Тепловизор — это оптоэлектронная система, предназначенная для получения видимого изображения объектов, излучающих невидимое тепловое (инфракрасное) излучение.
Первые тепловизионные камеры были созданы в 1930-е годы 20. Принцип работы тепловизионных камер основан на преобразовании инфракрасного излучения в электрический сигнал, который усиливается и воспроизводится на экране дисплея.
В 70-х годах были созданы тепловизионные камеры Pulsar Axion, в которых тепловое изображение становится видимым прямо на экране, покрытом веществом, чувствительным к свету (люминофоры, жидкие кристаллы, полупроводниковые пленки). Тепловизионные камеры от магазина ОПТИКС-ПРО используются для определения местоположения и формы объектов в темноте или в оптически непрозрачной среде. Они используются в диагностике, навигации и медицине.
Принцип действия
Из-за того, что тела нагреваются неравномерно (например, температура автомобиля с работающим двигателем будет выше, чем температура автомобиля с выключенным двигателем), определенная картина распределения инфракрасное излучение.
Работа всех тепловизионных систем основана на регистрации разницы температур между объектом и фоном и преобразовании полученной информации в изображение, видимое невооруженным глазом. Современные тепловизоры способны определять температурный контраст 0,05-0,1 К.
В то время как оптические приборы ночного видения на основе оптических преобразователей электронов (ОПЭ) улавливают излучение с длиной волны ~ 1-2 мкм, что ненамного превышает чувствительность человеческого глаза, основная Рабочие диапазоны тепловизионного оборудования охватывают следующие диапазоны длин волн: 8-14 мкм — дальнее инфракрасное излучение и 3-5,5 мкм — среднее ИК-излучение. Именно в этих областях поверхностные слои атмосферы прозрачны для инфракрасного излучения, а излучательная способность объектов, наблюдаемых при температурах от -50 до + 500С, максимальна.
Таким образом, тепловизионные устройства способны обеспечивать широкий диапазон видимости в любое время суток через любую прозрачную маску для инфракрасного исследования и даже при немного сниженной прозрачности атмосферы: в тумане, дожде и т. Д. снег, пыль и дым. (Следует отметить, что водяной пар и углекислый газ очень сильно поглощают ИК-волны, и это сильно отражается на чувствительности устройств.)
Фоточувствительным элементом современного тепловизионного прибора является двумерная многоэлементная матрица фотоприемников (ФПУ) в фокальной плоскости, выполненная на основе полупроводников: примесного кремния и германия.
Поскольку современные тепловизионные камеры не имеют оптико-механических сканирующих устройств, они компактны, с низким энергопотреблением, высоким отношением сигнал / шум и хорошим качеством изображения.
Главный недостаток тепловизора — высокая цена. 90% стоимости устройства составляют его основные элементы: матрица и линза.
Плашки очень сложны в изготовлении, и, следовательно, все дело в больших деньгах.
С линзами дело обстоит сложнее: их нельзя сделать из стекла, потому что этот материал не пропускает инфракрасное излучение. По этой причине для создания линз используются редкие и дорогие материалы.
Для уменьшения шума и, как следствие, увеличения порога чувствительности в тепловизионных устройствах массив светочувствительных элементов охлаждается микрокомпрессорной системой или используется термостабилизация термоэлектрической системой.
В последние годы все большее распространение получают неохлаждаемые устройства с микроболометрической матрицей.
Современные тепловизионные камеры широко используются как в крупных промышленных компаниях, где требуется тщательный мониторинг теплового состояния объектов, так и в небольших организациях, занимающихся диагностикой сетей различного назначения. Следовательно, сканирование с помощью тепловизора может точно показать, где выходят контакты в системах электропроводки.
Тепловизионные камеры особенно используются в строительстве для оценки теплоизоляционных свойств конструкций. Например, с помощью тепловизора можно определить зоны наибольших потерь тепла в строящемся доме и сделать вывод о качестве использованных строительных материалов и изоляции.
Тепловизионные камеры широко используются в военной промышленности для координации боевых действий в ночное время. Это дорогое оборудование может быть установлено на самолетах-разведчиках для оценки численности войск противника и их местонахождения.