Тепловізори

Які бувають тепловізори, основні види

В цілому, тепловізори можна розділити на переносні і стаціонарні. Останнім властиві великі габарити і маса, охолоджуваний тепловий сенсор і нерухомий монтаж. Переносні тепловізори функціонують на основі неохолоджуваної, кремнієвої тепловізійної матриці. Це зазвичай досить компактні пристрої для персонального носіння, які поміщаються в кишеню верхнього одягу або невелику сумку.

Обидва з перерахованих типів застосовуються для вимірювань чи спостережень. Вимірювальні — призначені для отримання показників температури у графічному вигляді. Такі пристрої використовуються в промисловості та здатні знімати показники, що перевищують 20000 градусів за Цельсієм. Спостережні тепловізори використовуються для ідентифікації об'єктів, що випромінюють тепло. У нас можна купити тепловізор виключно для візуальних спостережень.

Переносні (портативні) тепловізори також можна розділити на кілька категорій, які описані далі.

• Тепловізійні монокуляри зовні схожі із звичайними монокулярами, оснащені одним об'єктивом та окуляром. Це компактні, портативні пристрої, які здобули найширше застосування. На ринку пропонуються професійні та аматорські моделі для полювання, військових завдань, охорони та патрулювання, активного відпочинку. Полегшені моделі допускають кріплення на шолом та використовуються як тактичні. Дальність виявлення до 1500 м.
• Тепловізійні окуляри призначені для носіння на оголов'ї. Вигідно відрізняються від біноклів та монокулярів тим, що звільняють руки. Мають два окуляри і більш комфортні для органів зору при використанні.
• Тепловізійні біноклі часто нагадують звичайні: два об'єктиви та два окуляри. Деякі моделі обходяться одним загальним об'єктивом. Зважаючи на відсутність жорстких обмежень за габаритами та вагою, оснащуються більш "серйозними" сенсорами та оптикою, що позитивно впливає на якість тепловізійної картинки. Сильною стороною конструкції можна назвати велику оглядову площу.
• Тепловізійні приціли не менш популярні серед мисливців та військових. Встановлюються на стрілецьку чи пневматичну зброю (планки Вівер/Пікатінні). Таким пристроям властива наявність прицільної сітки, ударостійкого корпусу, лазерного далекоміра. Іноді виробники продумують ергономіку таким чином, щоб прицілом було зручно користуватися без зброї. До цієї категорії можна віднести і тепловізійні насадки на оптичний приціл.

Для чого потрібний тепловізор, сфера застосування

Основне завдання тепловізорів – забезпечити зорове сприйняття теплового зображення. Прилад дозволяє візуально ідентифікувати живі/неживі джерела теплового випромінювання, а також вивчати розподіл температур на основі так званої термограми. Нагадаємо, що зір людини не вловлює інфрачервоне випромінювання. Зауважимо, що тепловізор може "бачити" у будь-який час доби, а це означає, що і вдень також. Під час полювання тепловізор допоможе визначити місцезнаходження дичини за умов поганої видимості. За допомогою тепловізора завод-виробник газотурбінних двигунів отримує детальну термограму розподілу температур свого виробу. Якщо розглядати сфери застосування тепловізорів, то тут можна виділити такі напрямки: медичний; науковий; діагностичний; військовий; морський; інженерно-технічний будівельний; системи автоматики та автоматизації; побутовий і це ще не весь перелік.

Конструктивні особливості та принцип роботи тепловізорів

Тепловізор за конструкцією можна порівняти з цифровим фотоапаратом: об'єктив; чутливий елемент (матриця); процесор обробки зображення; екран для виведення готової картинки. Об'єктив проектує ІЧ-випромінювання на чутливий елемент, показання якого обробляє процесор і виводить на РК-екран у наочному для користувача вигляді. До речі, сучасні тепловізори виводять картинку відразу в кількох колірних схемах: Black-hot, White-hot, Fusion, Red-hot.

Всі тепловізори оснащені ІЧ-чутливим датчиком, що нерідко іменується як мікроболометр або мікроболометрична матриця. Мабуть, це найдорожча деталь тепловізора, від якої залежить якість зображення. Термочутливі матриці бувають декількох типів: на основі аморфного кремнію (ASi) та оксиду ванадію (VOx). Останній варіант набув найбільшого поширення в портативних пристроях.

Як вибрати тепловізор, важливі характеристики

• Роздільна здатність тепловізійної матриці (мікроболометра). Тут все гранично просто — чим більша роздільна здатність (сумарна кількість пікселів, що формують картинку), тим вище деталізація готового зображення. Роздільна здатність матриці в портативних тепловізорах початкового рівня становить 160х120 пікселів (низька роздільна здатність). Цього буде достатньо для базових спостережень, але не більше. Найпоширеніші зараз матриці розміром 256х192 та 384×288 пікселів (середня роздільна здатність). Вони здатні вирішувати більшість завдань спостереження. Сенсорами 640х480 і більше (висока роздільна здатність) комплектуються дорогі пристрої вузького призначення.
• Дальність виявлення — це максимальна дистанція в метрах (або км), на якій можливе виявлення теплового випромінювання. Об'єктив тепловізора безпосередньо впливає на цей параметр. Об'єктиви з мінімальним кутом огляду (5-7) забезпечують максимальну дальність. Чим ширший кут огляду, тим нижчий показник дальності. З метою підвищення універсальності, виробники пропонують змінну оптику з різними кутами огляду. Якщо говорити про конкретні цифри, то для полювання на дрібну дичину вам буде достатньо — 200 м, а для великої здобичі — 800 м.
• Кут зору. Визначає розміри доступної для огляду площі. Для спостережень кращий широкий кут, тоді як для прицільної стрільби важливіший параметр збільшення (про нього йдеться вище). Стандартом по куту зору вважається 24 градуси.
• Оптичне збільшення та цифровий зум. Базові моделі тепловізорів часто мають лише цифровий зум. Це програмний алгоритм, що дозволяє масштабувати картинку, отриману з теплочутливої матриці. При великому масштабуванні якість зображення значно знижується. У дорожчих тепловізорах застосовуються об'єктиви змінної кратності, що дозволяють наближати об'єкти без відчутних втрат в якості зображення.
• Поріг температурної чутливості (NETD) — найменша різниця температур, яку здатний розпізнати (вловити) чутливий тепловізійний сенсор. Даний параметр вимірюється в мілікельвінах (mK) та є дуже важливим, оскільки безпосередньо впливає на якість фінальної картинки. Показник термочутливості повинен бути якомога меншим, тоді на виході буде більш точний розподіл температури на зображенні.
• Частота розгортки матриці. Цей показник вимірюється у Герцах та характеризує частоту оновлення (зміни) кадрів за одну секунду. Простими словами, чим вища частота, тим плавніше рухатимуться об'єкти на РК-екрані. При спостереженні за статичними цілями такий параметр не критичний і цілком допустимий в межах 25 Гц. Але якщо ви хочете "вести" цілі, що швидко рухаються, тоді частоту розгортки слід враховувати в першу чергу. Оптимальним параметром буде 50 Гц.
• Спектральний діапазон — це діапазон (область) інфрачервоного спектра випромінювання, яке вловлює сенсор. Основна частина портативних тепловізорів працюють у довгохвильовому спектральному діапазоні, що дорівнює 8-14 мікрон. Це відповідає максимальній випромінювальній здатності об'єктів з температурою від -50℃ до +500℃.
• Фізичний розмір пікселя. Тут зворотна історія порівняно з матрицями фотоапарата: що менше піксель, то менше шумів буде на зображенні. Рекомендований розмір пікселя — 12 мікрон.
• Робочий діапазон температур. Мається на увазі температура навколишнього середовища, за якої прилад справно працює. Не слід плутати цей параметр із спектральним діапазоном. Для більшості моделей, представлених у нашому інтернет-магазині, робочий діапазон знаходиться в межах -25℃ до +50℃.

Що не бачить тепловізор, які можливі обмеження

Тепловізор не здатний ідентифікувати випромінюючі тепло об'єкти, які знаходяться за суцільною перешкодою: наприклад, стіна або дерево, що присікають інфрачервоні хвилі. Але це анітрохи не заважає вам бачити саму перешкоду, яка має свій контраст за температурою з навколишнім фоном. Атермальні склопакети в сучасних віконних системах також є перешкодою, оскільки блокують ІЧ- та УФ-випромінювання. Спекотна погода та денний час доби не складуть особливих проблем, але до певної міри знизять ефективність тепловізора. Тому найсприятливішими погодними умовами можна назвати нічний час у холодний сезон року.

Ціна на тепловізори, чому вони дорогі

Ціна на тепловізор багато в чому визначає його технічні можливості. Пов'язано це з тим, що в конструкції застосовані дорогі оптико-електронні вузли, що потребують значних ресурсів по виробництву, налаштуванню та калібруванню. Також відзначимо, що тепловізор не є масовим виробом, як, наприклад, смартфон або комп'ютер. Цей факт, безумовно, впливає на підсумкову вартість. Тепловізори найчастіше відносяться до спецобладнання, яке випускається обмеженою партією.

Тепловізори у Києві, Харкові, Львові, Дніпрі, Одесі, Запоріжжі, Кривому Розі, Миколаєві, Маріуполі та інших великих та невеликих містах України.