Тепловизор: принцип работы, применение и виды

13.05.2024 г.

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.

Автор материала:
Зубарев Алексей Сергеевич автор фото
Зубарев Алексей Сергеевич
Доцент кафедры МТ-7 “Технологии сварки и диагностики” МГТУ ИМ. Н.Э. Баумана
Подробнее


Задать вопрос

Читайте также

Типы сенсоров в газоанализаторах

О типах сенсоров в газоанализаторах: технические характеристики, отличия, преимущества. Газоанализатор применяется для проведения анализа состава и качества газовой смеси. Как подобрать оптимальный вариант со всеми необходимыми опциями и не переплачивать.

Какой пирометр выбрать?

О выборе пирометра: виды, где применяются, что учесть при выборе, типы лазеров. Устройство может применяться не только в промышленной сфере, но и в бытовых условиях. Прежде, чем сделать покупку нужно определиться, для каких целей требуется прибор.

Акустико-эмиссионный метод контроля: что это?

Об акустико-эмиссионном методе контроля: выявляемые дефекты, порядок применения и оценка результатов, преимущества. В основе метода находятся распространяющиеся упругие колебания. Они создаются при деформации разных типов материала. Этот способ проверки направлен на поиск уязвимых мест.



Наши новости
Все новости
Нам исполнилось 7 лет!
Сегодня у нас особенный день - нам 7 лет!
Поздравляем с днем метрологии!
Пусть всегда Ваши измерения будут точными!
С новым 2023 годом!!!!
Поздравляем с новым годом и рождеством!
Участие в фестивале «Строй-Герой» 2022
Компания А3 Инжиниринг приняла участие в фестивале «Строй-Герой» 2022