Измерительные тепловизоры

В статье про классификацию тепловизоров по наличию измерительных функций мы разделили наблюдательные тепловизоры и измерительные тепловизоры. В этой статье поговорим об основных характеристиках и задачах измерительных тепловизоров.

Измерительные тепловизоры визуализируют инфракрасное излучение объектов и позволяют бесконтактно измерять температуру их поверхности.

Тепловое излучение испускается всеми окружающими нас объектами. Это излучение регистрирует тепловизор. Мощность и спектральный состав теплового излучения объекта контроля определяются законами излучения и зависят от температуры поверхности объекта, характеристик его поверхности и окружения. Чем выше температура объекта, тем мощнее его собственное тепловое излучение. Пересчет мощности излучения в температуру поверхности объекта тепловизор выполняет на основе заводской калибровки и указанных оператором условий тепловизионной съемки. Таким образом происходит не только визуализация инфракрасного излучения объекта, но и измерение температуры в каждой точке его поверхности.

Настройки измерительных тепловизоров

Как я уже сказал выше, для пересчета мощности ИК-ихлучения в температуру измерительный тепловизор использует определенные настройки, за которые отвечает оператор. Правильность этих настроек во многом определяет точность измерения температуры тепловизором. Важно правильно настраивать тепловизор при решении количественных задач диагностики, т.е. когда решение о состоянии объекта принимается на основе измеренных значений температуры.

Во всех измерительных тепловизорах мы встретим настройку параметров, отвечающих за учет отражений в наблюдаемой поверхности. К этим настройкам относятся:

• коэффициент излучения (КИ) поверхности объекта контроля,
• отраженная кажущаяся (радиационная) температура.

Во многих измерительных тепловизорах, исключая самые дешевые модели с маленькой матрицей, дополнительно вводится поправка на влияние атмосферы. К этим настройкам относятся:

• дистанция от тепловизора до поверхности объекта,
• температура воздуха, находящегося межу тепловизором и объектом,
• относительная влажность воздуха, находящегося межу тепловизором и объектом.

Применение измерительных тепловизоров

Сферы применения наблюдательных тепловизоров и измерительных тепловизоров практически не пересекаются. Большинство статей, литературы и информации на сайте teplonadzor.ru посвящено технической диагностике и тепловизионным обследованиям с применением измерительных тепловизоров. Поэтому в дальнейшем под термином «тепловизор» мы будем иметь ввиду именно измерительный тепловизор.
Измерительные тепловизоры можно разделить по сфере применения на следующие основные категории:

• тепловизоры для технической диагностики
• тепловизоры для медицинской термографии
• тепловизоры для научных исследований
• тепловизоры для поиска утечек газа
• тепловизоры для автоматизации
• тепловизоры для аэросъемки

В каждой из перечисленных областей к тепловизионной системе существуют свои специфические требования. Например, для аэросъемки нужно высокое пространственное разрешение, для научных исследований требуется высокая скорость съемки, для автоматизации применяются стационарные тепловизоры с определенными интерфейсами связи, в полевой технической диагностике нужны портативные тепловизоры. Вместе с тем, существуют модели тепловизоров, которые могут быть применены сразу в нескольких отраслях. В большей степени это относится к профессиональным моделям тепловизоров с высокими характеристиками, но и с высокой стоимостью.

Результаты измерений тепловизором

Все современные тепловизоры сохраняют результаты измерений в виде файлов — радиометрических термограмм. Файл с радиометрической термограммой содержит результаты измерения мощности ИК-излучения от каждой точки объекта, а также условия съемки и параметры объекта (указываются оператором). Этой информации достаточно для визуализации температурного поля объекта и измерения температуры в каждой его точке. Некоторые модели тепловизоров могут записывать тепловые видеоролики, в том числе и радиометрическое видео.

Программное обеспечение (ПО) тепловизора или специальное ПО компьютера пересчитывают эти данные в температурные измерения. Для визуализации температурных полей ПО раскрашивает термограмму — присваивает разным температурам разные цвета в соответствии с выбранной цветовой палитрой. Пользователь имеет возможность выбрать отображаемый на термограмме диапазон температур и снять данные о температуре поверхности с помощью элементов анализа (точка, линия, область и др.). Вы можете сами попробовать функции обработки термограмм в онлайн редакторе FLIR WebViewer.

Следует отметить, что у разных производителей тепловизоров форматы файлов термограмм отличаются, а программное обеспечение несовместимо. Например, вы не сможете открыть термограмму с тепловизора TESTO в программном обеспечении FLIR.

Метрологические характеристики

В технических характеристиках измерительных тепловизоров (в отличие от наблюдательных) обязательно указывается предел допустимой основной погрешности измерения температуры. Этот параметр часто называют «точность» или «погрешность». Типичное значение этого параметра у современных тепловизоров составляет ±2°С или ±2%.

Поверка тепловизора

Измерительные тепловизоры являются средствами измерения. Следует помнить, что при выполнении работ в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора потребуется обязательная поверка тепловизора. Тепловизор должен быть внесен в Госреестр средств измерений. Поверку тепловизора нельзя выполнить самостоятельно. Для поверки тепловизора надо обратиться в центр стандартизации и метрологии или другую организацию, имеющую право поверки инфракрасных тепловизоров.