Тепловизор: принцип работы, применение и виды

Тепловизор – оборудование, используемое для измерения температуры объектов. Его функциональность основана на инфракрасном излучении, проходящем сквозь материал, и проводящем его нагрев. После, оборудование улавливает лучи, и изменяет их в цифровую картинку. На ней можно узнать распределение температуры по поверхности объекта. Применяют тепловизор во многих направлениях, что связано с техническими возможностями оборудования. К преимуществам его использования относят:

Точность полученного результата;
Возможность обнаружить скрытые источники;
Экономию энергии;
Удобство в использовании;
Широкое применение.

Недостатками прибора будут:

При условии недостаточного освещения, видимость ограничена;
Высокая цена;
Возможность измерения температуры в установленном диапазоне;

Несмотря на популярность устройства, оно появилось еще в 1872 году. Именно тогда, ученым удалось создать прибор для улавливания ИК-излучения. Но, стоимость его производства была велика, поэтому никто не оценил идею. Первый зарегистрированный тепловизор появился в 1894 году, но его точность была невелика. Уже в 20-м веке, приборы начали применяться на практике, а спустя несколько лет, ними начала интересоваться промышленность.

В 1960-х, появился тепловизор, разработанный на основании полупроводников, что дало возможность получить изображение хорошего качества. В 1970-х, начали производить камеры, проводящие измерения в режиме реального времени. Постепенно, технологии развивались, и теперь, в продаже предлагаются устройства с максимальной точностью и удобством применения. Прибор является незаменимым во многих направлениях, поэтому нужно больше о нем узнать.

Принцип работы

Конструктивно, тепловизор состоит из:

ИК детектора;
Оптики.

Детектор проводит преобразование ИК излучения в электросигнал, передающийся на ПК или другое устройство. Система оптики используется для фокусирования и направления излучения на объект. Принцип работы тепловизора, будет поэтапным:

ИК излучение от объекта перемещается на детектор;
Начинается преобразование части энергии в электросигнал;
Сигнал отправляется на ПК, где показывается в виде картинки;
ПК применяет систему обработки картинок, для воспроизведения температуры;
Готовая картинка выводится на экран;

Это позволяет использовать тепловизор для измерения температуры объектов: людей, помещений и прочего.

Характеристики тепловизоров

В продаже предлагается широкий выбор устройств, поэтому нужно знать, на какие критерии обращать внимание:

Разрешение – оно указывает количество пикселей на дисплее, для воспроизведения картинки. Чем больше оно будет, тем лучшее качество изображения получится;
Температурный диапазон, в котором прибор функционирует. В основном, он составляет от -20С до 600С;
Частота обновления. Ее показатель влияет на то, насколько часто прибор проводит обновление картинки. Чем больше критерий, тем меньше времени будет затрачено на получение изображения;
Угол обзора – говорит о том, какую область можно захватить для просмотра;
Вид датчика, используемый в устройстве. Есть несколько моделей, среди которых ИК и матричные;
Размер объектива – от него зависит захват картинки. Чем больше он будет, тем большую площадь вы получите при применении тепловизора;
Интерфейс подключения. Прибор может присоединяться к ПК или другому устройству. Для пользователей предлагается несколько вариантов: беспроводная сеть, USB для большего применения;
Питание – в зависимости от удобства можно выбрать: аккумулятор, батарею, сеть;
Вес и размер. Они подбираются в зависимости от области применения, пожеланий клиента.

Технические характеристики нужно определять на основании конечного результата, который требуется. Чтобы во время выбора не создавалось проблем, требуется детально узнать о конструкции:

Матрица/сенсор – основная часть прибора, которая занимается изменением ИК излучения в электросигнал;
Оптическая система – это объектив и зеркала, необходимые для фокусировки ИК излучения на матрице;
ПО – занимается обработкой данных, и выводит изображение на экран;
Дисплей – транслирует картинку, позволяющую рассмотреть детали;
Батарея – дает возможность использовать тепловизор без подключения к сети;
Интерфейс – пользователь может проводить настройку;
Корпус – он производится из качественного материала, что позволяет защитить составляющие от негативных влияний окружения;

Зная принцип работы тепловизора и его конструкцию, вы сможете подобрать подходящий вариант.

Виды тепловизоров

Каждое устройство обладает своими особенностями, поэтому нужно детальнее с ними разобраться:

Инфракрасные – применяют ИК излучение для проведения измерения температуры объектов. Они славятся широким разрешением и возможностью использования при разных температурах;
Лазерные – функционируют на основании ИК излучения, что позволяет корректно измерять температуру. Они обладают оперативным принципом работы, а сфера их использования направлена на научные исследования;
Термографические камеры – они воспроизводят картинку объектов. Такое решение подойдет для контролирования температуры в промышленной области;
Сканеры теплового потока – проводят изучение объекта, с целью определения теплового потока. Энергетика и электроника будут основными сферами их применения;
Очки – дают возможность увидеть тепловую картинку объекта. Применение тепловизора уместно в строительстве с целью поиска протечек;
Датчики температуры – маленькие устройства, проводящие измерение температуры окружения или объекта. Они востребованы как в промышленности, так и в производстве;
Термовизоры – славятся точностью измерений, что делает их востребованными в науке;
Радиометры – позволяют провести измерение температуры, но сфера их использования направлена на медицину;
Пирометр – принцип его работы основана на оптическом излучении. Энергетика и охранные системы будут основными потребителями этого типа устройств.

Принцип работы тепловизора будет зависеть от его вида и особенностей. Для подбора подходящего варианта требуется определиться, для каких целей он будет использоваться.

Применение

Сфера использования устройств достаточно разнообразна:

Медицина – позволяют проводить диагностику патологий, имеющих отношение к кровообращению. Прибор дает возможность определить причину жалоб;
Энергетика – контролирование температуры рабочего оборудования и систем – основная задача для стабильности. Имея современные приборы, можно исключить аварийные ситуации и оптимизировать процесс производства;
Промышленность. Устройства нужны для контролирования качества продукции, с целью обнаружение поломок. Иногда, их уместно применять для поиска протечек в здании;
Охрана – применение тепловизора нужно для обнаружения объектов в темное время суток;
Наука – при проведении исследований с использованием разных материалов;
Строительство – дает возможность обнаружить утечки тепла в помещениях, и устранить их. Это нужно для снижения трат на отопление и обустройство системы кондиционирования;
Безопасность – если объект относится к зоне риска, например, электростанция, то прибор позволяет обнаружить предметы, несущие опасность.

Благодаря техническим особенностям, сфера применения устройств достаточно широка. В зависимости от того, для чего он требуется, подбирается соответствующая модель. Стоимость тепловизора будет зависеть от его конструкции и возможностей.
Принцип работы тепловизора отличается, также, как и его виды. Здесь нет однозначного ответа на вопрос, какой из вариантов будет лучше. Каждый из них имеет особенности, которые нужно брать во внимание.