Тепловизионное изображение: что это?

Тепловизионное изображение: что это?

Публикации

В наше время современные электронные устройства более сложные и компактные. Они рассеивают большее количество тепла на 1кв. см, чем предыдущая электронная техника. Поэтому при традиционном способе измерения (точечном, контактном) могут возникнуть ошибки из-за небольших масс и теплоотвода. К тому же, контактный способ измерения будет не настолько практичен для перемещающихся материалов или сложных механических конструкций. Такую ситуацию можно встретить в  металлургической и целлюлозно-бумажной промышленности.

В настоящее время измерение температуры в виде инфракрасного изотермического изображения выводится на дисплей тепловизора. Данный тип измерения (дистанционный бесконтактный) применяют при измерении температуры поверхности. Результат абсолютной температуры имеет точность более 3%, а относительной температуры точность более 1%.

тепло

↑ к содержанию

Что представляет собой тепловизор?

Тепловизор, инфракрасная камера – это прибор, который создает изотермическое изображение. С помощью такого прибора измеряют ИК-энергию, которая преобразуется в изотермы. Тепловизор выводит показатели температуры каждого пикселя. Курсор располагают в определенной точке с показаниями температуры и выводят его на дисплей. Изображение имеет цифровой вид, который можно сохранить и преобразовать, обработать и распечатать. Используемый формат файла изображения, TIFF, обрабатывает данные всеми существующими пакетами программ.

↑ к содержанию

Как появился тепловизор?

Разработку тепловизора инициировали военные. Во Второй Мировой войне с помощью ИК-детекторов наводили цель, отслеживали и направляли снаряды. Во Вьетнамской войне их стали применять более широко: наблюдение и вторжение, исследование недр в космосе и загрязнения окружающей среды, а также в астрономии. Теперь же область применения тепловизора стала еще шире. С его помощью измеряют температуру, составляют карты, обнаруживают и тушат лесные пожары, наблюдают и создают спектральное изображение поверхности земли и т.д.

Иногда производят измерения объекта, находящегося на достаточно большом расстоянии, через атмосферу. При таком измерении поглощение ИК-энергии является основным фактором в работе системы. Тепловизор, используемый в военном и космическом деле, обычно содержит матрицу, у которой длина волны 8-15 микрон. Это способствует минимальному поглощению энергии. Тепловизор, используемый в других областях, находится в диапазоне 9-300 микрон.

Так как разработку тепловизора инициировали военные, сенсоры были оптимально настроены на минимальное поглощение энергии в атмосфере. После повышения чувствительности, скорости распознавания шумов от помех цена прибора не стала основным фактором. Главное достижение заключается в том, что тепловизор теперь применяют и в коммерческой сфере. Сразу тепловизор попал в лаборатории, занимающиеся исследованиями, затем его применяли при превентивном контроле неисправностей, а также при наблюдении за воздушными судами.

↑ к содержанию

Принцип измерений тепловизора

Основанием для принципа измерений стало то, что любой объект, имеющий температуру выше 0К, способен излучать инфракрасную энергию. На количество энергии влияет температура и теплоизлучающая способность объекта. Количество излучаемой энергии пропорционально температуре объекта. Например, излучательная способность черного тела 100% при температуре 30°С, плотность излучения 5,4мВт/см2. Плотность излучения этого же объекта при температуре 150°С – 139,2мВт/см2. Излученную энергию можно измерить. Для этого прибор настраивают на измерение температуры данного объекта. Приборы, способные сканировать объект и создавать изображение в изотермах, отнесены к классу тепловизоров. В современной тепловизионной технике используют разнообразные технологии сканирования и ИК-сенсоры. Если вас заинтересовали тепловизоры и вы задумались над их приобретением, вам будет полезен сайт www.testo.kiev.ua.

Разрешающая способность и высокая точность 0,1° C позволяет измерять температуру на малых площадях (до 15микрон). Обладая большой чувствительностью и большим диапазоном измерений, можно измерить разную температуру. Тепловизоры применяют в разных областях, от микроэлектроники до сканирования площадей на Земле. Тепловизоры, установленные на воздушных судах, определяют область пожаров в лесу сквозь дым. Портативные приборы применяют при превентивном контроле оборудования. Перед лизингом или покупкой тепловизора следует определить требования к измерениям. Любой тип системы имеет свои условия и требования к эксплуатации. В одних случаях температура изменяется резко, а в других – температура изменяется медленно или вообще не изменяется. При испытании надежности оборудования (испытание на нагрев) необходимо проводить измерения переходных процессов и стабилизацию. При определении параметров надежности используют анализ устойчивого процесса. Такой анализ предусматривает измерение температуры от 0° C до150° C, иногда же измеряют температуру от -40° C до 1500° C.

↑ к содержанию

Сенсоры

В основном получили применение два типа сенсоров. Первый тип использует температурные эффекты. Это термопары и болометры, термобатареи и пироэлектрические сенсоры. Второй тип использует квантовые эффекты. Данные сенсоры имеют фотопроводники и фотоэлектрические диоды. На сегодняшний день большое количество коммерческих тепловизионных систем имеет квантовые сенсоры. В зависимости от области применения устройства имеют разную конфигурацию.

Понравился материал? Поделись с друзьями.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


О проекте

© 2019 DPA.CV.UA. Все права защищены.

Копирование материалов разрешено только с обязательным указанием прямой, активной и открытой к индексации гиперссылки на dpa.cv.ua. . 18+