
  • Система ночного вождения для облегчения контроля дорожной обстановки водителем.
  • Контроль электроцепей на предмет перегрева проводников и плохого контакта.
  • Ветеринарный контроль.

Образование

Как производят тепловизионное обследование

Тепловизионное обследование (совместное использование тепловизора и аэродверь)

Важнейшую роль играет тепловизионное обследование в строительстве при проведении утеплительных работ, потому что наличие отдельных мест с сильными тепловыми потерями может свести на нет все усилия по теплоизоляции остальной поверхности. На практике это приводит не только к увеличению энергопотребления в помещении, но и к промерзанию или отсыреванию конструкций, что может привести к их скорейшему разрушению, порче внутренней отделки или содействовать неблагоприятному микроклимату в помещениях, образованию плесени, появлению грибка, что может отрицательно сказаться на здоровье проживающих в таком здании.

Для жилых помещений в многоквартирных коммунальных домах проведение тепловизионного обследования может способствовать выявлению мест утечки тепла через окна и входные или балконные двери, а так же эффективность работы нагревательных приборов. Такие дефекты жильцы могут исправить в индивидуальном порядке. Выявленные тепловые утечки в несущих конструкциях индивидуально устранить невозможно, так как утепление стен квартир изнутри по теплотехническим расчетам оказывается неэффективным и даже приводит к ухудшению микроклимата в помещении. Единственным вариантом остается внешнее утепление всего дома.

Обследование дома тепловизором (термограмма коттеджа на экране тепловизора)

Для владельцев индивидуальных домов и коттеджей использование тепловизора для улучшения теплоизоляции помещений более продуктивно, так как они вольны в установке внешней теплоизоляции. Однако стоимость тепловизоров велика и может достигать нескольких сот тысяч рублей, а цена отдельных моделей с большой матрицей доходит до нескольких миллионов. Поэтому покупка приборов для одноразового обследования дома зачастую нерентабельна. На этот случай можно прибегнуть к услугам фирм, предлагающих тепловизоры в аренду за несколько тысяч рублей в сутки.

Заказывать услуги по тепловизионной диагностике лучше в прохладное время года, когда разница температур на улице и в квартире или загородном доме значительна и составляет более 15°C. Летом проводить «тепловизионку» практически бесполезно из за малой разницы температур. Но не стоит отчаиваться, нет безвыходных ситуаций, нагнать в помещение холодный воздух можно при помощи уникальной системы — «аэродверь», в местах выхода холодного воздуха нагнетаемого аэродверью, тепловизор будет фиксировать температурные колебания в местах с плохой теплоизоляцией.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации