Гарантированные поставки контрольно-измерительных приборов из США, Европы, Индии и Китая
Гарантированные поставки контрольно-измерительных приборов из США, Европы, Индии и Китая
При применении концепций фотографии к термографии акцент делается на представлении фактической информации посредством четких тепловых паттернов и обеспечении возможности температурных измерений. Тепловизионное изображение должно иметь достаточную детализацию, отображая объект в соответствующем размере и положении. Внешнее освещение в термографии не требуется, поскольку камера регистрирует как излучаемое, так и отраженное излучение. Настройка отображаемого температурного интервала помогает контролировать яркость и контрастность изображения. В термографии существуют возможности редактирования, но не все настройки можно изменить, и не все ошибки изображения можно исправить.
Технология активной термографии предполагает применение внешней энергии к объектам или процессам для индуцирования температурных изменений, которые затем анализируются с помощью инфракрасной камеры. Это жизнеспособный метод неразрушающего контроля для объектов или сцен без естественных температурных вариаций. Другими словами, в объекте или сцене отсутствует естественная разность температур.
Технология активной термографии играет ключевую роль в обнаружении утечек в трубах холодного водоснабжения или просачивания воды в наружных стенах зданий. Путем приложения внешней энергии, например, наблюдения в периоды значительных перепадов температур (утром и вечером) или использования источника тепла для нагрева предполагаемых областей протечки, активная термография может помочь обнаружить местонахождение утечек и повреждений, вызванных водой.
Например, рассмотрим задачу обнаружения утечки в трубе холодной воды внутри внутренней стены здания. При наблюдении за стеной с помощью инфракрасной камеры часто бывает сложно увидеть значительный тепловой контраст на получаемом тепловом изображении. Однако, используя внешний источник тепла (например, проводя наблюдения в периоды значительных перепадов температур, используя галогенные лампы для нагрева поверхности или подавая горячую воду в трубу холодного водоснабжения), мы можем создать температурные вариации, обусловленные разной способностью материалов поглощать тепло. Это может позволить нам наблюдать температурные изменения, вызванные местом утечки. Температура поверхности стены в точке утечки может отличаться от температуры окружающей области, что можно обнаружить с помощью технологии активной термографии.
1. Инфракрасное разрешение
Инфракрасное разрешение обычно является первой характеристикой, которую оценивают при выборе тепловизора, поскольку оно определяет детализацию изображения и точность измерений. Детекторы с низким ИК-разрешением дают более размытые или «зернистые» изображения, создавая впечатление, что они не в фокусе. Разрешение основано на количестве детекторных элементов на фокальной плоскости и обычно выражается в количестве пикселей или с указанием горизонтального и вертикального разрешения, например, 160x120. Камера 160x120 имеет детектор с 160 пикселями в ширину, 120 пикселей в высоту и общим количеством 19 200 пикселей. Еще одно стандартное разрешение — 384x288 (110 592 пикселя). Более высокое ИК-разрешение улучшает детализацию изображения и способность измерять цели, даже небольшие, с большего расстояния.
2. Разрешение встроенной оптической камеры
Многие тепловизоры также включают в себя встроенную оптическую камеру. Камера с низким разрешением полезна для добавления графических деталей к тепловому изображению в режимах «картинка в картинке» или слияния изображений. Стоит выбирать камеры с более высоким разрешением, например, 8 МП, если вы планируете включать в отчеты высококачественные визуальные и тепловые изображения. Возможность одновременного захвата теплового и визуального снимков сэкономит время как на объекте, так и при составлении отчетов.
3. Температурный диапазон
При использовании портативных неохлаждаемых тепловизоров температурный диапазон должен быть выбран соответствующим образом, чтобы соответствовать количеству падающего излучения. Если диапазон слишком низкий, изображение будет перенасыщенным, а слишком высокий диапазон приведет к недодержке теплового изображения. Для получения точного изображения или измерения температуры следует выбирать минимально возможный диапазон, который при этом включает самую высокую температуру в кадре. Функция индикации перегрева и недогрева позволяет визуально выделять области, выходящие за установленный температурный диапазон, с помощью присвоения им контрастных цветов в соответствии с заданной конфигурацией.
4. Фокусировка
Несфокусированное изображение смешивает температуры фона с измеряемой целью и может привести к значительной ошибке. Фокусировка — важная функция, расширяющая универсальность камеры. Существует три типа фокусировки — фиксированная (свободная от фокусировки), ручная и автоматическая — каждый для конкретных задач. Фиксированный фокус снижает стоимость и сложность, но обеспечивает меньшую четкость в рабочем диапазоне расстояний. Такие камеры могут быть хорошим выбором для техников, которым нужны быстрые измерения вблизи оборудования или когда детальная отчетность не требуется. С другой стороны, ручная и автоматическая фокусировка обеспечивают четкие изображения в более широком диапазоне расстояний с заметным улучшением качества. Качество и тип объектива в сочетании с возможностью ручной или автоматической регулировки фокуса определяют не только четкость изображения, но и точность измерений.
5. Расстояние
Как правило, у тепловизора нет ограничения по максимальному расстоянию, но важно отметить, что размер пятна измерения будет увеличиваться по мере удаления от измеряемой поверхности. Для обеспечения точных измерений тепловизоры функционируют как оптические системы и требуют достаточного разрешения (количества пикселей) на измеряемой площади. Меньшие цели или большие расстояния требуют более высокого разрешения и оптики с более узким полем зрения (FOV). Для наилучшей точности измерения температуры рекомендуется минимум 5x5 пикселей на измеряемой области.
Например, на расстоянии 1 метр диаметр пятна измерения камеры M11W составляет 1,67 см. Аналогично, на расстоянии 10 метров диаметр пятна измерения составляет 16,67 см.
1. Уровень и диапазон (Level and Span)
Для улучшения интерпретации теплового изображения важно корректировать настройки уровня и диапазона. Выбирая соответствующий температурный диапазон, можно изменить контрастность и яркость изображения. В ручном режиме ложные цвета из палитры могут быть назначены конкретным температурам интересующего объекта — этот процесс известен как «термонастройка». В автоматическом режиме камера сама определяет верхнюю и нижнюю границы температурного интервала на основе самой холодной и самой теплой точек в кадре. Правильное масштабирование теплового изображения критически важно для точного анализа, хотя этот шаг часто упускают из виду.
2. Палитры
Палитры в тепловидении используют различные наборы цветов для представления интервалов с одинаковыми наблюдаемыми температурами. Чаще всего используются палитры в оттенках серого, «железная» (iron) и радужная, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Серые тона идеально подходят для выделения мелких геометрических деталей, в то время как «железная» палитра интуитивно понятна и проста для восприятия. Радужная палитра обеспечивает более высокую контрастность, но может создавать зашумленное изображение для объектов с разнородными поверхностями или температурами.
3. Параметры объекта
На вид тепловых изображений влияет техника работы специалиста по тепловизионной съемке и выбранные настройки, а сохраненные радиометрические изображения можно редактировать. Кроме того, возможно изменить настройки, влияющие на расчет температуры. Это означает, что расстояние, коэффициент излучения (эмисситивность) и температура отраженного излучения могут быть скорректированы ретроспективно. Если эти параметры были изначально установлены неверно или требуется больше точек измерения, значения температур могут быть рассчитаны или пересчитаны на основе внесенных изменений.
| Материал | Коэффициент излучения | Материал | Коэффициент излучения |
|---|---|---|---|
| Асбест | 0.95 | Песок | 0.90 |
| Бумага | 0.95 | Ткань | 0.80 |
| Базальт | 0.70 | Асфальт | 0.95 |
| Углеродная керамика | 0.85 | Железо | 0.70 |
| Древесина | 0.85 | Сталь | 0.90 |
| Нефтяной шлам | 0.94 | Эмаль | 0.90 |
| Вода | 0.96 | Графит | 0.80 |
| Лёд | 0.98 | Резина | 0.95 |
Съемка тепловизионных изображений включает ряд практических рекомендаций для обеспечения точных и полезных результатов. К ним относятся:
В заключение, для получения качественных тепловых изображений требуются навыки, знания и опыт. Хотя высококлассное оборудование может способствовать достижению четких снимков, оно не гарантирует хорошего результата при неправильном использовании. Практика, обучение, обмен знаниями с другими специалистами по тепловизионной съемке и практический опыт необходимы для профессиональной работы в области термографии.
