Тепловизор: что это?

Любой объект излучает электромагнитные волны в очень широком диапазоне частот, в том числе и волны в инфракрасном спектре, так называемое «тепловое излучение». При этом интенсивность теплового излучения напрямую зависит от температуры объекта, и лишь в очень малой степени зависит от условий освещенности в видимом диапазоне. Таким образом, при помощи тепловизионного прибора о любом наблюдаемом объекте может быть собрана и визуализирована дополнительная информация, недоступная человеческому глазу и приборам, Тепловизор – устройство, позволяющее визуализировать картину теплового излучения наблюдаемого объекта. Это открывает ряд уникальных возможностей для разных сфер деятельности: точных измерений, контроля технологических процессов, и конечно – обеспечения безопасности.

Принцип действия современных тепловизоров основан на способности некоторых материалов фиксировать излучение в инфракрасном диапазоне. Посредством оптического прибора, в состав которого входят линзы, изготовленные с применением редких материалов, прозрачных для инфракрасного излучения (таких как германий), тепловое излучение объектов проецируется на матрицу датчиков, чувствительных к инфракрасному излучению. Далее сложные микросхемы считывают информацию с этих датчиков, и генерируют видеосигнал, где разной температуре наблюдаемого объекта соответствует разный цвет изображения. Шкала соответствия цвета точки на изображении к абсолютной температуре наблюдаемого объекта может быть выведена поверх кадра. Также возможно указание температур наиболее горячей и наиболее холодной точки на изображении. В зависимости от модели тепловизоры различаются по величине шага измеряемой температуры. Современные технологии позволяют различать температуру объектов с точностью до 0,05-0,1 К.

Многие тепловизионные приборы также оснащены устройствами памяти для записи полученного видеоизображения картины теплового излучения, производительными микропроцессорами, позволяющими осуществлять в режиме реального времени минимальную аналитику полученного в результате сканирования изображения инфракрасного излучения. Довольно часто используется конфигурация совместного использования тепловизора и видеокамеры, что позволяет в общем случае получить изображение объекта в «расширенном» диапазоне объединенных инфракрасного и видимого спектров, а в неблагоприятных условиях (например — отсутствие освещения объекта) наблюдать объект хотя бы в одном из диапазонов. ИК или видимый диапазон могут как накладываться друг на друга, так и транслироваться отдельно. Специальное программное обеспечение позволяет настроить работу тепловизионного комплекса, максимально эффективно скоординировав работу всех входящих в него устройств.

Точность изображения и другие характеристики тепловизора обычно определяются сферой его использования. В научных лабораториях используются более сложные конструкции, имеющие за счет узкой специализации наименьший шаг измеряемой температуры. Для обеспечения безопасности на различных объектах используются модели, фиксирующие тепловое излучение с чуть меньшей точностью, однако работающие на более широком диапазоне частот и с более чем достаточной для эффективного выполнения своих функций точностью. В любом случае, принцип действия тепловизора – измерение и визуализация теплового излучения – востребован во всех сферах жизни современного общества.

Технические характеристики тепловизора

Основными техническими характеристиками тепловизора, на которые обращают внимание специалисты, являются такие параметры, как тип матрицы, фокусное расстояние, чувствительность матрицы, углы обзора и температурный диапазон работы. Конечно, это только основные параметры, существуют и другие.

Так как для каждой модели, исходя из ее назначения, характеристики являются индивидуальными, то подробнее о них вы можете узнать в нашем каталоге.

Описание

Тепловизионный прибор (ТПВ) — устройство, улавливающее тепловое (инфракрасное) излучение окружающих объектов и выводящее на дисплей информацию об их температуре в виде цветного изображения, где разным температурам соответствуют разные цвета.

В боевых (и игровых) условиях тепловизионные устройства используются для обнаружения различных контрастирующих с окружением тепловых сигнатур вражеской техники. Например для бронетехники это: корпус, ходовая (особенно при движении, учитывается нагрев траков гусениц и колёс для колёсной техники), орудие (нагревающееся при выстреле), а также тепловое излучение моторно-трансмиссионного отделения и выхлопной системы. Для авиации — реактивный двигатель, выхлоп, форсажная камера.

Также, поскольку тепловизионные приборы улавливают не видимый свет, а инфракрасное излучение, они могут использоваться не только в ночное, но и в дневное время для получения более чёткой и контрастной картины боя.

Советы и тактика

С обновлением 1.91 «Ночное зрение» в War Thunder были добавлены ПНВ и ТПВ, но последние, в отличие от ночных прицелов можно применять в любое время суток, как днем, при солнечном освещении, так и ночью. Тепловизор намного облегчает обнаружение наземных и воздушных целей в бою. Танки и самолеты отлично «отсвечивают» горячими двигателями и прочими деталями. Танковый тепловизионный прицел в основном доступен в виде «от наводчика», но исключение составляют например французский Leclerc и американский Abrams M1A2 у которых тепловизор доступен и в бинокле командира, а у последнего еще и мехвод имеет свой тепловизор.

У тепловизора доступно 2 режима отображения — так называемые «светлый» и «темный» тепловые спектры:

  • Взрыв танка в тепловизоре

  • Пожар в светлом спектре

  • Пожар в темном спектре

  • Вид сзади на движущийся танк (хорошо видны горячее МТО и орудие)

Тепловизоры получили также и многие современные вертолеты, например: Ми-35М, Ми-28Н, AH-1Z, Lynx, немецкий и французский (премиумный и линейный) Eurocopter Tiger. Тепловизоры на вертолётах доступны только в виде прицела наводчика. Пилоту доступен только ПНВ. ТПВ на вертолёте существенно облегчает поиск целей на карте, и так же как и танковый имеет три режима — серый, зелёный и красный.

  • Вид в прицел вертолета с выключенным ТПВ

  • Вид в прицел вертолета с выключенным ТПВ

  • Попадание ракеты по танку в виде от наводчика вертолета с включенным ТПВ

Историческая справка

Тепловизор середины ХХ века

Открытие ИК излучения приписывают Уильяму Гершелю — астроному из Англии. Он разделял луч солнца на цветовой спектр, пропуская его через призму, и измерял температуру каждого цвета отдельно. Температура увеличивалась по мере приближения к красному цвету. Продолжая измерения на продолжении спектра, он фиксировал дальнейшее возрастание температуры, на основании чего был сделан вывод о наличии излучения, невидимому человеческому глазу, которое получило название инфракрасного.

Ученые в разных странах мира продолжили исследования Гершеля и на их основании стали конструировать приборы, способные визуализировать тепловое излучение. Так был создан болометр, который стал основой современного тепловизора. Болометр представляет собой датчик, оснащенный чувствительным элементом. Поглощая излучение, болометр нагревается, подавая сигнал электронике, а та, в свою очередь, осуществляет визуализацию полученной информации.

Первые приборы с функциями тепловизоров, появились еще в 30-х годах прошлого века и могли преобразовывать инфракрасное излучение в электрический сигнал, а далее выводить полученный импульс на индикатор. В ходе развития технологий, уже к 60-м годам появилась первая тепловизионная система, которая имела оптико-механическое сканирование поля при помощи оборудованного объектива. Такие устройства в обслуживании были неприхотливыми, однако очень медленными, поэтому наблюдения за температурным режимом происходило не на должном уровне. Время шло, и появились тепловизоры, собранные по современной схеме, и способные в реальном времени контролировать температуру. Примерно в 1998 г. появились первые тепловизоры на «неохлаждаемой» технологии. Это был прорыв! Были уменьшены массогабаритные характеристики тепловизоров, время старта, многократно повышена надежность и значительно снижена цена относительно тепловизоров на «охлаждаемой» технологии.

Стекло (линзу) для объектива тепловизора делают не из обычного стекла, а из материала, под названием «германий» — довольно прочный материал, не уступающий по твердости серебру. Но это не означает, что объектив тепловизора это прочное металлическое изделие, с которым ничего не случится в любых условиях. Ввиду того, что германиевые объективы гораздо дороже стеклянных или пластмассовых, с ними нужно обращаться очень аккуратно.

Для изготовления оптических деталей тепловизоров используется не только германий ввиду своей дороговизны. В настоящее время применяются также сульфид цинка (например, для иллюминаторов гермокожухов), фториды щелочных металлов и другие материалы. Широкому распространению деталей из этих материалов мешает относительно высокая стоимость, хотя в некоторых отраслях (военные, пожарные, безопасность) их применение действительно оправдано ввиду специфических условий эксплуатации.

Медиа

Обучающий ролик о ПНВ и тепловизорах от _MRNiKe_

См. также

  • Прицел ночного видения

Ссылки

  • Википедия
  • Статья на «Военном обозрении»
  • Тепловизоры: мифы и реальность

Тепловизор это электронный прибор который снимает изображение в инфракрасном диапазоне. Высокочувствительный сенсор камеры фиксирует невидимое тепловое излучение и преобразует его в тепловую карту.

Широкое поле для применения тепловизор получил для составления тепловых карт и как прибор ночного видения.

В интернет-магазине Фортер, представлено два вида тепловизоров, это тепловизионные камеры и портативные (носимые) тепловизоры.

Тепловизионные камеры, это профессиональное оборудование для охраны объектов для которых требуется высокий уровень защиты: банковских хранилищ, ювелирных фабрик, монетных дворов. В ночное время в обычной камере включается ИК подсветка и видеозапись ведётся в ч/б и в принципе злоумышленник если оденет камуфляжный костюм или будет идти в тени может быть незаметным на видеозаписи, а ещё ИК светится в темноте, что демаскирует видеокамеру в темное время суток. Для серьезной охраны, устанавливают тепловизионные видеокамеры, они фиксируют малейшее тепло которое исходит от человеческого тела, конечно серьезный недостаток такой техники это стоимость, ведь цена тепловизионной камеры может превышать стоимость обычной охранной камеры в десятки или даже в сотни раз. Также тепловизионные видеокамеры могут использоваться на для постоянного мониторинга температуры узлов и механизмов, защиты производственных линий от перегрева и т.д., тогда стоимость данного оборудования оправдана, ведь тепловизионная камера является безальтернативным вариантом.

Портативный тепловизор это прибор, который используется для создания коротких роликов и тепловых карт объекта.

Сферы использования портативных тепловизоров

Сфера использования тепловизоров достаточно широкая. Это незаменимое оборудование которое делает нашу жизнь проще, безопаснее и надёжнее.

В строительстве. Тепловизор используют для проверки качества выполнения строительных работ, для обнаружения теплопотерь дома, целостности крыши, для проверки качества утепления дома, правильности установки окон. Благодаря тепловизору вы увидите малейшие сквозняки. На тепловой карте все интуитивно просто, чем холоднее оттенок тем ниже температура и чем теплее тем выше. Часто при приеме строительных работ или покупке дома, чтоб избежать скрытые дефекты, заказывают тепловизионной обследование. Есть фирмы которые специализируются на данной услуге, за определенную плату приезжает специалист и при помощи высокоточного оборудования составляет свое экспертное мнение.

Для компаний которые занимаются энергоэффективностью и модернизацией отопительных систем. При помощи тепловизора, сразу можно построить тепловую карту объекта, проверить правильность установки солнечных батарей, проверить теплопроводность окон и т.д.

При электротехнических работах. Тепловизор часто используют для обнаружения обрыва сети, для проверки работоспособности распределительного щитка или трансформатора. Благодаря своевременному тепловизионной у контролю можно избежать малейшие отклонения в работе электротехнического оборудования и минимизировать убытки.

Коммунальными службами и ОСМД, при помощи тепловизора можно обнаружить где произошел прорыв горячей или холодной воды, где есть теплопотери в многоквартирных домах. Для контроля целостности гидроизоляции, теплоизоляции теплотрасс и т.д.

Для охоты. Часто тепловизоры и тепловизионные прицелы используют охотники в в ночное время суток, для охоты на хищного зверя, в данном случае тепловизор используется как прибор ночного видения.

В поисково спасательных работах. При помощи тепловизора, спасатели делают свою героическую и почетную работу, при помощи тепловых карт становится легче найти человека в условиях сильного задымления, пыли, под завалами. Высокочувствительный тепловизор сможет обнаружить малейшую температуру которое выделяет человеческое тело.

Также тепловизоры могут использоваться в военных целях, для проведения разведывательных операций, оценок сил противника. Некоторые системы наведения имеют в себе тепловизионные прицелы. Компания Forter реализует тепловизоры исключительно для мирных целей.

Также тепловизоры начали использовать в медицине в качестве комплексного исследования человеческого организма. В 2008 году было использовано тепловизор для выявления людей заболевших на грипп, сейчас ведутся исследования для обнаружения злокачественных опухолей при помощи тепловизора.

Тепловизоры начали свою историю в 30-х годах прошлого столетия и стали практически незаменимым прибором во многих сферах человеческой жизни. Высокая стоимость прибора обусловлена высокой технологичностью оборудования и использованию редких материалов. Если у Вас остались вопросы по подбору и использованию тепловизоров обращайтесь по телефонам указанным на нашем сайте, наши менеджеры с радостью помогут Вам подобрать оборудование.

— by Jon Erickson

Оптические системы разной конструкции и специфики имеют одно назначение – наблюдение за ландшафтом, небосводом, неподвижными или движущимися объектами. Но в сложных по освещению условиях могут понадобиться прибор, который поможет «видеть» в темноте. Называется такой прибор ‒ тепловизор. Это оптическая электронная система, в которой происходит использование испускаемого некоторыми объектами излучения в инфракрасном спектре. Как это работает?

Невидимые тепловые потоки в данном диапазоне фиксируются устройством. Оно трансформирует информацию в изображение, которое выводится на дисплей. Отображается не монохромная картинка, ведь температура не распределяется равномерно ‒ разными цветами помечаются более теплые или холодные участки. Изучают особенности изображений с помощью термографии, специальной области знаний.

Как гласит закон Планка, все тела, чья температура отличается от абсолютного нуля, определенно излучают электромагнитные волны. Это не зависит от внешних условий ‒ температур, освещенности и так далее. Они часто незаменимы в качестве приборов ночного видения, когда воспользоваться биноклем или классическим ПНВ невозможно, что очень актуально для военных, охотников, спасателей МЧС и пр.

В отличие от обычных приборов для наблюдения, тепловизорам не нужно освещение вообще ‒ даже в условиях абсолютной темноты они сохраняют работоспособность. Подобные измерительные приборы мгновенно определяют температуру любого объекта по десяткам тысяч разных точек, которые собирают в единое изображение.

Из чего состоят тепловизоры

Тепловизоры сложны в изготовлении и поэтому относятся к дорогостоящим приборам. Электронно-вакуумные датчики, который первоначально использовались в конструкции, сменяются высокоточными матрицами, которые, вместе с объективом, составляют больше 90% стоимости прибора. Сейчас сканирующие тепловизоры с оптической разверткой электромеханического типа не применяются. Матрицы выстраиваются на базе болометров ‒ миниатюрных тонкопленочных температурных резисторов. Они улавливают инфракрасное излучение и, нагреваясь, передают информацию прибору. В зависимости от специфики, тепловизоры бывают:

• измерительными ‒ исчисляют температуру в точке до показателя излучения и требуют регулярной калибровки;

• наблюдательными ‒ они показывают только градиентность температур.

Оптика тоже требует затрат при изготовлении. Стандартное стекло, даже высококачественное, не пропускает инфракрасных волн в среднем диапазоне, поэтому для тепловизоров используют особое, халькогенидное. Также объективы изготавливают из цинкового селенида, германия, специального полиэтилена и прочих редких и дорогих материалов. Если матрица не болометризирована, для нее понадобится охлаждающая стабилизирующая система ‒ это позволяет уменьшить «шумы». Все вышеназванное удорожает приборы. Однако они пользуются стабильным спросом.

Использование тепловизоров

• системах ночного видения ‒ так гораздо проще обнаружить теплоконтрастные цели;

• прицельной технике для оружия стрелкового типа ‒ там часто используются германиевые линзы;

• смартфонах ‒ в 2014 году фирмы FLIR и Seek Thermal разработали аксессуары для айфонов и систем на Android, и первым устройством с вмонтированным тепловизором стала одна из моделей Caterpillar.

История создания и современное применение

Первые тепловизоры были созданы еще в 30-х гг ХХ века и основывались на использовании принципа преобразования ИК-энергии в электрический сигнал, усиленный и воспроизведенный на экране. Практически приборы стали широко использоваться со второй половины ХХ века. Появились особые твердотельные сенсоры для оптико-механического сканирования всего поля зрения, люминофоры, достаточно технологичные фотодиодные ПЗС, устройства с достаточно высокой скоростью обработки всей информации и так далее. На сегодняшний день наиболее перспективной считают технологию, использующую неохлаждаемые болометры. Они сверхточно определяют сопротивление ультратонких пластинок ИК-излучению. По этой технологии производится большинство современных тепловизоров, безопасных и удобных в использовании. Их изготавливают компании Fluke, Yukon, FLIR (лидер отрасли), Fortuna (она делает, в частности, теплоприцелы) и другие.

Спектр применения тепловизоров весьма широк. Приборы нужны там, где необходим тщательный контроль над температурой и малейшим ее изменением, в ситуациях, которые не позволяют определить местонахождение объекта иным способом.

Наиболее часто тепловизоры встречаются:

• в военном деле ‒ в приборах слежения, высокотехнологичных ПНВ, для оценки «живой силы» противников;

• на предприятиях промышленности ‒ тепловизоры контролируют утечку энергоресурсов, температуру в химических процессах;

• в строительстве ‒ они облегчают оценку теплоизоляционных свойств сооружений, помогают найти место нестыковки контакта в электросети;

• в медицине и ветеринарии ‒ при определении злокачественных опухолей, в нейрохирургии, для диагностики заболеваний. Например, тепловизоры стали использоваться для более точного выявления заболевших гриппом (температура тела у них повышена);

• у спасательных служб ‒ выявляют очаги возгорания, возможности эвакуации и так далее;

• в астрономии, в системах ночного вождения и так далее.

— by sergeyer

Особенности выбора тепловизора

Несмотря на достаточно высокую стоимость, интерес к теплоприборам высок. Производители предлагают множество моделей разнообразной конструкции с огромным количеством функций. Чтобы не запутаться в них и отдать деньги за действительно полезный прибор, нужно помнить несколько правил. Во-первых, стоит определить, для каких целей покупается тепловизор. Для строительно-коммунальных инспекций подойдет несложный базовый прибор, охотнику будут важны надежность и прочность оптики, а сложные медицинские анализы потребуют чувствительности.

При выборе тепловизора нужно помнить о нескольких факторах:

• разрешение детектора ‒ чем оно выше, тем четче получатся снимки и лучше их анализ;

• наличие встроенной камеры (видимый спектр), подсветки (она может работать как вспышка), лазерного указателя ‒ так гораздо проще документировать происходящее, отмечать нужные места на снимках и так далее;

• точность измерения температуры объектов ‒ погрешность не должна быть больше двух процентов в обе стороны;

• форматы, в которых сохраняются данные ‒ оптимальны будут JPEG для фото и MPEG4 для потоковых видео;

• поддержка Wi-Fi, Bluetooth ‒ например, многие камеры компании FLIR оснащаются удобными функциями мгновенной передачи диагностических данных на анализирующее ПО;

• чувствительность к температурам и рабочий диапазон;

• эргономичность, вес, наличие приспособлений, снимающих нагрузку с рук и плеч, удобное расположение клавиш, гарантия на прибор и многие другие.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *