Применение тепловизора

Приборы ночного видения, что могут и где используются

В отличие от тепловизора, для работы прибора ночного видения необходимо хотя бы не большое количество света. На охоте или при ином использовании этот свет дают естественные объекты такие как луна, звезды, тем не менее различные тени могут затруднять просмотр. При нахождении в темном помещении данный прибор работать не будет, если не использовать специальные устройства для подсветки. В качестве подсветки используют специальные ИК – осветители или фонари, часто они встраиваются непосредственно в сам прибор.

Недостаток использования ИК — подсветки заключается в том, что вас легко обнаружить использую такой же прибор ночного видения. Это не является проблемой на охоте, но это серьезная проблема у военных.

Вторая проблема приборов ночного видения, это яркий свет, который может легко повредить трубку усилителя прибора, но с развитием технологий данный риск постоянно уменьшается.

Пример работы прибора ночного видения:

Рассмотрим, где применяют приборы ночного видения:

Охота – используется очень часто, где разрешена охота с применением данных приборов, недостатки прибора для охотников не критичны, а проблемы связанные с отдачей оружия уже давно устранены.

Военные и полиция – технологию ночного видения придумали еще в годы Второй мировой войны, с тех пор данные приборы активно используют военные и полицейские. Это дает тактическое преимущество, с помощью прицела ночного видения можно четко идентифицировать цель, в том числе и на значительном расстоянии. Но их недостаток по сравнению с тепловизором, если противник находится в камуфляже или замаскировался, то обнаружить его с помощью приборов ночного видения практически невозможно, но это легко сделает тепловизор.

Пример работы прицела ночного видения:

Как работает тепловизор в быту

Ещё совсем недавно тепловизоры как сложные и дорогостоящие приборы были доступны только военным и специалистам, но прогресс не стоит на месте, и совершенствование технологии производства сделало этот класс устройств весьма распространённым явлением в самых различных сферах, не исключая и бытовое применение.

Например, в последние годы набирает популярность обследование тепловизором помещения при покупке жилья или приёме недавно построенной дачи. Перед собой мы видим красивое помещение и мысленно представляем, как будем в нем жить. Но позже может оказаться, что квартира или дом совершенно не пригодна для комфортного проживания, поскольку в ней холодно зимой и очень жарко летом. Не лучше ли заблаговременно заказать и провести проверку помещения тепловизором? Таким образом, вы сможете понять насколько выгодную сделку вам предложили, тем более что с каждым годом применение тепловизора стоит всё меньше, а сами приборы становятся доступнее.

Впрочем, использование тепловизоров в быту не ограничивается недвижимостью. Так, многие автолюбители заказывают обследование тепловизором своего транспортного средства. С помощью устройства осуществляется поиск нарушения тепло- и гидроизоляции, контроль работы подшипников, сцеплений, валов, муфт, цепных приводов и воздушных компрессоров. Тепловизор помогает найти неполадку в работе автомобиля на ранней стадии, что позволяет избежать серьезной поломки и траты большой суммы денег на ремонт. Особенно это актуально, когда и сам автомобиль, и его ремонт стоят на порядок больше тепловизора.

Как правило, тепловизор для бытового применения оснащён матрицей с небольшим разрешением и имеет ограниченный набор функций, но внешне и по принципу работы напоминает промышленные приборы. Принцип работы тепловизора предельно прост в управлении и не требует никакой подготовки для использования. Однако, несмотря на относительно невысокую цену, такой прибор по-прежнему обладает большей частью достоинств, а применение тепловизора этого класса позволяет эффективно решать задачи теплового контроля в ЖКХ, авторемонтном деле, бытовом строительстве и пр.

Что говорит ТК

Согласно статье 88 Трудового кодекса РФ, работодатель не вправе запрашивать информацию о состоянии здоровья работника. Исключение – данные, свидетельствующие о возможности выполнения работником трудовых функций.

По заключению Роскомнадзора, поскольку меры по выявлению заболевания связаны с определением возможности выполнения трудовых функций, согласия работника на измерение температуры не требуется.

Что касается посетителей и клиентов, не имеющих с организацией трудовых отношений, они выражают своё согласие на сбор сведений о температуре тела (без идентификации) посредством конклюдентных действий, выражающихся в намерении посетить организацию. Проще говоря, своим приходом и поведением. При этом при выявлении повышенной температуры посетителя должны направить на консультацию к врачу.

Принцип работы тепловизора и где они используются

Тепловизор — это особый прибор, оснащенный специальной камерой, которая может распознавать объекты в инфракрасном диапазоне (рисунок 1).

Данный вид оборудования часто применяют военные для определения местоположения врага в ночное время, или охотники, выслеживающие дичь.

С тепловизорами связано множество мифов. Развенчаем основные из них:

1. Тепловизоры «видят» сквозь стены. Это неправда. Если человек находится за преградой (стеной), прибор не сможет его распознать и будет показывать только температуру самой стены. Но, если преграда нагреется от тепла человеческого тела, увидеть его все же получится. Как правило, это невозможно, так как материалы, из которых возводят стены, слишком медленно поглощают тепло.
2. С помощью тепловизора можно «увидеть» человека сквозь стекло. Это еще одно популярное заблуждение. Обычное стекло не пропускает инфракрасное излучение, поэтому тепловизор просто покажет температуру стеклянной преграды, а не засечет стоящего за ней человека.
3. Тепловизоры не видят сквозь одежду. Это утверждение тоже ложное. Не существует ткань, которая бы до определенной степени не нагревалась от человеческого тела. Но в случае с охотой определенные сложности все же могут возникнуть. Если шерсть животного слишком густая и длинная, у охотника будут проблемы с идентификацией цели.

Рисунок 1. Тепловизоры используют не только военные, но и профессиональные спортсмены

Голливудские фильмы стали источником еще одного популярного мифа, согласно которому замаскироваться от тепловизора можно, обмазавшись грязью. На самом деле грязь очень быстро нагревается от тепла человеческого тела, и объект будет отлично просматриваться.

Условия производства проверки здания на тепловые утечки

Не стоит думать, что все, что нужно для точных измерений, – это знать, как пользоваться тепловизором. Этого достаточно для бытовой проверки в личных целях. А вот если требуются комплексные замеры, необходимо учитывать некоторые природные факторы.

Скорость ветра. Этот параметр не должен превышать 7 м/с. В противном случае может наблюдаться смещение тепловой утечки, что не позволит на нее указать с точностью до сантиметра. Само строение не должно находиться в области попадания прямых солнечных лучей в период 12 часов до производства замеров. Именно по этой причине подобные проверки производят глубокой ночью или ранним утром, с рассветом.

Виды тепловизионных приборов

Проверка частного дома на теплопотери ИК-камерой дает возможность провести максимально точные измерения и качественный анализ всех температурных показателей. А после этого, на основе оперативно полученных данных, грамотно выполнить ремонтные работы и/или модернизацию жилого объекта.

Для тепловизионной диагностики задействуют два типа устройств:

• стационарные тепловизоры;
• портативные инфракрасные камеры.

Стационарные приборы используют в основном на производственных предприятиях. Они предназначены для регулярной проверки состояния электросетей и постоянного мониторинга сложного техоборудования. Стационарные системы тепловидения выполнены на полупроводниковых матрицах фотоприемников.

При помощи портативных тепловизоров проводят энергоаудит жилых многоквартирных зданий и частных построек. Эти устройства используют как для одноразовой локальной проверки, так и для комплексной диагностики домов.

Переносные тепловизоры разработаны на основе кремниевых неохлаждаемых микроболометров и отлично подходят для применения в труднодоступных местах.

Тепловизионная съемка – эффективный бесконтактный метод обследования, который целесообразно совмещать с применением аэродвери для измерения и контроля воздухопроницаемости зданий

В зависимости от функциональных возможностей различают три вида тепловизоров:

1. Наблюдательные приборы — обеспечивают только визуализацию различных теплоконтрастных объектов, часто в монохромном виде.
2. Измерительные устройства — создают графическое изображение в пределах инфракрасного излучения и присваивают каждой точке светового сигнала определенное значение температуры.
3. Визуальные пирометры — предназначены для бесконтактных температурных измерений и визуализации теплового поля конкретных объектов с целью обнаружить зоны с отклонениями от нормальных показателей.

Цена на хорошие функциональные приемники теплового излучения стартует от 3000 долларов. Их покупка для одноразового обследования дома просто нерентабельна. Многие компании сегодня предлагают строительные тепловизоры в аренду на сутки. Это очень удобная услуга.

Также можно заказать полное профессиональное тепловизионное обследование коттеджа/дома. Средняя стоимость съемки тепловизором составляет 5 долларов за 1 метр квадратный площади частного жилого объекта.

Как правило, стоимость тепловизоров является показателем их функциональности. Но даже бюджетные модели эффективно выполняют инфракрасную диагностику. А потому при выборе стоит ориентироваться на базовые технические характеристики и умение решать конкретные задачи.

Функциональные возможности тепловизионных камер зависят от разрешения инфракрасного датчика, его чувствительности и рабочего диапазона температур

Большой плюс – наличие дополнительных функций, а именно: цифровое масштабирование, лазерный указатель, составление аннотаций к термограммам, настраиваемая цветовая сигнализация, определение участков с максимальными и минимальными температурными показателями.

Значительно упростят тепловизионную диагностику дома и различные аксессуары – съемные оптические широкоугольные объективы для рассмотрения общего плана и телеобъективы для детализации критических участков, раскладные штативы, контейнеры для хранения аккумуляторов.

Можно ли сделать тепловизор для охоты своими руками

Самое сложное – это оптика, которая формирует точную картинку на приемнике. Оптика нужна специальная, которая содержит в составе в основном германий. Именно эту часть тепловизора невозможно сделать своими руками.

Вместо специальной оптики можно взять уже готовую оптическую систему из устройства, содержащего её в своей конструкции (фотоаппарат, web-камера или видеокамера).

Есть несколько вариантов, как сделать тепловизор своими руками. Его можно сконструировать из:

• фотоаппарата,
• web-камеры,
• видеокамеры.

Каждый метод по-своему легкий и тяжелый одновременно, а также имеет свою цену.

Из web-камеры

Этот метод довольно трудный и дорогой. Тепловизор, сделанный из web-камеры, сможет замечать только неподвижные объекты с излучением тепла. Механизм заменит тепловизор с целеуказателем, только для него нужно будет закачать и установить программное обеспечение для Arduino с памятью около 7 Мб. Также необходимо будет позаботиться об инструкции с настройками.

Из видеокамеры

По техническому принципу нужно сделать то же самое, что и с фотоаппаратом. Только смастерив тепловизор своими руками из видеокамеры, вы получите удобный корпус и дисплей с высоким качеством. Камера для этого нужна с инфракрасным светом.

Теперь вы знаете как из обычного и знакомого устройства можно сделать тепловизор своими руками. В наше время любые подходящие гаджеты дают возможность перестраивать себя в тепловизор после внесения модификаций и закачки дополнительных программ.

Как выбрать тепловизор?

При выборе тепловизора необходимо ориентироваться на следующие параметры:

• Диапазон измеряемых температур – для бытовых нужд подойдет вариант с параметром от 0°С до +350°С.

• Разрешение инфракрасного-детектора – чем оно выше, тем более детальной будет картинка.

• Термочувствительность – чем ниже этот показатель, тем выше точность результатов.

• Условия эксплуатации и класс защиты – для бытовых и строительных нужд подойдет прибор, способный работать при повышенной влажности до 95% и температуре -20°С — +50°С.

• Наличие дополнительных функций – подсветка, цифровая камера, лазерный целеуказатель, компас, модули GPS, Bluetooth, Wi-Fi.

• Наличие дополнительных объективов.

Широкоугольные применяются там, где требуется исследование протяженного объекта, а телескопические – для получения четких изображений на большом удалении.

• Эргономика и хранение данных.

Преимущество отдается приборам, способным не только сохранять картинку в формате JPEG, но и отражать информацию по температуре.

Еще один важный показатель, на который следует обратить внимание – способ отображения данных на экране, который выражается в следующих режимах:

• Full IR – полноэкранная инфракрасная картинка.

• Picture-in-Picture – картинка в картинке (обычная фотография окружает тепловое изображение).

• Alpha Blending – наложение слоев тепловой картины и обыкновенной фотографии.

• IR/Visible Alarm – изображение, как на обыкновенном фотоаппарате, но места, где температура превышает пределы заданного диапазона, подсвечены определенным цветом.

• Full Visible Light – обычные фотоснимки.

Как выбрать тепловизор

Стоимость у инфракрасных приборов довольно высокая, и при покупке обычно хочется выбрать девайс подешевле

Но основное внимание следует уделять не цене, а характеристикам

Как выбрать тепловизор для охоты

Для использования на охоте выбирают тепловизоры наблюдательного типа, точность измерений здесь не требуется. На первый план выходят другие параметры:

• дальность действия — желательно не меньше 500 м;
• ударостойкий и влагоустойчивый корпус;
• разрешение — оптимально 640 на 480;
• размер объектива, например, для стрельбы с расстояния 100-200 м стоит выбрать оптику 40 мм;
• частота кадров, не меньше 25 в секунду.

Совет! При выборе тепловизора для охоты желательно искать приборы в форме небольших монокуляров, они легко монтируются на оружие.

Как выбрать тепловизор для обследования дома

Если прибор нужен только для личных бытовых целей, будет достаточно разрешения 120 на 120 и температурного диапазона от — 10 до 100 °С. Более широкие возможности вряд ли пригодятся, поэтому при покупке домашнего тепловизора можно хорошо сэкономить.

Как выбрать тепловизор для предприятия, обследования зданий

Для инженерных и коммунальных работ лучше выбрать прибор с широкоугольным объективом или телеобъективом для доступа к сложным участкам. Температурный диапазон зависит от специфики объекта. Для диагностики теплопотерь достаточно порога 100 °С.

Для энергокомплексов лучше покупать устройства, измеряющие до 350 °С и больше

Как выбрать медицинский тепловизор

Большая мощность самым лучшим тепловизорам для измерения температуры тела не нужна, показатель 40-43 °С все равно является предельным. А вот точность имеет значение, желательно, чтобы погрешность не превышала 1-2%. Востребованным окажется лазерный прицел для наведения на небольшой участок кожи.

Использование тепловизоров в промышленности и строительстве

Широкое применение тепловизоры нашли в химической промышленности и металлургии – области производства, в которых нередко используются высокотемпературные процессы, сложные системы охлаждения и агрегаты. На каждом крупном объекте регулярно проводится обследование тепловизором зданий, инфраструктуры и оборудования. Устройство помогает в решении множества задач и позволяет, например:

• провести диагностику доменных печей;
• теплоизоляции агрегатов;
• проверить герметичность;
• динамически контролировать температурные изменения в химическом реакторе.

Промышленный тепловизор – это всегда переносной прибор, как правило, выполненный в формате «пистолетной ручки». Устройство тепловизора этого типа рассчитано на сравнительно небольшую рабочую дистанцию, но оснащён матрицей с большим разрешением и работает в широком температурном диапазоне. Приборы этого класса рассчитаны на регулярное использование и позволяют на месте выявить неполадки в оборудовании при анализе теплового изображения на экране прибора.

Тепловизионные приборы широко применяются в энергетике, причём как на больших предприятиях, так и в работе электрика в ЖЭК. При их помощи проводится диагностика высоковольтных линий и вышек, как с земли, так и с воздуха, а обследование тепловизором трансформатора или электрощитка позволяет выявить и оперативно устранить многие неисправности.

В строительстве зданий применение тепловизоров, в основном, сводится к поиску слабых мест в теплоизоляции через обнаружение точек с перепадами температур.

На первый взгляд удивительно, но принцип работы тепловизора не редко бывает полезен и при строительстве дорог. Как и во многих других случаях, при укладке асфальтового покрытия необходим температурный контроль: каждый элемент — асфальт, смола, щебень — должен прогреваться до определённой температуры. Только контролируя температурный режим можно обеспечить надлежащее качество дорожного покрытия. К сожалению, в виду относительной новизны метода и стоимости оборудования, в России к тепловизионной диагностике прибегают только при строительстве крупных магистралей. Однако, такая диагностика вносит неоспоримый вклад в их качество.

Правила применения тепловизора

Главная задача тепловизионного обследования – безошибочно выявить потери тепла и дефекты в работе инженерных систем, а также обнаружить возможные слабые места жилого объекта на этапе строительства.

Тепловизионная диагностика зданий включает:

• обследование в длинноволновой ИК-области спектра в диапазоне 8-15 мкм;
• построение температурной карты исследуемых предметов и поверхностей;
• мониторинг динамики тепловых процессов;
• точный расчет тепловых потоков.

Проверку жилого объекта выполняют как снаружи, так и внутри здания. В первом случае инфракрасная съемка позволяет обнаружить грубые дефекты инфильтрации воздушных потоков через ограждающие конструкции дома и дефекты теплоизоляции. Во втором — выявить ошибки в функционировании отопительной системы и сети электроснабжения.

Проводить тепловизионную диагностику лучше в холодную пору, когда разница температурных показателей на улице и в доме составляет больше 10 градусов по шкале Цельсия

Чем выше перепад температур, тем точнее результаты проверки. Кроме того, чтобы получить корректные данные, обследуемый жилой объект должен бесперебойно отапливаться не меньше 2-х суток. В летний период обследовать здание тепловизором практически бесполезно из-за минимальной разницы температур.

Проверка зданий приемниками теплового излучения показывает распределение температурных полей по поверхностям предметов или конструкций в конкретный момент времени. Поэтому проведение съемки инфракрасной камерой сильно зависит от ряда условий, соблюдение которых критично для получения корректных результатов.

На работу прибора влияет сильный ветер, солнце и дождь. Под их воздействием дом будет охлаждаться или нагреваться, а значит проверку можно считать неэффективной. Обследуемые конструкции и поверхности не должны находиться в зоне попадания ярких прямых лучей солнца или отраженного излучения в течение 10-12 часов до старта тепловизионной диагностики.

Дверные и оконные блоки рекомендовано сохранять в фиксированном положении 12 часов перед съемкой инфракрасной камерой и в процессе проверки здания.

До начала обследования дома на устройстве необходимо выставить базовые настройки, а именно:

• установить нижний и верхний предел температуры;
• настроить диапазон тепловизионной съемки;
• выбрать уровень интенсивности.

Другие показатели регулируют в зависимости от типа теплоизоляции, материалов стен и перекрытий. Энергоаудит частного дома начинают с проверки фундамента, фасада и крыши здания.

На этом этапе очень важно провести тщательную диагностику, поскольку участки на одной плоскости значительно отличаются и приемники теплового излучения обязательно это покажут. После проверки внешней части приступают к диагностическим мероприятиям внутри жилого здания

Здесь выявляют около 85% всех строительных дефектов и неисправностей инженерных систем

После проверки внешней части приступают к диагностическим мероприятиям внутри жилого здания. Здесь выявляют около 85% всех строительных дефектов и неисправностей инженерных систем

Съемку проводят в направлении от оконных блоков к дверям, неспешно исследуя все технологические проемы и стены. При этом двери между комнатами оставляют открытыми, чтобы стабилизировать потоки нагретого воздуха и свести к минимуму вероятность погрешностей при измерениях.

Тепловизионный контроль подразумевает поэтапную проверку разных зон ограждающих конструкций, которые для съемки инфракрасной камерой обязательно должны быть открытыми. Для этого нужно освободить подоконное пространство, организовать беспрепятственный доступ к плинтусам и углам.

Стены на время внутренней термографии здания необходимо освободить от ковров и картин, отслоившихся старых обоев и прочих предметов, которые препятствуют прямой видимости исследуемого объекта.

Дома, оснащенные радиаторами отопления, принято снимать только с внешней стороны. Диагностику фасадов проводят при благоприятных погодных условиях – отсутствии влажного тумана, задымленности, атмосферных осадков.

Что собой представляет подобный прибор

Тепловизор – устройство, способное улавливать температуру поверхности и выводить данные о ней на экран. Работает он по схожему алгоритму с прибором ночного видения (ПНВ) на основе инфракрасного излучения, которое преобразовывается в сигнал, выводимый на дисплей. Картинка на экран выводится в различных цветах, от красного (горячая область) до синего (холодная). Предупреждая вопрос о том, чем отличается тепловизор от прибора ночного видения, следует отметить, что ПНВ фиксирует отраженный сигнал, в то время как рассматриваемое сегодня устройство «ловит» инфракрасное излучение, идущее от предметов.

Первые подобные устройства появились еще в тридцатые годы прошлого столетия. Конечно, они были громоздкими и практически ничего общего с современными подобными приборами не имели. Исключение составляет лишь инфракрасное излучение. Оно-то и рисовало «карту температур» на фотомишени. Принцип действия тепловизоров тех лет можно было сравнить с электронно-лучевой трубкой.

Заключение

Сегодня тепловизоры относят к уникальным устройствам, не имеющим аналогов. Благодаря своей способности улавливать тепловое излучение в полной темноте, при отсутствии каких-либо источников освещения, они могут с успехом применяться в системах слежения и видеонаблюдения. В сочетании с обычными видеокамерами эффективность распознавания и идентификации будет на порядок выше. При этом становятся шире условия их эксплуатации.

Тепловизионная техника будет незаменима в сложных погодных условиях, когда стеклянный объектив залеплен снегом, покрыт конденсатом, образовавшимся при тумане, или каплями дождя. Также она показывает прекрасные результаты при охране и контроле больших площадей, протяженностью в несколько километров. Снижение стоимости тепловизионного оборудования, расширение их функционала делает возможным использование приборов для обеспечения безопасности коммерческих объектов и частной собственности.

C новыми моделями тепловизоров PULSAR можно ознакомиться и сделать осознанный выбор здесь.