Основные критерии при выбора тепловизора
Какой тепловизор лучше подходит для обследования зданий, а какой для проверки электрощитков? Ответы на эти вопросы вы узнаете в нашей статье.
Как выбрать тепловизор? – это сложный вопрос, который встает перед каждым, кто хочет приобрести прибор для профессиональной или коммерческой деятельности. Проблема заключается в том, что тепловизионное оборудование сильно отличается по цене, характеристикам и функционалу. Разобраться, какими наиболее важными критериями руководствоваться при выборе таких сложных устройств довольно непросто.
Перед выбором, нужно уточнить круг задач, для выполнения которых будет использоваться оборудование, исходя из чего решить, на какие наиболее важные характеристики и функции обращать внимание в первую очередь.
Ключевые параметры, которые следует учитывать:
- характеристики ИК-детектора.
- характеристики объектива.
- измерительные и аналитические возможности.
- функциональные качества и эксплуатационные свойства.
Характеристики ИК-детектора
1. Размер болометрической матрицы в пикселях является ключевым параметром, от которого зависит качество и детализация получаемых термограмм. Принимая решение о выборе тепловизора по размеру ИК детектора, следует учитывать, что этот параметр наиболее важен в ходе исследования сложных объектов, когда необходимо фиксировать максимальное количество мелких элементов, особенно при выполнении измерений/диагностики на расстоянии.
Если вам необходим тепловизор, например, для технических осмотров щитового электрооборудования, когда исследуемый объект находится в непосредственной близости и необходимо всего лишь выявить элементы с критической степенью нагрева, то вполне достаточно прибора с матрицей небольшого размера (~80x80), например RGK TL-70 или TL-80.
Бюджетные тепловизоры оборудуются ИК-датчиками с разрешением не более 160 x 120. Стандартом для тепловизионных устройств профессионального класса является размер болометра не менее 320 x 240. Изделия премиум-класса, которые некоторые производители классифицируют как «экспертные», оснащаются болометрическим сенсором размером 640 x 480 пикселей и более.
Ряд брендов предлагают тепловизоры, реализующие специальные технологии повышения разрешения встроенными аппаратно-программными средствами (Testo SuperResolution). Они позволяют добиваться такого же качества термограмм, что и ИК-камеры более дорогого класса, с болометрической матрицей большего размера.
Другим, более экономным способом повышения разрешения термограмм, является функция панорамирования, с автоматическим или ручным программным «склеиванием» общего ИК-изображения из нескольких снимков. Следует учитывать, что при выполнении панорамной съемки требуется больше времени, поэтому приборы с такой функцией не могут обеспечить такую же производительность, как тепловизоры с крупноразмерными болометрами.
2. Термочувствительность показывает, какую температурную разницу способен фиксировать тепловизор. Чем этот показатель меньше, тем выше диагностические возможности прибора, потому что даже небольшие перепады температур могут свидетельствовать о возможной проблеме. Например, в строительной сфере так выявляют скрытые протечки – по разнице температур из-за испарения влаги или неравномерного прогрева сухих и влажных элементов конструкции. Для примера, бюджетный тепловизор Testo 865 имеет термочувствительность 0,12°C, а профессиональная модель Testo 882 0,06°C.
3. Диапазон измеряемых температур тепловизора должен перекрывать предельные рабочие температурные показатели всех объектов, подлежащих обследованию. Так, для теплового аудита зданий достаточным является диапазон рабочих температур от – 20 до + 150 °C. Для диагностики холодильных установок надо выбирать модели с пониженным нижним пределом, от –50 °C, а для первичных осмотров электроустановок верхняя граница диапазона должна быть не менее +250 °C. Если вы выбираете тепловизор для обследования котельного оборудования, обратите внимание на модели, способные фиксировать температуру не менее +650 °C. Для контроля технологических процессов, в зависимости от особенностей конкретного производства, может понадобиться прибор, способный работать с температурами порядка +1000 °C или даже +2000 °C.
4. Рабочая частота системы определяет быстродействие ИК-камеры. Обычно этот параметр не является критичным при съемке одиночных кадров. Однако при контроле тепловых процессов в динамике, особенно при использовании тепловизоров с функцией радиометрической видеосъемки, низкая рабочая частота станет причиной задержек и потери информации при термографировании.
Характеристики объектива
- IFOV или показатель мгновенного поля зрения характеризует способность ИК-прибора с установленным объективом различать удалённые предметы. Вычисляется он как соотношение минимального геометрического размера фиксируемого на термограмме объекта к расстоянию, с которого ведется съемка. Показатель iFOV позволяет оценить, с какого максимального удаления можно выполнять термографирование, чтобы получать достоверные данные о температуре элемента объекта контроля фиксированного размера.
- Величина угла поля зрения объектива тепловизора характеризует сектор обзора измерительной системы по вертикали и горизонтали. Этот характеристика позволяет определить, сможете ли вы на выбранном удалении выполнить съемку одним кадром, либо придется производить термографирование с большего расстояния, или делать серию снимков для полного охвата объекта контроля.
- Способ фокусировки. Короткофокусные объективы, которыми оснащаются бюджетные тепловизоры, выполняют съемку с постоянным фокусным расстоянием, поэтому подстройка резкости в них не предусмотрена. Тепловизоры с более сложными и «дальнобойными» объективами, которые обеспечивают получение высококачественного изображения, снабжаются ручной либо автоматизированной системой подстройки резкости. В моделях верхней ценовой линейки настройка фокуса выполняется автоматически, с использованием специальных технологий, например, с задействованием лазерного измерителя расстояний. В тепловизорах серии «эксперт» некоторые производители реализуют функцию мультифокальной съемки, совмещая на одной термограмме несколько снимков с разным фокусом – для обеспечения одинаково четкого изображения объектов, находящихся на разном удалении.
- Профессиональные тепловизоры имеют возможность использования сменных объективов, помимо штатного, без необходимости выполнения обязательной калибровки. Используя одну и ту же камеру с разными объективами, вы сможете решать более широкий круг задач. Так, телеобъектив, обладающий более высоким увеличением, по сравнению со стандартным, является оптимальным решением для диагностических осмотров с больших расстояний, например, при визуальном обследовании электроизоляторов линий высоковольтных передач.
- Широкоформатный объектив обладает расширенным полем зрения и обеспечивает высокое пространственное разрешение, позволяя выполнять подробную съемку крупноразмерных объектов с близкого расстояния одним кадром, например, при оценке состояния теплоизоляции многоэтажного дома.
Измерительные и аналитические возможности
Преимуществом тепловизоров является не только высокая наглядность, за счет визуализации тепловых полей, но и определение точной температуры поверхности окружающих объектов. Фактически каждый пиксель болометрической матрицы тепловизора выполняет роль отдельного мини-пирометра. Встроенные программные средства позволяют определять температуру в любой выбранной точки термограммы непосредственно на экране тепловизора.
В бюджетных ИК-камерах на экране, помимо самой термограммы, обычно высвечивается температура в центральной точке. В более дорогих моделях имеются функция отображения маркеров, которые автоматически помечают точки с самой высокой и самой низкой температурами. При наличии встроенных аналитических функций тепловизор может автоматически определять перепад температур между любыми выбранными точками, отображать изотермы, вычислять усредненную температуру на отдельном участке термограммы и пр.
При необходимости выявления температурных аномалий, в ходе оперативных осмотров различных объектов, удобной является функция температурной сигнализации. При ее активации на изображении контрастным цветом автоматически выделяются зоны, температура которых выше/ниже заданного предела, что позволяет существенно сократить общее время поиска.
Если тепловизор предстоит использовать в качестве измерительного прибора, а не только для выявления температурных аномалий, обратите внимание на заявленный производителем показатель погрешности, а также уточнить, внесена ли выбранная вами модель в Гос.реестр средств измерений.
Если вы хотите выбрать тепловизор для работ, которые предполагают документирование результатов, обратите внимание на наличие и объем встроенной памяти, и способ переноса данных.
Формат сохраняемых термограмм. Когда данные записываются в радиометрическом формате, то определять температуру в любой точке термограммы вы можете после переноса информации на ПК, используя специализированное ПО. Для просмотра изображений, сохраненных в графическом формате, специализированная программа не нужна. Но по ним вы можете только оценить температурные показатели, если на ИК-изображении имеется цветовой градиент, позволяющий определять соответствие цветов спектра числовым показателям температуры на термограмме.
Функциональные качества и эксплуатационные свойства
При работе на больших расстояниях, особенно при необходимости диагностики объектов повышенной сложности, с большим количеством составляющих компонентов, остро встает вопрос точной идентификации температурных аномалий и ассоциирования деталей тепловизионного изображения с реальными физическими объектами. Упростить решение такой задачи позволяют тепловизоры со встроенной цифровой камерой, на изображение с которой налагается термограмма.
В более дешевых моделях используется прямое наложение в режиме «картинка в картинке», когда термограмма отображается в центральной части экрана, поверх видимого изображения. Другим вариантом является полноэкранный режим, когда используется наложение изображений с разной степенью прозрачности. Популярные производители тепловизионных устройств реализуют собственные технологии, обеспечивающие совмещение изображений без эффекта параллакса.
Лазерный целеуказатель, маркер которого хорошо заметен визуально в процессе съемки и различим на цифровом снимке, также упрощает распознание проблемных зон на реальном объекте, особенно при обследовании внешне однородных структур, например, оштукатуренных после утепления стен зданий.
Цифровое увеличение позволяет более подробно рассмотреть проблемную зону непосредственно в ходе съемки. Эта функция наиболее эффективна при использовании тепловизоров премиум-класса, оборудованных ИК-детекторами с высоким разрешением и крупноразмерными дисплеями.
Функция аннотирования востребована при обработке данных после их экспорта на ПК, когда необходимо точно знать: где сделана конкретная термограмма, какой объект на ней изображен и его основные особенности. Это особо актуально при большом объеме данных. В зависимости от цены тепловизора, реализуется текстовое, голосовое или фото-аннотирование. При этом аннотации могут сохраняться в одном файле с радиометрическими данными.
Наличие интерфейсов существенно расширяет функциональные возможности ИК-камеры. Помимо обязательного для всех моделей, оборудованных встроенной памятью, порта для экспорта данных на ПК, тепловизоры профессионального класса могут оборудоваться и другими контактными и беспроводными интерфейсами:
- для трансляции изображений и/или потокового видео на внешние дисплеи, например, при проведении презентации результатов работы;
- для считывания показаний с внешних измерительных приборов/датчиков, что повышает эффективность и достоверность диагностики;
- для беспроводного обмена данными с мобильными устройствами при реализации функции дистанционного управления;
- для управления съемкой при использовании тепловизора в составе стационарных автоматизированных систем.
Форм-фактор. В настоящее время профессиональные тепловизоры технического назначения выпускаются с корпусами трех основных типов: «пистолетной» формы, в виде цифровой камеры, с откидным поворотным экраном, и в виде планшета, с возможностью поворота экранного блока с панелью управления относительно модуля камеры.
«Пистолетная» форма удобна, когда приходится вести съемку одной рукой. Но при осмотре сложных объектов с разных ракурсов более предпочтительны модели с поворотным экраном, позволяющие не отрываться от наблюдений при любом изменении положения камеры.
«Планшетные» тепловизоры с поворотным модулем имеют сенсорный цветной дисплей большого размера, на котором удобно рассматривать мельчайшие элементы изображения. Тепловизоры в форм-факторе видеокамеры при сложенном положении экрана занимают довольно мало места, поэтому являются универсальным решением и для съемки «с руки», и для работы в составе стационарных систем.
Вывод
Что получается в итоге? Какой бы тепловизор вы не выбрали изначально, следует исходить из оптимального баланса между требуемым уровнем функциональности и стоимости. Для решения простых задач при проведении диагностических осмотров силового и коммутационного оборудования, а также при выполнении теплового аудита малоэтажных зданий, вполне подойдут модели базового уровня (RGK TL-70/TL-80, Testo 865, Fluke TiS10) и даже совсем простые CEM DT-870, UNI-T UTi80. Однако для выполнения сложных задач, особенно при необходимости обследования крупных объектов с больших расстояний, надо использовать тепловизоры с максимальной разрешающей способностью и сменными объективами.