какую температуру видит тепловизор
Тепловизоры для охоты
Содержание
Содержание
Еще каких-то 15–20 лет назад гражданские тепловизоры не воспринимались охотниками всерьез. Стоили такие девайсы неприлично дорого, при этом становились сплошным разочарованием для гордых состоятельных владельцев. Со временем технология стала по-настоящему доступной, однако перешедшие в более доступный ценовой сегмент тепловизоры теперь выдают более четкую и стабильную картинку.
Принцип работы
Независимо от конструкции и назначения, все тепловизоры визуализируют инфракрасное излучение объекта (это не «приборы ночного видения», которые усиливают видимый свет). Устройство сначала улавливает тепловые поля вокруг объектов и направляет в тепловую матрицу, потом преобразует ИК-лучи и создает на экране видимую картинку.
Из-за того, что фон, предметы и живые объекты имеют разную температуру — на выходе получается разноцветная (или черно-белая) «карта», на которой можно различить людей, животных, деревья, рельеф. Чем больше температура объекта контрастирует с температурой фона — тем более четко он будет различим на экране.
В целом конструкция тепловизора во многом напоминает строение видеокамеры. Пользоваться прибором так же просто: включаем — ориентируем камеру в нужном направлении — в реальном времени наблюдаем силуэт животного.
Охотничьи тепловизоры принято разделять на 2 типа:
Тепловизионные прицелы — это приборы, предназначенные для охоты или для решения тактических задач. Они наделены способностями оптических приспособлений, а также имеют все основные функции современного тепловизора. Например, тепловая оптика умеет определить расстояние до цели и многократно увеличить изображение, а также может записать «инфракрасное» видео для дальнейшего разбора всех выстрелов. Электронные компоненты таких приборов могут выдерживать сильную отдачу.
В отличие от обычных «гляделок», с помощью теплового прицела охотник может не только искать добычу в условиях плохой видимости, но также произвести выстрел непосредственно по тепловому контуру добычи. Однако его цена стартует с 150 000 рублей и зачастую переваливает за 400 тысяч.
Ручные тепловизоры — это приборы, которые не предназначены для крепления на оружии. Они могут быть реализованы в виде:
Чем на охоте полезен тепловизор
Чего от тепловизора ожидать не стоит
Важные характеристики для охоты
Разрешение сенсора. Цифры 640Х480, 384Х288 или 160Х120 показывают, какое количество термочувствительных элементов используется на матрице. Чем больше цифры — тем чувствительнее (и дороже) прибор. На практике: тем более детализированной получается тепловая сцена, тем больше можно увеличивать картинку зумом без потери качества, и тем более широкий угол обзора может показывать тепловизор.
Кратность. Некоторые тепловизоры дают возможность увеличить изображение, например, чтобы точнее идентифицировать добычу. Слишком большой ZOOM, не всегда помогает охотнику, так как одновременно с увеличением возрастает и «зернистость» картинки, но более высокое разрешение матрицы эту проблему решает.
Угол обзора (поле зрения). Большой угол обзора позволяет охотнику выйти на обширное открытое пространство для поиска потенциального трофея и, не перемещая прибор, увидеть на дисплее более полную картину. Хороший угол обзора тепловизора обеспечивается комбинацией двух характеристик: высоким разрешением матрицы и большим диаметром линзы, используемой в объективе.
Частота обновления кадров. Чем она выше, тем более стабильной получается картинка. Если кадры сменяются слишком медленно, то изображение движущегося животного получается размытым, отображается с задержкой, создает «шлейф». Именно малая частота обновления кадров не дает вести активную слежку, быстро перемещая тепловизор или наблюдая из едущего автомобиля.
Время работы. На охоте никто не использует тепловизор постоянно, поэтому автономности батареи в 4–5 часов пользователям хватает с запасом. Однако зимой емкость аккумуляторов падает быстрее, и есть смысл брать с собой портативный аккумулятор.
Полезные дополнения
Возможность калибровки. Эта функция помогает (в автоматическом или ручном режиме) устранить помехи и шумы, которые появляются вследствие неизбежного нагрева теплового сенсора в процессе работы.
Встроенный дальномер. Данная опция дает возможность точнее «читать» тепловую картинку, на которой привычные для человеческого глаза ориентиры не видны.
Передача данных/запись.Детально, разбирая в спокойной обстановке записанные видеоролики, можно качественно проанализировать свои действия или действия партнёров. Имея интересные динамичные кадры с охоты, вам всегда будет, что показать друзьям или чем дополнить домашний архив.
Сменная палитра. В данном случае мы можем выбрать более подходящий вариант отображения цветов в зависимости от условий использования прибора и личных предпочтений.
Эргономика и защищенность. При пешей охоте тепловизор должен быть как можно легче и компактнее. Прибор, используемый для выслеживания добычи, должен быть хорошо защищен от влаги и от механических повреждений. Поэтому для охотника автономные тепловизоры-моноблоки Seek Thermal Reveal при схожих технических характеристиках будут, однозначно, предпочтительнее устройств линейки Seek Thermal Compact (которые нужно подключать к смартфону).
Ручные тепловизоры начального уровня стоят от 22,5 до 40 тысяч рублей, но при должном обращении способны подарить нам настоящее удовольствие от охоты. Это функциональные и надежные, по-настоящему универсальные помощники, которые также могут пригодиться в охране, в медицине, на производстве и в строительстве.
Почему тепловизоры так дорого стоят
Содержание
Содержание
Умение находить черную кошку в темной комнате в наше время уже не кажется сверхспособностью, особенно если знаешь, что ищут ее с помощью тепловизора. Единственное, что омрачает радость от проведения эксперимента — осознание того, что в руках находится прибор, стоимость которого включает несколько нолей. В материале разберемся, за что отвечают компоненты прибора, какой вклад они вносят в формирование цены.
Визуализация температурной картины
Изобретенный для нужд военных, тепловизор уже давно занял свою нишу в гражданских сферах применения. Обследование зданий и сооружений на предмет потерь тепла, контроль работы электрооборудования и линий электропередач, обнаружение скрытых коммуникаций, вспомогательный инструмент на охоте и т. д. — это далеко не полный перечень функциональных возможностей прибора.
С помощью тепловизоров научились спасать человеческие жизни: уже довольно давно их успешно применяют в работе пожарных. Приборы помогают спасателям более точно определять эпицентр возгорания, мониторить температуру поверхностей, обнаруживать пострадавших, оставшихся внутри помещения или под завалами. Для тепловизора не существует преград в виде сумерек, тумана или задымленности, поскольку прозрачность среды не является определяющим фактором для полноценной работы прибора.
Чтобы понять, как формируется картинка на экране тепловизора, нужно обратиться к теории. Из школьного курса физики известно, что все физические объекты и тела, температура которых выше абсолютного ноля (-273° К), испускают в окружающую среду тепловое излучение, находящееся в инфракрасном (ИК) диапазоне.
Приемник тепловизора способен распознать электромагнитные волны в среднем (от 3 до 5 мкм) и длинном (от 8 до 12 мкм) диапазонах инфракрасного излучения.
Теперь становится понятно, почему прибору абсолютно неважна оптическая прозрачность среды (в видимом глазу диапазоне). Если поблизости есть источник теплового излучения — тепловизор его безошибочно определит. Поэтому в условиях сильного задымления или ранним туманным утром на охоте тепловизор покажет реальную тепловую картину окружения.
Принцип работы
Поскольку на ИК-излучение распространяются те же законы оптики, что и для видимого спектра света, то устройство и принцип работы прибора мало чем отличаются от работы обычной фото- или видеокамеры. Единственное принципиальное отличие — другой материал линз и совершенно иная матрица для регистрации ИК-излучения, но об этом несколько позже.
Температурная картина, попавшая в объектив прибора, фокусируется на термочувствительной матрице посредством специальной линзы или группы линз. Каждый пиксель матрицы — по сути, отдельный термометр, измеряющий интенсивность ИК-излучения в каждой точке исследуемой сцены. Сигнал с матрицы обрабатывается процессором устройства и выводится на дисплей прибора. Там отображаются все сигналы, полученные термочувствительными ячейками матрицы.
Электронная схема прибора (процессор) отвечает за формирование изображения на экране прибора. Обновление результатов измерений для формирования актуальной температурной картины происходит с частотой 9 Гц для тепловизоров начального ценового сегмента и 15 Гц для приборов профессионального применения.
Дальность распознавания и фиксации теплового сигнала находится в диапазоне 100-300 м для тепловизоров бытового применения и порядка 2-3 км для профессиональной серии. Образцы специального и армейского назначения способны фиксировать тепловую картину на расстояниях до 20 км. Для увеличения дальности требуется оптика с изменяемой величиной фокусного расстояния, что в конечном итоге сказывается на стоимости прибора.
Для удобства восприятия суммарной картинки, различные уровни температур окрашиваются разными цветами: от холодных синих до ярко красных, а то и абсолютно белых областей с высоким уровнем теплового излучения.
Но встречаются девайсы и с монохромными дисплеями, картинка на экраны которых выводится в градации серого цвета.
Для сохранения результатов термометрии, тепловизионная камера, в большинстве случаев, оснащается флеш-памятью.
Значимые компоненты тепловизора
Оптическая система
Основная проблема получения термометрического изображения кроется в оптических свойствах обычного стекла. Оно не прозрачно для ИК-излучения! Боросиликатное стекло без труда пропускает видимую часть спектра, но отсекает волны ультрафиолетового и инфракрасного спектра. Выходом из ситуации будет использование материала, прозрачного для ИК-излучения, — германия. Он непрозрачен для волн видимого спектра, но без труда пропускает сквозь себя волны теплового излучения.
Германиевая линза имеет большую плотность в сравнении с боросиликатными линзами и достаточно высокий коэффициент преломления, поэтому на изготовление оптической системы тепловизора расходуется достаточно большое количество дорогостоящего материала. К тому же, следует упомянуть, что германий очень хрупкий и капризный в обработке материал, поэтому для изготовления линз из германия требуется ювелирная точность производства, а также длительная последующая шлифовка и полировка готового изделия.
Как правило, германиевая линза имеет зеленоватый или красноватый оттенок, а главное визуальное отличие — она непрозрачна для глаза человека.
Стоимость германия сопоставима со стоимостью золота, поэтому окончательная цена прибора уже не вызывает сильного удивления. Альтернативное решение — добавление в состав боросиликатного стекла халькогенидов, таких как сера, теллур и селен, наделяющих обычное стекло оптической проницаемостью в инфракрасном диапазоне. Такой подход, конечно, снижает качество линз, но позволяет существенно удешевить производство и сделать тепловизоры более доступными по цене.
Термочувствительная матрица
Второй краеугольный камень — сложность производства термочувствительной матрицы прибора. Физически матрица представляет собой набор термочувствительных ячеек, упорядоченных в строках и столбцах.
Размер матрицы в тепловизорах обозначается количеством пикселей по горизонтали и вертикали. Для бытового применения распространенные размеры — 160х120, 206х156 и 320х240, в профессиональной сфере в ходу приборы с разрешением матрицы — 640х480. Матрицы большего размера выпускаются по специальному заказу. Их изготавливают производители, коих в мире считанные единицы.
Правило: «Чем больше пикселей (разрешение матрицы) — тем качественней картинка», справедливо и для тепловизоров.
Из-за того, что в основе измерительной ячейки (пикселя матрицы) лежит тепловой приемник излучения, именуемый болометром, всю матрицу тепловизора принято называть болометрической.
Для производства полупроводниковых матриц, как правило, используется кремний в сочетании с окислами никеля, марганца или кобальта. Каждая ячейка болометрической матрицы состоит из двух пленочных термисторов (толщиной не более 10 мкм). Тот термистор, который подвергается воздействию излучения, называется активным, а тот, что находится в изолированной от внешнего излучения области, — компенсационным. Пара термисторов ячейки герметична. При попадании теплового излучения на активный термистор, он нагревается и его сопротивление увеличивается. По разности потенциалов на выводах термисторов одной ячейки рассчитывается уровень температуры, действующей на ячейку ИК-излучения. В зависимости от качества компонентов, шаг измерения температуры составляет 0,15-0,1 °С, а погрешность измерений находится в пределах ± 2 °С.
Помимо высокой стоимости материалов и технологий, используемых при производстве матриц тепловизоров, на окончательную цену очень сильно влияет колоссальный объем работ по калибровке ячеек матрицы. Дело в том, что для получения правдоподобной, не зашумленной картинки на экране тепловизора, каждый пиксель матрицы должен «давать» в систему верное, строго тарированное значение, сопоставимое со всеми другими ячейками.
Калибровка болометрической матрицы производится попиксельно.
Для этого у производителей матриц организованы технологические процессы калибровки готовых изделий, а в управляющих программах профессиональных тепловизоров заложены алгоритмы программной калибровки ячеек, призванные улучшить визуализацию термометрической сцены. В конечном итоге все эти работы также включаются в стоимость готового изделия.
Казалось бы, всего два компонента внутренней начинки тепловизора имеют принципиальные отличия, если сравнивать устройство с обычным фотоаппаратом или видеокамерой. Но их суммарная стоимость составляет порядка 80-90 % всей стоимости девайса, что и объясняет общую дороговизну прибора термометрического наблюдения.
Как проверить свой дом или квартиру с помощью тепловизора на утечки тепла: гайд и примеры термограмм
В холодное время года как никогда важным становится качественный обогрев жилого помещения. И на важное место выходит поиск и устранение утечек тепла, изоляция мостов холода и возможных огрехов в строительстве. Это один из видов энергоаудита, в котором поможет нам мобильный тепловизор. Разбираемся с основами энергоаудита и пробуем самостоятельно проверить квартиру или дом на утечки тепла.
Содержание
Для чего нужно проводить термоинспекцию жилого помещения?
Действительно, с какой целью следует проводить термоинспекцию жилого помещения? Все достаточно просто. Если тепло из нагретого жилища будет «улетать» на улицу, такая ситуация как минимум приведет к повышенному расходу энергии для обогрева (газ/электричество/горячая вода), а как максимум — к заметному снижению комнатной температуры и промерзанию стен помещения. Улучшать существующую систему необходимо в комплексе, прочищая или заменяя батареи отопления, заменяя старые окна на пластиковые со стеклопакетами, утепляя швы, стыки и углы помещения, теплоизолируя все возможные места утечек. А для этого нужно будет провести инспекцию и выявить возможные места утечек.
Что же такое мобильный тепловизор и как с его помощью искать проблемы
Современные доступные и недорогие тепловизоры для смартфонов дают возможность самостоятельно оценить ситуацию с теплоизоляцией в помещении. Существует несколько разновидностей тепловизионных камер для бытовых целей. Речь идет как автономные устройства, так и про приставки для смартфонов или планшетов. Существуют даже смартфоны с уже установленной тепловизионной камерой. Практически все доступные модели на рынке оснащены тепловизионными матрицами, с разрешением и частотой обновления, обеспечивающими приемлемое отображение для инспекции помещений. И практически все модели позволяют сохранять снимки и видео для последующего анализа.
Глубоко вникать в принципы работы тепловизионной матрицы я не буду, но остановлюсь подробнее на типовых проблемах с утеплением помещения и возможных местах утечек тепла. Для начала можно выделить распространенные утечки тепла от пластиковых окон и балконных дверей. Зачастую при установке исполнители работ торопятся и не уделяют должного внимания заполнению теплоизолирующими материалами дверные коробки и оконные рамы, допуская места, где теплый воздух беспрепятственно вырывается наружу, а в помещение поступает холодный воздух.
На термоснимках хорошо видно, что из-под подоконника выходит воздух комнатной температуры (18°С) при уличной средней температуре около 11°С. Это заметно выстужает комнату и при ветреной или морозной погоде находиться в комнате будет некомфортно. Далее подробнее рассмотрим различные варианты типичных проблем для частных и многоквартирных домов.
Термоинспекция жилого дома или коттеджа
В частном строительстве ошибки в проектировании и строительстве часто приводят к серьезным проблемам, в том числе и с отоплением. Основная утечка тепла в доме или коттедже происходит через крышу. Также в обязательном порядке смотрим утепление кладки, стен, жилых пристроек, стыков и т.д. Особое внимание — окнам и перекрытиям. Не лишним будет оценить ситуацию и изнутри помещения. На фотографии хорошо видно недостаточную термоизоляцию стен, нарушение монтажа ветро- и парозащиты под крышей.
Тепловизионная матрица позволяет получить картину распределения температур в целом. Горячие места подсвечиваются, можно выбрать контрастную цветовую схему (палитру), установить температурные границы от и до для отображения на экране. При осмотре крыши и пространства под козырьком становятся хорошо видны места утечек с нарушением теплоизоляции стыка участка стены и крыши.
 |  |
Термоинспекция многоквартирного дома
Что касается многоэтажных домов, то проблем с сохранением тепла достаточно много, как впрочем и других коммунальных проблем. Начинать анализ следует с осмотра подъезда и входной двери, как первых барьеров на пути холода. Далее нужно осмотреть наружные стены и окна. Если оценивать именно панельные дома, то большая часть утечек тепла происходит из-за нарушения изоляции швов между панелями. Также часто попадаются нарушения при установке пластиковых окон. Подтвердить утечки тепла следует и изнутри помещения — просто сравнив результаты внутреннего и уличного замеров.
 |  |
Утечки в окнах, дверях, швах, стыках стен помещения
Надо понимать, что при просчетах проекта зданий (квартиры, дома, помещения) возможные утечки тепла осуществляются через несущие конструкции — так называемые «мосты холода». На снимках примеры утечек через стыки и швы стен офисного здания. Даже при исправно работающем отоплении в углу помещения всегда холодно, а сотрудники жалуются: «дует».
Обратите внимание как «светится» излучаемым теплом стык шва в панельном доме. А в квартире будут постоянно холодные (ледяные!) полы. И просто утеплить пол со стороны квартиры будет мало — нужно в обязательном порядке теплоизолировать этот самый шов. И такая ситуация в целом справедлива для остальных похожих случаев.
Проверка систем отопления
И если со стенами/окнами разобрались, то далее обращаем внимание на системы отопления. Достаточно важно проверить состояние и добиться эффективной работы радиаторов отопления. Тепловизор поможет найти место завоздушивания, засора, неправильно работающие элементы батареи.
Тепловизор для смартфона
Один из самых простых вариантов для самостоятельного энергоаудита может стать тепловизор для смартфона. Представляет собой небольшую приставку с камерой ИК-диапазона, которая подключается к порту USB смартфона. На фото модели Seek Thermal Compact PRO и базовая Seek Thermal Compact. Отличаются не только фокусирующей линзой, но и разрешением матрицы. По большому счету, любой из этих моделей будет достаточно для беглого осмотра помещения внутри или снаружи — большая часть термограмм из настоящей статьи получена именно с помощью этих моделей.
Смартфон со встроенным тепловизором
Удобным вариантом станет недорогой смартфон со встроенным тепловизором. В качестве примера приведу достаточно интересный смартфон Blackview BV6600 Pro со встроенным тепловизором FLIR и в защищенном корпусе. Именно эта модель представлена на заглавном фото.
Такой смартфон всегда будет под рукой и поможет провести осмотр помещения, а также сохранить в память фотоснимки или видеоролики. Ниже приведены примеры утечек тепла в дома или квартире: неутепленные углы и стыки стен, крыш, нарушения при установке окон и вентиляции, полученные с помощью Blackview BV6600 Pro.
Автономный тепловизор с Wi-Fi
Еще один хороший и проверенный вариант — это автономный мобильный тепловизор. На фотографии одна из самых удачных моделей — Seek Thermal Shot Pro с разрешением матрицы 320 x 240 точек. С помощью подобного устройства было обнаружено проблемное место в подъезде. Это был ввод газовой трубы без должной теплоизоляции. Из отверстия постоянно дуло, на морозе снижение температуры в подъезде могло достигать 5-10 градусов. Изоляцию восстановили, сквозить перестало, в подъезде в итоге заметно комфортнее.
 |  |
Заключение и выводы
Стоит ли говорить, что обнаруженные места утечек и «мосты холода» следует тем или иным способом изолировать, снижая утечки тепла из жилого помещения. Таким образом если вы желаете провести зиму в тепле, но сомневаетесь в теплоизоляции своего помещения, то лучше не ждать и провести инспекцию с помощью тепловизора. Это можно сделать самостоятельно с мобильным тепловизором. Недорогие модели доступны для заказа как из Китая и со склада в России.
С другими тестами и обзорами гаджетов, а также подборками оборудования вы можете ознакомиться по ссылкам ниже и в моем профиле.