К ПНВ можно отнести и Теплови́зор - устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Распределение температуры отображается на дисплее (или в памяти) тепловизора как цветовое поле, где определённой температуре соответствует определённый цвет. Как правило, на дисплее отображается диапазон температуры видимой в объектив поверхности. Типовое разрешение современных тепловизоров - 0,1 °C.
Принцип действия тепловизора идентичен ПНВ и основан на преобразовании инфракрасного излучения в электрический сигнал, который усиливается и воспроизводится на экране индикатора. В случае с мы фиксируем излучаемое объектом, а не отражённое излучение в ИК диапазоне.
Тепловизоры делятся на:
· Стационарные
Предназначены для применения на промышленных пре приятиях для контроля за технологическими процессами в температурном диапазоне от −40 до +2000 °C. Такие тепловизоры, зачастую имеют азотное охлаждение, для того, чтобы обеспечить нормальное функционирование приемной аппаратуры. Основу таких систем составляют, как правило, тепловизоры третьего поколения, собранные на матрицах полупроводниковых фотоприемников.
· Переносные
Новейшие разработки в области применения тепловизоров на базе неохлаждаемых микроболометров из кремния, позволило отказаться от использования дорогостоящей и громоздкой охлаждающей аппаратуры. Эти приборы обладают всеми достоинствами своих предшественников, таких как малый шаг измеряемой температуры (0,1 °C), при этом позволяют применять тепловизоры в сложных оценочных работах, когда простота использования и портативность играют очень большую роль. Большинство портативных тепловизоров имеют возможность подключения к стационарным компьютерам или ноутбукам для оперативной обработки поступающих данных.
Рисунок 131. Изображение на дисплее тепловизора.
Современные 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. Так, сканирование тепловизором может безошибочно показать место отхода контактов в системах электропроводки. Особенно широкое применение тепловизоры получили в строительстве при оценке теплоизоляционных свойств конструкций. Так, к примеру, с помощью тепловизора можно определить области наибольших теплопотерь в строящемся доме и сделать вывод о качестве применяемых строительных материалов и утеплителей. Тепловизоры также широко применяют в энергетике, металлургии, при строительстве дорог, судостроении, строительстве и эксплуатации железнодорожного полотна, метрополитене, автомобильной промышленности, ветеринарии, искусстве. Тепловизоры как и ПНВ все шире применяются вооруженными силами развитых государств для обнаружения теплоконтрастных целей (живой силы и техники) в любое время суток, несмотря на применяемые противником обычные средства оптической маскировки в видимом диапазоне (камуфляж). Из специализированного разведывательного прибора тепловизор стал важным элементом прицельных комплексов ударной армейской авиации (вертолетов) и бронетехники. Применяются и тепловизионные прицелы для ручного стрелкового оружия, хотя в силу высокой цены широкого распространения они пока не получили.
Тепловизор - специальное приспособление, используемое для наблюдения за распределением температуры на поверхности или внутри объекта. Работа тепловизора непосредственно связана с термографией - научным способом получения изображения в инфракрасным лучах.
Инфракрасная камера в тепловизоре бесконтактным образом фиксирует теплое излучение того или иного объекта, преобразовывая его в цифровой сигнал, который затем передается на устройство и отображается на мониторе в виде тепловизионной картинки.
Одной из основных проблем производства тепловизоров является высокая стоимость материалов для сборки матрицы и объектива, которые, по сути, составляют 90% от стоимости конечного товара. Матрицы производятся очень долго и требуют наличия узкоспециализированных специалистов, а при производстве объективов используются такие дорогостоящие материалы, как кремний или германий.
Особой дороговизной обладают тепловизоры третьего поколения, то есть стационарные тепловизоры, которые используются в промышленности и строительстве: при их производстве используются полупроводниковые матрицы и микроболометры из кремния.
Тепловизор часто путают с прибором ночного видения. Прибор ночного видения усиливает попадающий в поле зрения свет, иногда ослепляя при встрече ярких объектов, а тепловизор просто улавливает тепловую энергию объекта и передает ее.
Сферы применения тепловизоров
Тепловизоры обладают широкой сферой применения как на крупных предприятиях, так и в небольшим организациях. В данных случаях они чаще всего используются для слежки за температурой объектов и помогают в поиске неисправностей в системе электропроводки.
Огромное распространение тепловизор получил в строительстве: так, при сооружении больших конструкций тепловизор помогает обнаружить источники теплопотерь, оценить изоляционные свойства конструкции и отдельных материалов, на основе чего сделать вывод о качестве строительных материалов.
Спасатели и пожарники также используют тепловизоры: в условиях сильной задымленности и плохой видимости тепловизоры помогают определить очаги возгорания, проанализировать обстановку и найти путь эвакуации. Также используется при поиске пропавших людей в лесах или под обвалами зданий.
Интересный факт: впервые в сфере медицины тепловизоры начали использоваться в СССР - уже в 80-е годы тепловизоры использовались для диагностики заболеваний, в нейрохирургии, а также для выделения больных гриппом лиц из толпы людей.
Особое и наиболее широкое распространение в настоящее время получают тепловизоры, используемой в военной технике и оружии. Так, прицелы, оснащенные тепловизором, позволяют обнаружить живые силы противника в любой время суток, несмотря на применяемую противником маскировку (камуфляж). Тепловизоры также используются в вертолетах и бронетехнике - там они работают в качестве одного из элементов прицельного комплекса.
Прицелы с тепловизором для автоматического оружия существуют, но, в силу своей дороговизны, не нашли применения ни в России, ни где бы то ни было еще.
Инфракрасная ТермографияИнфракрасная термография – это наука использования электронно - оптических устройств для регистрации и измерения излучения и сопоставления его с температурой поверхностей. Излучение – это передача тепла в виде лучистой энергии (электромагнитных волн) без промежуточной среды, используемой для передачи. Современная инфракрасная термография использует электронно-оптические устройства для измерения потока излучения и вычисления температуры поверхности обследуемых конструкций или оборудования.
Люди всегда могли чувствовать инфракрасное излучение. Нервные окончания человеческой кожи могут регистрировать изменения температуры величиной ±0,009°C (0,005°F). Несмотря на свою высокую чувствительность, нервные окончания человека совершенно не подходят для неразрушающего теплового контроля.
Даже если бы люди обладали такой же способностью чувствовать тепло, как животные, которые могут находить теплокровную добычу в темноте, все равно потребовался бы более совершенный инструмент для обнаружения тепла. Поскольку люди имеют физиологические ограничения способности чувствовать тепло, были разработаны сверхчувствительные к тепловому излучению механические и электронные устройства. Эти устройства стали обычными для проведения теплового контроля при решении бесчисленного количества задач.
История развития инфракрасной технологии
Слово «инфракрасный» означает «за красным», что указывает на место, которое занимают эти длины волн в спектре электромагнитного излучения. Термин «термография» происходит от двух корней, которые означают «температурное изображение». Корни термографии уходят к немецкому астроному, сэру Вильяму Гершелю, который в 1800 г. проводил эксперименты с солнечным светом.
Гершель открыл инфракрасное излучение, когда пропускал солнечный свет через призму, и располагал чувствительный ртутный термометр на различных цветах для измерения температуры. Гершель обнаружил, что при переходе за красный цвет в область, известную как «невидимое тепловое излучение», температура повышалась. «Невидимое тепловое излучение» лежало в области электромагнитного спектра, которая сейчас называется инфракрасным излучением. оно так же является электромагнитным излучением.
Через двадцать лет, немецкий физик Томас Зеебек открыл термоэлектрический эффект. Это привело к открытию итальянским физиком Леопольдо Нобили термобатареи на основе ранних версий термопар, в 1829 г. Это простое контактное устройство основано на следующем явлении. При изменении температуры между двумя разнородными металлами появлялась разность потенциалов. Партнер Нобили, Македонио Меллони, вскоре превратил термобатарею в термостолбик (последовательное расположение термобатарей) и сфокусировал на нем тепловое излучение таким образом, что смог обнаруживать тепло тела с расстояния 9,1 м (30 футов).
В 1880 г., американский астроном Сэмюел Лэнгли использовал болометр для обнаружения тепла тела коровы с расстояния более 300 м (1000 футов). В болометре измеряется не разность потенциалов, а изменение электрического сопротивления, связанное с изменением температуры. Сын сэра Вильяма Гершеля, сэр Джон Гершель, используя устройство, называемое эвапорографом, получил первое инфракрасное изображение в 1840 г. формирование теплового изображения происходило за счет различной скорости испарения тонкой пленки масла, и его можно было увидеть в отраженном свете.
Тепловизор – это устройство, которое получает тепловое изображение в инфракрасной области спектра без прямого контакта с оборудованием. См. рис. 1-1.
Рис. 1-1. Тепловизор – это прибор, который получает тепловое изображение в инфракрасной области спектра без непосредственного контакта с оборудованием.
Первые модели тепловизоров были построены на фоторезистивных приемниках излучения. С 1916 по 1918 гг. американский изобретатель Теодор Кейс экспериментировал с фотосопротивлениями для получения сигнала не за счет нагрева, а благодаря прямому взаимодействию с фотонами. В результате был получен более быстрый, более чувствительный приемник излучения на основе эффекта фотопроводимости. В течение 1940-1950-х гг. развитие тепловизионной технологии было связано с возрастающим применением для военных целей. Немецкие ученые обнаружили, что при охлаждении фоторезистивного приемника излучения, его характеристики улучшаются.
Тепловизоры для невоенных целей применялись не только до 1960-х гг. Хотя ранние тепловизионные системы были громоздкими, медленными, имели низкую разрешающую способность, их использовали в промышленности для обследования систем передачи и распределения электроэнергии. В 1970-х гг. достижения в области военных применений привели к появлению первых переносных систем, которые можно было использовать для диагностики зданий и неразрушающего контроля.
В 1970-х гг. тепловизионные системы были прочными и надежными, однако качество изображений было низким по сравнению с современными тепловизорами. К началу 1980-х гг., тепловидение широко применялось в медицине, в основных отраслях промышленности, а так же для обследования зданий. Тепловизионные системы калибровались таким образом, чтобы можно было получать полностью радиометрические изображения, чтобы радиометрические температуры можно было измерить по всему изображению. Радиометрическое изображение – это тепловое изображение, содержащее рассчитанные значения температур для всех точек на изображении.
ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ
Первые тепловизоры отображали тепловизионное изображение с помощью черно-белой электронно-лучевой трубки. Запись изображения можно было осуществлять только с помощью фотографии или магнитной ленты.
На замену сжатому или сжиженному газу, который использовался для охлаждения тепловизоров, пришли более надежные улучшенные устройства охлаждения. Так же были разработаны и широко применялись менее дорогие тепловизионные системы на основе пировидиконов (пироэлектрических видиконных трубок). Хотя они не были радиометрическими, тепловизионные системы на основе пировидиконов имели небольшой вес, были переносными и работали без охлаждения.
В конце 1980-х гг. военные сделали доступными для широкого применения матричные приемники излучения (матрицы в фокальной плоскости, FPA). Матрицы в фокальной плоскости состоят из массива (обычно прямоугольного) инфракрасных приемников излучения, расположенных в фокальной плоскости объектива. См. Рис. 1-2.
Рис. 1-2. Матричный приемник излучения (матрица в фокальной плоскости, FPA) – это устройство получения изображения, состоящее из массива (обычно прямоугольного) чувствительных к излучению пикселей, расположенных в фокальной плоскости объектива.
Это был значительный прогресс по сравнению со сканирующими приемниками излучения, которые использовались с самого начала. Это привело к повышению качества изображения и пространственного разрешения. Типичные матричные приемники излучения современных тепловизоров имеют размер от 16х16 до 640х480 пикселей. Таким образом, пиксель является самым маленьким отдельным элементом матричного приемника излучения, который может улавливать инфракрасное излучение. Для специальных задач существуют приемники излучения, размер которых превышает 1000х1000 элементов. Первое число представляет собой количество вертикальных колонок, а второе – количество горизонтальных линий, отображаемых на дисплее. Например, матрица размером 160х120 элементов в сумме имеет 19200 пикселей (160 пикселей х 120 пикселей = 19200 пикселей всего).
Развитие технологии матриц в фокальной плоскости, использующих различные типы приемников излучения, далеко шагнуло, начиная с 2000 г. Длинноволновые тепловизоры – это тепловизоры, которые чувствительны к инфракрасному излучению в диапазоне длин волн от 8 до 15 мкм. Микрон (мкм) – это единица измерения длины, равная одной тысячной миллиметра (0,001 м). Средневолновые тепловизоры – это тепловизоры, чувствительные к инфракрасному излучению в диапазоне длин волн от 2,5 мкм до 6 мкм. В настоящее время существуют как длинноволновые, так и средневолновые полностью радиометрические тепловизионные системы, часто с функцией наложения изображений и температурной чувствительностью 0,05 °С (0,09°F) и менее.
За прошедшее десятилетие стоимость таких систем снизилась больше чем в десять раз, а качество значительно повысилось. Кроме того, значительно возросло использование программного обеспечения для обработки изображений. Практически все современные инфракрасные системы используют программное обеспечение для облегчения анализа и подготовки отчетов. отчеты можно быстро создать и отправить в электронном виде через интернет, либо сохранить в одном из широко используемых форматов, таких, как PDF, а так же записать на одном из цифровых устройств хранения данных различных типов.
Принципы работы тепловизоров
Полезно иметь общее представление о том, как работают тепловизионные системы, поскольку для термографистов чрезвычайно важно учитывать пределы возможностей оборудования.
Это позволяет более точно выявлять и анализировать возможные проблемы. Тепловизоры предназначены для регистрации инфракрасного излучения, которое испускается объектами. См. Рис. 1-3. Объект обследуется с помощью тепловизора.
Инфракрасное излучение фокусируется с помощью оптики тепловизора на приемнике излучения, который выдает сигнал, обычно в виде изменения напряжения или электрического сопротивления. Полученный сигнал регистрируется электроникой тепловизионной системы. Сигнал, который дает тепловизор, превращается в электронное изображение (термограмму), которое отображается на экране дисплея. Термограмма – это изображение объекта, обработанное электроникой для отображения на дисплее таким образом, что различные градации цвета соответствуют распределению инфракрасного излучения по поверхности объекта. Таким образом, термографист может просто увидеть термограмму, которая соответствует тепловому излучению, приходящему с поверхности объекта.
Рис. 1-3. Назначение тепловизора – регистрация инфракрасного излучения, испускаемого объектом
Термограмма – это обработанное электроникой изображение на дисплее, где различные градации цвета соответствуют распределению инфракрасного излучения по поверхности объекта.
Компоненты тепловизора
Обычный тепловизор имеет несколько общих для всех подобных приборов компонентов, включающих объектив, крышку объектива, дисплей, приемник излучения и обрабатывающую электронику, органы управления, устройства хранения данных, а так же программное обеспечение для обработки данных и создания отчетов. Эти компоненты могут изменяться в зависимости от типа и модели тепловизионной системы. См. Рис. 1-4.
Объективы . Тепловизоры имеют как минимум один объектив. Объектив тепловизора собирает инфракрасное излучение и фокусирует его на приемнике излучения. Приемник излучения выдает сигнал и создает электронное (тепловое) изображение или термограмму. Объектив тепловизора используется для того, чтобы собрать и сфокусировать приходящее инфракрасное излучение на приемнике излучения. объективы большинства длинноволновых тепловизоров изготовлены из германия. Пропускание объективов улучшается за счет тонкопленочных просветляющих покрытий.
ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ
Из-за постоянной необходимости экономить энергоресурсы, муниципалитеты и правительственные агентства производят авиационную инфракрасную съемку с помощью военных авиационных тепловизионных систем. Такая съемка необходима для того, чтобы общины, жители и коммерческие организации могли получить информацию о тепловых потерях в зданиях.
Рис. 1-4. Обычные тепловизоры имеют несколько общих компонентов, к которым относятся объектив, крышка объектива, дисплей, органы управления и ручка с ремешком.
Так же тепловизоры обычно имеют футляр для переноски и хранения прибора, программного обеспечения и другого вспомогательного оборудования для использования в полевых условиях.
Дисплеи. Тепловое изображение отображается на жидкокристаллическом дисплее (ЖКД), расположенном на тепловизоре. Дисплей должен иметь большой размер и высокую яркость, чтобы изображение на нем можно было легко увидеть в различных условиях освещенности в различных местах работы. На дисплее часто отображается дополнительная информация, такая как уровень заряда аккумулятора, дата, время, температура объекта (в °F, °C, или K), видимое изображение и цветовая шкала температур. См. Рис. 1-5.
Рис. 1-5. Тепловое изображение отображается на жидкокристаллическом дисплее (ЖКД) тепловизора .
Приемник излучения и схемы обработки сигнала . Приемник излучения и схемы обработки сигнала используются для превращения инфракрасного излучения в полезную информацию. Тепловое излучение от объекта фокусируется на приемнике излучение, который обычно изготовлен из полупроводниковых материалов. Тепловое излучение генерирует измеряемый сигнал на выходе приемника излучения. Сигнал обрабатывается электронными схемами внутри тепловизора, чтобы на дисплее прибора появилось тепловое изображение.
Органы управления . С помощью органов управления можно выполнить разнообразные электронные настройки для улучшения теплового изображения на дисплее. В электронном виде изменяются такие настройки, как диапазон температур, тепловой уровень и диапазон, цветовая палитра и настройки слияния изображения. Так же можно установить значение коэффициента излучения и отраженной фоновой температуры. См. Рис. 1-6.
Рис. 1-6. С помощью органов управления можно изменить значение необходимых переменных, таких как диапазон температур, уровень и ширина диапазона, а так же другие настройки.
Устройства хранения данных . Электронные цифровые файлы, содержащие тепловые изображения и дополнительные данные, сохраняются на различных типах электронных карт памяти или устройств хранения и передачи данных. Многие инфракрасные тепловизионные системы так же позволяют сохранять дополнительные голосовые и текстовые данные, а так же соответствующее видимое изображение, полученное с помощью встроенной камеры, работающей в видимом спектре.
Программное обеспечение для обработки данных и создания отчетов . Программное обеспечение, которое используется с большинством современных тепловизионных систем, является функциональным и удобным для пользователя. Цифровые тепловые и видимые изображения импортируются на персональный компьютер, где их можно просмотреть с использованием различных цветовых палитр, произвести другие настройки всех радиометрических параметров, а так же воспользоваться функциями анализа. Обработанные изображения можно вставить в шаблоны отчетов и либо отправить на принтер, либо сохранить в электронном виде, или отправить заказчику через интернет.
В современном мире трудно будет отыскать человека (за исключением, возможно, лишь детей до 7-8-летнего возраста) никогда не слышавших о тепловизорах. Правда, хоть раз державших настоящий прибор в руках, наберётся не так много. И, тем не менее, на свете существуют люди, не только обладающие тепловизорами, но и смастерившие их самостоятельно из подручных материалов.
Возможно ли сделать тепловизор своими руками?
Такая необходимость становиться новыми Кулибинами в нашей стране связана с весьма высокой стоимостью этих профессиональных устройств. В случае же сборки по принципу «сделай сам» цена самодельного тепловизора падает даже не в разы, а на порядки. Несмотря на довольно сложный принцип работы, сборка аппарата в домашних условиях возможна, а абсолютное большинство необходимых датчиков (например, популярный MLX90614ESF) можно легко купить на интернет-площадках типа e-bay. По существу, главной сложностью является оптика, требуемая для чёткого конфигурирования изображения на приёмном мониторе. Причём оптика специализированная, использующая в составе редкоземельные элементы (чаще всего германий) – и вот её без уникальных технических навыков и глубоких знаний физики изготовить в квартире малореально.
Действие тепловизора на охоте
Однако, простое решение для этого есть – и состоит оно в использовании готовых оптических систем из любого устройства, в котором они присутствуют (цифровых фотоаппаратов, web и обычных видеокамер и т.д.).
Необходимость на охоте
Тепловизор – прибор многофункциональный, но, помимо использования в качестве стационарного оборудования (для контроля различных промышленных техпроцессов), наиболее полезна его портативная и переносная версия. В полной мере относится сказанное и к применению прибора на охоте – причём желательным является конструкция аппарата в виде ударопрочного и лёгкого моноблока, обеспечивающая высокую дальность различимой видимости (на профессиональных моделях составляющая 1,5 км и имеющая уровень защиты свыше IP54). Если аппарат будет собран на цифровой, а не аналоговой оптике (с трудом позволяющей отличить горячий костёр от холодного снега на расстоянии уже 100 метров), охотник получит возможность найти зверя или птицу в самых неблагоприятных для обычного человеческого зрения условиях. К таковым можно отнести и тёмное время суток, и густой туман, и дождь, и даже заросли, маскирующие животных, застывших и не двигающихся с места.
Для тепловизора же излучение тела теплокровных млекопитающих или птиц на мониторе будет выглядеть ярким пятном, что просто не позволит добыче остаться незамеченной.
Принцип работы
Принцип действия тепловизоров основан на законе физики, согласно которому любое нагретое тело излучает в пространство тем более интенсивное инфракрасное излучение (ИК), чем горячее температура предмета – в том числе и тело теплокровного животного. Такое излучение улавливается нашим прибором и преобразуется в картинку на мониторе, удобную для человеческого восприятия. Разница в температуре ИК-излучения передаётся различными цветами, привычными для нас по традиционному, видимому излучению. От тёмно-фиолетового и синего для наиболее холодных тел – до оранжевого и ярко-красного горячих.
Осуществляется этот процесс приёма-передачи изображения в 3 этапа:
- улавливание ИК-оптикой теплового излучения;
- цифровое распределение его по величинам температур;
- построение термографической картинки – имитации так называемой тепловой карты объекта (чем-то схожей с привычным показом температур на картах метеорологических прогнозов погоды).
Стоит отметить, что для человеческой скорости реакции все эти действия осуществляются по существу мгновенно.
Конечно, собранный самостоятельно тепловизор качества картинки и эффективной дальности профессионального аппарата не даст. Но для охотника, желающего засечь хотя бы просто бесформенное тепловое пятно затаившегося зверя, в устройстве высокой чёткости стоимостью в 5, 10, а иногда и в 20 тысяч долларов, в сущности, нет необходимости.
Как действует тепловизор – изображение
Мы готовы предложить вам три практических варианта сборки любительского тепловизора – а какой из них выбрать, решать остаётся самому охотнику.
Тепловизор из фотоаппарата
Этот метод создания тепловизора наиболее прост и недорог – поскольку требует минимального вмешательства в конструкцию цифровика и таких же невысоких затрат. Основан он на том простом физическом факте, что цифровые аппараты на входе фиксируют ИК-излучение так же, как и обычное. Но, поскольку в обычных условиях тепловая часть спектра фотографу не нужна, перед приёмной матрицей производителями устанавливается специальный фильтр, отражающий ИК-лучи (так называемый «hot mirror», или тепловое зеркало).
Изготовление самодельного тепловизора из фотоаппарата
Таким образом, превращение цифровика в тепловизор по существу будет заключаться лишь в замене одного снятого фильтра (инфракрасного) на другой (для обычного света). Причём на практике даже 2-е действие, в принципе, можно не осуществлять.
Устройство из web -камеры
Этот вариант также возможен – но наиболее трудоёмок и относительно дорог, поскольку требует дополнительных затрат в сумме примерно $150. К тому же эффективно полученный прибор на сервоприводах способен будет засечь лишь неподвижный предмет с тепловым излучением.
Особенности сборки тепловизора из веб-камеры на фото
Для сборки понадобится:
- специальная плата передачи изображения на ПК Arduino, устанавливаемая в батарейный отсек;
- один малый серводвигатель для перемещения по вертикали, крепящийся спереди от платы скотчем или суперклеем;
- второй большой серводвигатель, размещаемый в поворотном по горизонтали устройстве и служащий основой для закрепления на нём всей конструкции;
- температурный датчик MLX90614, подключаемый к плате Arduino согласно схеме;
- аналогичным образом подключаемая лазерная указка (указывающая текущее направление сканирования);
- сама «вебка», точно сориентированная с указкой и тепловым датчиком.
Данная конструкция и будет работать как тепловизор с целеуказателем (правда, придётся отдельно скачать и установить ещё и софт для Arduino – доступный в интернете и небольшой по размеру – около 7Мб вместе с инструкцией по установке скетчей и библиотек).
Тепловизор из видеокамеры
По существу, технически метод является копией варианта с фотоаппаратом – разве что корпус такого тепловизора получится более удобным, а качество изображения – более высокой чёткости (правда, потребуется видеокамера с инфракрасной подсветкой).
Другие варианты
Вполне реальным (и наиболее комфортным для всех, кто не особо дружит с паяльниками, отвёртками и технической литературой) является и вариант с использованием самых обычных смартфонов, наделённых возможностями тепловизора Flir One.
Для путешественников и охотников экран такого смартфона (при активации соответствующего режима) будет ничем не уступать по качеству картинки наиболее простым профессиональным тепловизорам. А также обладать возможностью работать под дождём и визуализировать любое ИК-излучение в пределах от 0 до 100°С. Хотя и не позволит, разумеется, что-либо различить на расстояниях около километра. Но - будучи при этом примерно в 10 раз дешевле! И ничего не стоя (в плане дополнительных затрат) тем, кто просто решит обновить мобильный телефон на такую модель.
Видео: термосканер своими руками
В заключение можно сказать, что ряд современных стандартных гаджетов вполне позволяют преобразовать себя в тепловизоры – после внесения минимальных изменений в конструкцию. И в результате, не требуя огромных дополнительных вложений, значительно расширяют временные и погодные рамки условий, при которых с помощью даже самодельных тепловизоров можно засечь желанную добычу. Хотя при ночном вождении использование таких самодельных устройств в качестве прибора ночного видения автомобилях все же не рекомендуется (а созданных на основе веб-камер – запрещается).
Тепловизор - это современное устройство, которое может проанализировать циркуляцию воздуха в помещении, выявить щели и трещины в конструкции здания и предоставить владельцу наглядные данные проверки. Используется тепловизор для определения потери тепла в помещениях в самых разных сферах: от проверок жилого помещения до глобальных аналитических работ на промышленных предприятиях и концернах.
Наиболее часто применяемая функция тепловизора - это термограмма. При относительно доступной цене тепловизор для проверки утечки тепла позволяет провести поиск и выявить места утечки воздуха для того, чтобы определить объемы теплопотери и позволить использовать систему отопления максимально оптимизировано и экономно. В процессе проверки утечек тепла в здании тепловизор для измерения теплопотерь здания рассчитывает максимально оптимальные показатели энергозатрат, по которым в дальнейшем можно осуществить реконструкцию узлов отопления и распределить источники более компактно и оптимизировано.
Важно отметить, что наиболее подходящим сезоном года для проведения принято считать зимний или поздний осенний период, когда работает отопление и можно проводить аналитику опираясь на разницу низких температурах снаружи и показателей тепла внутри дома. С помощью тепловизора для проверки утечки тепла можно рассчитать, сколько тепла распределяется по определенным поверхностям дома, при этом учитывая влияние на них внешних факторов. Также метод термографической проверки используется в процессе строительства или ремонта помещения, реставрации.
Устройство тепловизор
Тепловизор можно назвать своеобразным сканером, который излучает инфракрасный свет и ориентируется на электромагнитную реакцию поверхностей проверяемой конструкции. В зависимости от интенсивности излучения электромагнитных лучей прибор для определения утечки тепла в доме может рассчитать максимальную температуру на той или иной поверхности.Как устроен тепловизор? Приемник инфракрасного излучения является основной деталью тепловизора. Волны излучений, любые изменения в процессе аналитической работы помогают прибору составить график температурных перепадов и рассчитать максимально верные показатели. Так, как работает тепловизор, не способен работать ни один другой тип прибора.
По итогам проведения аналитики и сканирования здания тепловизор создает спектрозональную картину - комплексный график циркуляции воздуха в доме, распределения теплых и холодных масс в разных его зонах и позволяет наглядно оценить уровень энергозатратности на отопление различных помещений и пристроек. Спектрозональную картину еще могут называть термограммой или тепловым отображением. В зависимости от высоты температурных показателей, но независимо от того, как работает тепловизор, цвета на картинке могут быть от темного красного до ярко-голубого или синего.
Термограмму широко применяют для аналитики домов и квартир, для анализа температурных перепадов на заводах и концернах, а также на больших промышленных предприятиях, где от утечки тепла зависит экономическая стабильность и благополучие большого количества людей.
Что может стать поводом для проверки здания тепловизором?
Главной причиной, из-за которой чаще всего используется прибор для определения утечки тепла, является разница в показаниях температурного режима в помещении. Наиболее подходящим сезоном для проверки отопительной системы является холодный сезон года, когда за окном минусовая температура и циркуляцию теплого воздуха в доме можно легко рассчитать и проверить. Как правильно пользоваться тепловизором? Тепловизор фиксирует показатели нагрева различных поверхностей в помещениях дома и анализирует особенности распределения тепла.Стоит сказать, что производители современных тепловизоров непрерывно работают над модернизацией и совершенствованием устройств. Тепловизоры нового поколения способны просчитать разницу в температурных показателях до сотых единиц, что крайне необходимо в процессе проверки герметичности и прочности конструкции дома. Если вы знаете, как использовать тепловизор, то должны знать и о том, что он помогает не только проанализировать циркуляцию теплого воздуха в помещениях, но и выявить места утечки: щели в стенах, негерметичная кровля, неисправности в вентиляционной системе, проблемы с трубопроводом, негерметичность оконных систем, наличие в доме насекомых или грызунов.
Посмотрев видео как пользоваться тепловизором, вы убедитесь, что современные приборы способны проводить аналитику отопительной системы здания при разнице температур 10 градусов. В то же время более старые модели могли рассчитывать термограмму только при 20-ти градусной разнице. Данная новая способность приборов помогает ускорить процесс проверки здания и провести более эффективную работу по обнаружению и исправлению недочетов.
Закажите бесплатно консультацию эколога
Условия для проведения тепловизионной проверки
Существует определенный набор условий как пользоваться тепловизором, в которых следует проводить проверку температурного режима в здании:- Любые аналитические работы и замеры тепловизором должны проводиться до восхода солнца или после его заката. В условиях нагревания воздуха разница температур может уменьшаться, что мешает эффективности работы тепловизора.
- Как уже говорилось выше, минимальная разница между температурой в доме и на улице должна быть 10 градусов по Цельсию.
- В процессе планирования тепловизионной проверки важно также учитывать влажность воздуха за окном и наличие ветра. Для максимально эффективной проверки сила ветра не должна составлять более 2 м/с. Воздух на улице должен быть максимально сухим.
- Подлежащие проверке помещения стоит держать закрытыми, дабы стабилизировать температурные показатели и устранить движения тепловых масс.
Какие преимущества дает использование тепловизора?
Сегодня не нужно самостоятельно искать ответ на вопрос о том, как настроить тепловизор. Ведущие специалисты проводят тепловизионную проверку на промышленных предприятиях, а также в жилых помещениях, поскольку данный вид диагностики отопительной системы помогает максимально точно рассчитать распределение тепла и устранить все возможные погрешности в процессе строительства или ремонта. Никому не нравится платить больше за выветривающееся из дома тепло. Тепловизионная проверка позволяет не только обнаружить недочеты в помещении, но и ко всему прочему фиксирует все показания в специальном документе, который в дальнейшем может использоваться в качестве доказательства при написании жалоб и исков на компанию застройщика или ЖКХ.Термограмму можно осуществлять и снаружи помещения, что позволяет сформировать более точную картину обогрева дома и выявить наличие всех тепловых мостов и утечек. Однако в таком виде диагностики важно учитывать возможность погрешностей в показаниях, поскольку тепловые показатели наружных поверхностей можно рассчитать только специальной широкоугольной оптикой. В зависимости от характера влияния наружных температур на наружные плоскости, температурные замеры тепловизора могут быть гораздо ниже, чем они есть на самом деле.
Как работает тепловизор: аналитика внутренней части здания
Учитывая все погрешности и ошибки, которые можно допустить при анализе термограммы наружных поверхностей здания, для максимально качественной проверки все же стоит проверять циркуляцию тепла во внутренней части конструкции. Как снимать тепловизором? В данном случае на показатели прибора будут влиять на минимальное число внешних факторов и температурные показатели будут более точными и достоверными. В процессе проверки балконов, фасадов и крыш здания специалисты рекомендуют также не использовать наружный способ сканирования, а проверять аналитику изнутри. Основная причина погрешностей заключается в постоянной циркуляции воздуха снаружи, которая существует даже при абсолютном отсутствии ветра.Чаще всего благодаря тому, как работает тепловизор, выявляется причина температурных перепадов в здании в так называемых холодных мостах. Это особые места в конструкции здания, которые обладают повышенными показатели теплоотдачи и не удерживают тепло. В помещениях с холодным мостами чаще всего наблюдается повышенная влажность воздуха, а также наличие сырости и бытового грибка. Стоит сказать, что если вовремя не устранить эту проблему и не позаботиться о правильной термоизоляции, со временем холодные мосты в доме могут привести к постепенному разрушению конструкции дома.
Основная причина появления холодных мостов заключается в некачественной штукатурке здания, когда она плохо изолирует дом от наружной влаги и холода. При этом теплый воздух также не удерживается в доме и через своеобразные “шлюзы” выветривается. Серьезную проблему такие холодные мосты могут составлять в деревянных домах, где от постоянного скапливания влаги и сырости древесина может начать разрушаться и гнить. Поиск протечек тепловизором с целью дальнейшего устранения проблемы - один из способов повысить надежность дома.