Как пользоваться пирометром

Устройство тепловизора

Тепловизор состоит из нескольких компонентов от качества исполнения которых зависит функциональные возможности прибора:

• Объектив
• Матрица
• Блок электронной обработки сигнала
• Дисплей
• Корпус

Объектив

Объектив является важной частью тепловизора. Через линзы объектива инфракрасное тепловое излучение попадает на матрицу тепловизора

Линзы объектива тепловизора покрыты германиевым напылением, которое хорошо пропускает через себя ИК излучение. Оптика тепловизора имеет черный цвет и характерный блеск.

Важным параметром объектива тепловизора является его диаметр, от которого зависит угол обзора прибора. Чем больше диаметр объектива, тем больше угол обзора тепловизора, а чем больше угол обзора, тем удобнее им пользоваться на охоте.

Современные компактные тепловизоры имеют диаметр объектива от 20 мм, более дорогие и качественные приборы имеют диаметр объектива 50 мм и более.

Матрица тепловизора

Объектив тепловизора фокусирует тепловизоре излучение на болометрической матрице. Болометрическая матрица самая важная часть тепловизора и самая дорогая. Матрица состоит из терморезисторов, напыленных на кристаллическую решетку. Под воздействием ИК излучения терморезисторы матрицы меняют сопротивление, в результате на выходе матрицы образуется электрически сигнал, который передается на блок электронной обработки.

Болометрические матрицы, пригодные для использования в тепловизорах в России не производятся, только три страны в промышленном масштабе могут их производить: США, Франция и Китай. Более того, так как матрицы для тепловизоров являются продукцией двойного назначения, которая может применяться как в гражданских, так и военных целях, в этих странах существуют жесткие ограничения на экспорт таких матриц в другие страны.

Важнейшей характеристикой матрицы является ее разрешение. Чем больше разрешение матрицы, тем лучше. Матрица с высоким разрешением дает более высокое качество картинки и лучшую детализацию, а также позволяет различить животное на более далеком расстоянии.

В тепловизорах начального уровня разрешение матрицы обычно составляет 160х120 точек, что позволяет различит животное на расстоянии до 200 метров. Матрицы с разрешением 240х180 точек, позволяют различить животное на расстоянии до 800 метров. Более качественные тепловизоры имеют матрицу с разрешением 384х288 точек, с их помощью можно различить цель на дистанции до 1500 метров.

Блок электронной обработки сигнала

Блок получает электрический сигнал с болометрической матрицы, обрабатывает его и передает на дисплей для отображения. От характеристик блока зависит частота обновления картинки, чем выше частота обновления картинки, тем лучше.

Дисплей и окуляр из оптического стекла

Изображение от электронного блока обработки сигнала поступает на дисплей для отображения. Дисплей представляет собой жидкокристаллическую или светодиодную матрицу небольшого размера. В некоторых тепловизорах для удобства наблюдения имеется окуляр с резиновым наглазником.

В тепловизорах используются дисплеи двух типов: OLED-дисплеи и LCD–дисплеи. LCD-дисплеи имеют серьезный недостаток, они замерзают при температуре ниже -10С. OLED-дисплеи лишены этого недостатка, они дают картинку хорошего качества с высоким показателем яркости, что позволяет использовать их в любое время суток и при любой температуре окружающего воздуха.

Дисплеи тепловизоров различаются своим разрешением, чем разрешение больше, тем лучше.

Корпус

Корпус защищает внутренние компоненты тепловизора от внешних воздействий. Тепловизоры для охоты эксплуатируются в условиях далеких от идеальных, поэтому большинство из них изготавливается с защитой от ударов, пыли и влаги.

Надежная защита корпуса тепловизора защищает его во время охоты. Тепловизор для охоты должен обладать степенью защиты не ниже IP54, в противном случает такой прибор не заслуживает серьезного внимания.

Самостоятельное изготовление тепловизора

Ничего не мешает собственнику приобрести персональный прибор и пользоваться им когда угодно – проверять теплоизоляцию и своевременно менять ее требуется регулярно, поэтому устройство не предназначено для одного раза. Однако, заоблачная стоимость, делает строительный тепловизор неподъемным в приобретении – средняя цена на прибор далеко за 100 тыс. рублей. Естественно, возникает решение сделать собственное устройство, тем более что с развитием интернета, невозможного осталось мало. Итак:

1. Чтобы собрать тепловизор своими руками, для будущей конструкции понадобится инфракрасный термометр, комплект фонарных светодиодов, веб-камера или фотоаппарат с функцией множественных кадров через равные промежутки времени.
2. Инфракрасный градусник присоединяется к светодиодам посредством специальной платы – радиолюбители поймут. Теперь излучение от светодиодов станет разного цвета в зависимости от температуры термометра. Тепло излучает оттенки красного, холод – синего. Можно фиксировать и сырость – она зеленого, кислотного цвета. Получилось сделать тепловизор в домашних условиях.
3. Остается взять в руки самодельный тепловизор и фиксирующий прибор – веб-камеру, настроенную на замедленную съемку или фотоаппарат, снимающий происходящее с периодичностью в несколько секунд. Медленно обходя участки собственного дома, добиться хороших результатов несложно.

Как видно из инструкции, тепловизор из веб-камеры или фотоаппарата потребует минимальных затрат и знаний – они уже описаны. Это сэкономит владельцам внушительную сумму

Важно помнить, что показания профессионального прибора все же, точнее, чем кустарного и если речь идет о дорогостоящем коттедже, то лучше позаботиться о его долгой жизни заранее и в полном объеме

Тепловизоры приборы дорогостоящие

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.

Технологии подобные тепловизионному обследованию

В сравнении с подобными технологиями (ультразвуковыми и рентгенологическими) теполовизионный метод абсолютно безопасный для здоровья людей и материалов конструкций. Огромным преимуществом среди аналогов является бесконтактность и большая дистанционность. Инфракрасная камера поможет диагностировать целый ряд проблем. Энергетические аудиторы и изоляционные подрядчики используют инфракрасные камеры для диагностики проблем жилых помещений и промышленных зданий. Не вскрывая стены, пол или потолки для осмотра, один обученный специалист может просто использовать тепловизор, чтобы найти:

• утечки воздуха;
• вторжение влаги;
• повышенные температурные расходы;
• тепловые мосты.

Не говоря уже о выявлении дефектов системы отопления как скрытой, так и наружной. Тепловизор узнают под разными названиями, в том числе: инфракрасная (ИК) камера, термографический сканер и тепловизионный прибор. Изображение, созданное путем такой ИК термокамерой, называется термограмма. Обученный пользователь устройства называется специалист по термографии.

Устройство и характеристики

Конструкция большинства тепловизоров ограничивается наличием следующих элементов:

• Корпус с элементами управления, например, кнопками.

• Объектив с защитной крышкой и органом фокусировки изображения.

Последний, в большинстве случаев, имеет вид поворотного кольца, как на фотоаппаратах.

• Датчик (матрица).

• Дисплей.

• Электронная система и программное обеспечение.

• Встроенная память.

• Система охлаждения матрицы (для моделей с высокой чувствительностью).

Основные характеристики прибора:

• Угол и дальность обзора.

• Параметры матрицы: разрешение, порог температуры, погрешность, четкость изображения.

• Функциональность: наличие подсветки, лазерный указатель, возможность цифрового масштабирования, наличие и объем встроенной памяти для хранения результатов измерений, возможность переноса данных на ПК.

К тепловизионному оборудованию применяются следующие государственные стандарты:

• ГОСТ Р 8.619–2006 – методика проверки приборов.

• ГОСТ 53466-2009 – технические требования к медицинским тепловизорам.

Материал

Корпус большинства моделей тепловизоров изготавливается из ударопрочного пластика с резиновыми накладками для удобства удержания, является либо влагозащищенным, либо полностью водонепроницаемым.

Дешевые модели, как правило, вовсе не имеют серьезной защиты от негативного воздействия окружающей среды.

Объективы в большинстве случаев изготавливают из германия с тонкопленочным покрытием, оптимизирующим пропускание света.

Линзы из этого материала работаю в диапазонах длин волн 3 – 5 и 8 – 14 микрон.

Оптическое стекло не используется по причине его неспособности пропускать инфракрасное излучение в требуемом диапазоне.

Однако, при работе с прибором следует учитывать, что повышение температуры влияет на прозрачность германия.

Если повысить температуру до 100°, этот показатель упадет вдвое от изначального.

Размеры и вес

Габариты и вес тепловизоров зависят от их типа, количества дополнительного функционала и оборудования, а также размеров матрицы и наличия системы охлаждения.

Так размеры простеньких переносных моделей сравнимы с фотоаппаратом, их вес начинается от 500 – 600 г до 2 кг.

Класс защиты тепловизоров

Практически все тепловизоры имеют защищенный от воздействия негативных факторов корпус, степень защиты которого определяется международным стандартом с буквами IP и двумя цифрами.

Первая цифра (от 0 до 6) указывает на защиту от посторонних предметов, а вторая (от 0 до 9) – на устойчивость к воздействию воды.

Например, тепловизор с классом IP67 полностью защищен от проникновения пыли и сохраняет работоспособность даже после кратковременного погружения в воду на глубину до 1 метра.

Разрешающая способность

Важность разрешающей способности инфракрасного датчика кроется в степени детализации изображения:

• Базового уровня: до 160х120 пикселов.

• Профессиональные: 160х120 – 640х480 пикселов.

• Экспертного класса – более 640х480 пикселов.

Калибровка, поверка и погрешность

Измерительный тепловизор, согласно стандартам, принятым в метрологии, проверяется на работоспособность не реже, чем раз в год.

Поверка подразумевает под собой следующие действия:

• Осмотр корпуса прибора, его опробование и проверка во всех режимах работы.

• Замер углового разрешения.

• Проверка диапазона измеряемых температур.

• Определение максимальной температурной чувствительности и неравномерности чувствительности по полю.

• Определение сходимости результатов.

Измерительные тепловизоры должны подвергаться периодической калибровке.

Современные модели оснащаются специальной шторкой, которая надвигается на матрицу.

По ее известной температуре и производится калибровка.

Современные матрицы выполняются в виде терморезисторов, имеют высокое разрешение (вплоть до сотых градуса).

В технических характеристиках измерительных моделей обязательно указывается погрешность (точность), которая, как правило, находится в пределах 2% или 2°.

Функциональное и дополнительное оснащение

Функциональность – это один из важнейших показателей любого технического устройства, что в полной мере относится и к тепловизорам. Среди дополнительных функций, наиболее часто доступных на подобных приборах, выделяют:

• автоматическое отображение наиболее горячей точки обследуемого объекта;
• zoom – возможность приблизить объект с помощью установленной оптики и выполнить обследование на определённом удалении от него;
• определение мест с повышенной влажностью;
• возможность наложение ИК-изображения на видимое (режим «Twin Pix»);
• отображение полученного изображения в режиме «изотермы», когда определённым цветом отображается заданная температура, а другими – все прочие значения;
• режим видеосъемки в ИК-диапазоне – также присутствует у наиболее дорогих устройств.

Изображение автомобиля с работающим двигателем на экране тепловизора

В качестве дополнительного оснащения отдельных моделей производители предлагают:

• лазерную наводку, облегчающую идентификацию конкретных элементов обследования;
• съёмные объективы, позволяющие увеличить возможности «zoom»;
• прочие элементы, которые доступны для каждой конкретной модели прибора.

Как правильно надо пользоваться пирометром для определения теплопотерь в доме

Чтобы научиться пользоваться пирометром для определения потерь тепла в доме, понадобится для начала ознакомиться с инструкцией по их эксплуатации. Прибор прост в применении, но чтобы правильно определять температурные показатели, необходимо научиться пользоваться инструментом. Учитывать необходимо используемую модель, так как отличаются они по количеству функций, которые можно выполнить пирометром.

Пошаговая инструкция о том, как надо правильно работать пирометром, и выявлять температуру поверхностей, имеет следующий вид:

1. Для начала необходимо включить прибор, установив в него батарейки.  Для этого имеются специальные гнезда, расположенные в рукоятке
2. Нажать на пусковой курок, чтобы протестировать инструмент, при этом не направлять его на человека. Включить или отключить подсветку дисплея, а также выбрать соответствующий режим вывода показаний в градусах или фаренгейтах
3. Раструб необходимо направить на поверхность материала, температуру которого необходимо померять
4. Лазерной указкой выявляется граница пятна измерения, то есть охватываемая площадь
5. Уже через несколько секунд на экране устройства отобразятся соответствующие значения температуры. Эти значения можно сохранить в памяти прибора или руководствоваться ними, делая вывод о величине прогрева стен, пола, потолка и прочих поверхностей

Пирометр в хозяйстве может пригодиться не только для определения тепловых потерь в доме, но еще и для измерения температуры аккумуляторной батареи на автомобиле. Автомобилистам хорошо известно о том, что чем сильнее мороз, тем хуже она отдает заряд. Конечно, чтобы измерить температуру аккумулятора, можно выкрутить одну пробку с банки, и всунуть градусник. Однако делать это постоянно нерационально, да и к тому же накладно.

Это интересно! Пирометром необходимо пройти по помещению, и измерить температурные показатели. В тех местах, где значения будут низкими, необходимо провести утепление. Обычно такими местами выступают углы стен, полы, потолки, а также щели в дверях и окнах. Если в доме холодно, то пирометр поможет найти места, откуда уходит тепло.

https://youtube.com/watch?v=hUIcqUAfLfQ%3F

Что выбрать тепловизор или прицел ночного видения

К сожалению, дать однозначного ответа на этот вопрос нельзя, так данные приборы имеют сильные отличия и возможности. Необходимо определить, где и как вы его будете использовать на охоте и понять, что вам больше подходит.

При выборе следует обратить внимание на следующие параметры:

Цена – Приборы и прицелы ночного видения стоят в разы дешевле, по сравнению с тепловизором. Наиболее дорогим будет тепловизионный прицел, цена на них может начинаться от нескольких тысяч долларов или сотен тысяч рублей.

Особенности окружающей среды – если в местности, где вы охотитесь, постоянные туманы, дожди, много листвы и других препятствий то лучший выбор будет тепловизор, чем прибор ночного видения. Но в холодных условиях прибор ночного видения будет более эффективен, в то время как тепловизор может временно перестать работать.

Наличие освещения – поскольку для приборов ночного видения требуется небольшое освещение, необходимо учитывать это при использовании. ИК подсветки может не хватить

Для тепловизора наличия освещения неважно.

Используйте оба прибора – тепловизор отлично подходит для обнаружения цели, а прицел ночного видения позволяет ее распознать. Идеальный вариант использовать тепловизор для сканирования сектора обстрела, а прибор ночного видения для прицельной стрельбы

Это позволит сэкономить, так как можно купить портативный тепловизор и прицел ночного видения, в сумме это может выйти дешевле, чем, например тепловизионный прицел.

Сравнение приборов

Для удобства мы собрали все плюсы и минусы обоих приборов в единую таблицу:

Тепловизор	Прибор ночного видения
Плюсы	Минусы	Плюсы	Минусы
Можно наблюдать и использовать в любое время суток и при любом освещении	Требуется привычка и опыт, для идентификации полученных данных на приборе, легко спутать человека с животным если нет опыта и цель плохо различима.	Естественное и легко различимое изображение	Бесполезен днем ​​или в темных помещениях, необходима ИК подсветка
Видит в плохих условиях, через туман, пыль или песок	Высокая цена	Меньше габариты, более надежен при использовании на оружии, меньше вероятность выхода из строя при сильной отдаче	Туман, дым и пыль полностью закрывают цель, в таких условиях прибор бесполезен
Видит через листву, и тонкие препятствия	Большие габариты и вес	Более низкая цена	Камуфляж легко маскирует цель
Видит остаточное тепло на поверхности (отпечатки следов, рук и т. п.)	Длительное время запуска и выхода в рабочий режим	Более широкие рабочие температуры, актуально при низких температурах.
Вас не обнаружат по излучению прибора, так как его нет	Практически невозможно идентифицировать намерения цели (для охотников не актуально)	Более широкий угол зрения (FOV)
		Более продолжительное время автономной работы

Особенности использования тепловизоров

Тепловизор — достаточно небольшое устройство, которое позволяет снимать термограммы и следить за тем, как распределяется тепловая энергия той или иной поверхности. Устройство обычно имеет дисплей или же передает данные на смартфон или планшет, где пользователь видит картинку в цвете. В зависимости от уровня температуры изображение будет окрашено в те или иные цвета.

Так выглядит термограмма

Принцип работы тепловизора одновременно прост и сложен. Любое физическое тело, имеющее температуру больше абсолютного нуля, способно выделять ЭМИ или электромагнитное излучение. Об этом говорят еще на уроках физики в школе. И вот это излучение и способен фиксировать тепловизор, передавая на дисплей картинку того или иного цвета в зависимости от уровня температуры объекта.

Ранее тепловизор применялся только силовыми структурами

Ранее тепловизоры использовались только силовыми и военными структурами. Сейчас ввиду того, что устройства позволяют оперативно решать многие технические вопросы, они стали применяться и в других сферах. Где применяются тепловизоры:

• в строительстве — тепловой контроль и энергоаудит зданий и помещений;
• на производстве — обнаружение дефектов оборудования, перегрева агрегатов;
• в теплоэнергетике — контроль перегрева электросети;
• на охоте — обнаружение дичи на большом расстоянии;
• в сфере электроники — для выявления колебаний напряжения;
• для охраны — быстрое выявление нахождения злоумышленника на охраняемой территории;
• в быту — выявление мест утечек тепла или перегрева.

Практически все тепловизоры — устройства мобильные. Они автономны и работают сами по себе — достаточно вовремя менять батарейки и заряжать аккумулятор. Все данные устройство выводит на небольшой дисплей. Но сейчас в продаже есть модели, которые способны подсоединяться к обычному смартфону и демонстрировать состояние какого-то объекта с точки зрения температуры на экране телефона. Обычно они имеют совсем крошечные размеры и подсоединяются через стандартные выходы смартфонов. Теперь теплонаблюдение доступно каждому.

Каждый тепловизор, в том числе и мобильный, способен не только замерять температуру, выводить на экран термограмму, но и сохранять ее, записывать видео. А, используя современные технологии передачи информации, собранными данными можно без труда делиться.

Мобильный тепловизор Seek Thermal

Достоинства мобильных устройств:

• сравнительно невысокая стоимость;
• использование приложений для работы;
• простота сбора и передачи данных;
• небольшие размеры;
• простота использования;
• доступность теплодиагностики помещений.

Главный минус тепловизора, как мобильного, так и простого автономного — высокая стоимость ИК-оборудования. Именно поэтому теплонаблюдение пока что еще не очень распространено в стране в целом.

Требования, предъявляемые к специалисту, работающему с подобным оборудованием

Стоит сразу оговориться, что эта тема относится к работникам организаций, осуществляющих аудит. Требования определяются нормативными документами – СниП и ГОСТ. Согласно их положению правила проведения проверки следующие:

• проверяющий обязан во всех деталях знать, как работает тепловизор, уметь им пользоваться, иметь на руках все допуски и лицензии;
• перед осмотром зданий прибор должен пройти поверку, о чем в его техническом паспорте делается отметка;
• запрещается работа с тепловизором в дождь или снег – показания могут быть неверными;
• обязательна разница температур в помещении и вне его, если она отсутствует, то прибор никаких утечек уловить не сможет;
• при производстве повторных замеров с другого ракурса следует убедиться, что расстояние до объекта одинаково;
• при производстве платных проверок в допуске аудитора в обязательном порядке проставляется стоимость услуги.

Тепловизор Workswell WIRIS 2nd Generation

WIRIS  2nd Generation объединяет тепловую камеру, цифровую камеру и блок управления в одном корпусе. С конца 2016 года появился тепловизор WIRIS  2nd Generation с температурным диапазоном, увеличенным до 1500 °C с использованием высокотемпературного фильтра. Тепловизор имеет следующие возможности:

Полная радиометрия и измерение температуры. Удаленно можно просматривать и сохранять полностью радиометрические и калиброванные данные изображения (изображения и видео), что означает, что изображения сохраняют всю информацию о параметрах съемки, которая впоследствии может быть полностью обработана в прилагаемом программном обеспечении.

Цифровой зум — если задача состоит в измерении удаленных объектов, то у вас есть опция цифрового зума. Цифровая камера имеет 16-кратный зум, а тепловая камера имеет 14-кратный зум с разрешением 640 × 512.

Фотограмметрия и 3D-модели — изображения, снятые системой, являются полностью радиометрическими и содержат информацию о GPS-координатах в метаданных EXIF файлов. Эти изображения могут быть использованы для создания 3D-моделей. Для создания 3D-карт и 3D-моделей используется специальное программное фотограмметрическое обеспечение, позволяющее объединять необработанные изображения.

GPS – вы можете связать данные о температуре изображения со значением из внешнего GPS-приемника. Данные GPS сохраняются в части EXIF файла JPEG и доступны для использования.

Вес  — 390 грамм.