Использование тепловизора для наглядного представления распределения температур по объекту применяется в различных сферах. Одним из самых известных методов его использования является . С ее помощью удается установить источники потери тепла на ограниченных участках, а так же на больших площадях. Она определяет такие источники как ошибки в теплоизоляции, тепловые мостики, недостаточная плотность изоляции, а также коэффициент звукоизоляции здания. При помощи современных тепловизоров можно самым точным образом установить истинное энергетическое состояние здания на данный момент.
Для расчета теплопроизводительности здания замеры предпочтительней проводить в холодное время года при работающей системе отопления и желательно при минимальной температуре окружающей среды. Термография зданий показывает распределение температуры в данный момент по поверхности определенной строительной конструкции, на которую влияют различные внешние факторы. Термография позволяет контролировать строительный процесс, анализировать ситуацию на участках, где возникли проблемы,и используется по большей части в таких сферах как анализ строительной конструкции, реставрация, а также строительство зданий.
Принцип работы тепловизора
Тепловизор - это прибор для измерения различия температур на определенном участке, не требующий никаких дополнительных действий и мероприятий. Любой предмет температурой выше нуля градусов передает электромагнитное излучение. Если вычислить интенсивность этого излучения, можно выяснить абсолютную температуру. Инфракрасный приемник излучения является сердцем тепловизора. Он может перевести колебания излученияв графическое изображение и высчитать по нему температуру.
Так возникает спектрозональная картина, отражающая реальное распределение температур по различным частям строительной конструкции. Это форма изложения обычно называется тепловым изображением или термограммой. Обычно цвета распределяют таким образом, что более светлые (красный, желтый) цвета показывают более высокую температуру, а более темные (синий, зеленый) - низкую. Если этот метод используется для экспертизы отапливаемого или наоборот остывающего здания, то он называется термография здания.
Предпосылки для использования тепловизора
Основной предпосылкой для использования тепловизора является изменение в поступлении теплового потока под воздействием перепада или температур. Этот тепловой поток, проходя по различным локальным зонам с различной температурой,показывает различные температуры поверхностей строительной детали, которые зафиксированы тепловизором. Современные тепловизоры способны показывать разницу в температурах вплоть до сотых градуса в тепловом потоке, а значит определить слабые места в постройке при разнице внутренней температуры в помещении и окружающей среды в 10 градусов. В то время как для более простых и старых моделей была необходима разница в температурах в 20 градусов для точного определения разницы в температурах в элементах конструкции. Поэтому разрешающая способность тепловизора играет решающую роль в его использовании в течение года.
Помимо разницы температур на тепловизор могут оказывать влияние ветер, дождь или солнце, под воздействием которых здание может нагреваться либо остывать, а это влияет на точность результата. Поэтому временной интервал для измерения тепловизором строго ограничен: это либо раннее утро, либо поздний вечер в безветренную сухую погоду.
Наряду с внутренними заданными или созданными условиями определяются условия, при которых проводятся термографические исследования.
Достоверные результаты можно получить при следующих условиях:
измерения проводятся рано утром или поздно вечером.
разница внутренней температуры помещения и температуры окружающей среды составляет 10-20 градусов.
погода сухая и скорость ветра не превышает 2 м/с.
во внутренних помещениях поддерживается равномерная температура (внутри здания двери открыты, окна закрыты).
возможно учет изменения интенсивности работы системы отопления, если это заложено.
Возможности и границы использования тепловизоров на практике
Как правило, замеры тепловизором можно проводить как снаружи, так и внутри здания. Оба метода имеют свои плюсы и минусы. Обычно для выбора оптимального расположения тепловизора для снятия показаний учитываются конструкция здания иусловия окружающей среды. Так, например, дома, оснащенные радиаторами, принято снимать с наружной стороны здания.
Термография внешних фасадов
Как правило, термография проводится для быстрого и наглядного определения тепловых мостиков и вреда, нанесенного внешнему фасаду влажностью. Зачастую таким образом можно проанализировать всю внешнюю поверхность здания. Позиция для максимально точного замера в этом случае варьируется и может быть скорректирована специальной теле- или широкоугольной оптикой. Однако в этом случае полученные данные будут скупыми и могут содержать искажения. Также надо учитывать холодное излучение,которое может отражаться от крыш и окон здания. В этом случае термограмма может быть заметно холоднее, чем состояние здания на самом деле.
Коррекция коэффициента излучения
Количественный анализ распределения температур не учитывает коэффициент излучения и фоновое излучение. При этом неважно делается ли анализ камерой на месте или впоследствии обрабатывается специальным программным обеспечением.
Коэффициент излучения как мера исчисления для материала оказывает на точность результата большое влияние.Чем больше разница между температурой объекта и температурой окружающей среды (фоновое излучение), и чем меньше коэффициент излучения, тем больше будет ошибок, если не провести коррекцию. Количественный анализ внешних стен требует четкого соблюдения и сбора данных об определенных условиях окружающей среды, а также учета релевантных параметров физического излучения. Поэтому рекомендуется учитывать температуру излучения окружающей среды, где расположено здание.
Типичные ошибки в интерпретации снимка
На практике чаще всего неправильно интерпретируются данные, полученные при анализе внешней части здания. Так дилетант воспринимает термограмму как цветную картинку, а не как сложный процесс измерения, и, как правило, слепо рассматривает лишь температуру внешней поверхности, не учитывая внешние помехи и термические эффекты, влияющие на здание.
Вот типичные ошибки при интерпретации снимков:
при измерениях фасадов с внешней стороны - «никакие особенности не обнаружены»
аккумуляция тепла на свесах крыш - «крыша плохо изолирована»
холодные крыши и окна по причине отражения холодного излучения окружающей среды - «крыши и окна лучше изолированы, чем фасады»
охлаждение фасада под влиянием дождя или ветра - «фасады лучше изолированы, чем другие детали»
нагрев архитектурных элементов под воздействием солнечных лучей - «архитектурные элементы теряют много тепла»
геометрически предопределенные тепловые мостики, такие как внутренние углы, чья излучающая площадь больше, чем принимающая (с внешними углами ситуация обратная) определяются как слабые места в постройке.
Для детального исследования элементовконструкции предпочтительней проводить внутреннюю термографию. Здесь нет никаких климатических влияний на обследуемую поверхность. Термические показатели, снятые внутри здания, более-менее соответствуют действительности. Крыши и фасады на предмет их изоляции и непроницаемости можно снимать только с внутренней стороны здания, так как с наружной стороны под воздействием воздушных потоков возможно возникновение ошибок.
Одним из наиболее часто встречающихся явлений, оказывающих вред зданию, являются . Это ограниченные места, которые в сравнении с окружающей их поверхностью имеют повышенную теплопередачу. Они являются не только причиной энергетических потерь, но также приводят к намоканию стен, а как следствие к появлению грибка. Так при определенных обстоятельствах поступающий к холодной архитектурной детали комнатный воздух может остыть до температуры «точки росы».
И вследствие конденсации влага поступает внутрь и приводит к образованию грибка.
Подобный эффект можно встретить при воздухопроницаемости особенно в штукатурке во внешних стенах облегченной конструкции. Теплый комнатный воздух из-за плохой изоляции архитектурных деталей уходит из помещения. При этом теплый воздух, который может содержать много водяного пара, может остыть до температуры процесса конденсации.Особенно большой вред подобное может нанести деревянным элементам конструкции. Проверку на герметичность поэтому, как правило, проводят внутри здания с открытыми внутренними дверями между помещениями.
Наряду с количественным исследованием при определенных условиях может быть проведено качественное термографическое исследование скрытых трубопроводов, утечек в системе отопления или состояния скрытых элементов конструкции. Приэтом используется тот факт, что различное тепловое сопротивление и теплоемкость оказывают влияние на прохождение тепла. Например, тот факт, являются ли объекты источникамитепла или источниками его утечки.
К ПНВ можно отнести и Теплови́зор - устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Распределение температуры отображается на дисплее (или в памяти) тепловизора как цветовое поле, где определённой температуре соответствует определённый цвет. Как правило, на дисплее отображается диапазон температуры видимой в объектив поверхности. Типовое разрешение современных тепловизоров - 0,1 °C.
Принцип действия тепловизора идентичен ПНВ и основан на преобразовании инфракрасного излучения в электрический сигнал, который усиливается и воспроизводится на экране индикатора. В случае с мы фиксируем излучаемое объектом, а не отражённое излучение в ИК диапазоне.
Тепловизоры делятся на:
· Стационарные
Предназначены для применения на промышленных пре приятиях для контроля за технологическими процессами в температурном диапазоне от −40 до +2000 °C. Такие тепловизоры, зачастую имеют азотное охлаждение, для того, чтобы обеспечить нормальное функционирование приемной аппаратуры. Основу таких систем составляют, как правило, тепловизоры третьего поколения, собранные на матрицах полупроводниковых фотоприемников.
· Переносные
Новейшие разработки в области применения тепловизоров на базе неохлаждаемых микроболометров из кремния, позволило отказаться от использования дорогостоящей и громоздкой охлаждающей аппаратуры. Эти приборы обладают всеми достоинствами своих предшественников, таких как малый шаг измеряемой температуры (0,1 °C), при этом позволяют применять тепловизоры в сложных оценочных работах, когда простота использования и портативность играют очень большую роль. Большинство портативных тепловизоров имеют возможность подключения к стационарным компьютерам или ноутбукам для оперативной обработки поступающих данных.
Рисунок 131. Изображение на дисплее тепловизора.
Современные тепловизоры нашли широкое применение как на крупных промышленных предприятиях, где необходим тщательный контроль за тепловым состоянием объектов, так и в небольших организациях, занимающихся поиском неисправностей сетей различного назначения. Так, сканирование тепловизором может безошибочно показать место отхода контактов в системах электропроводки. Особенно широкое применение тепловизоры получили в строительстве при оценке теплоизоляционных свойств конструкций. Так, к примеру, с помощью тепловизора можно определить области наибольших теплопотерь в строящемся доме и сделать вывод о качестве применяемых строительных материалов и утеплителей. Тепловизоры также широко применяют в энергетике, металлургии, при строительстве дорог, судостроении, строительстве и эксплуатации железнодорожного полотна, метрополитене, автомобильной промышленности, ветеринарии, искусстве. Тепловизоры как и ПНВ все шире применяются вооруженными силами развитых государств для обнаружения теплоконтрастных целей (живой силы и техники) в любое время суток, несмотря на применяемые противником обычные средства оптической маскировки в видимом диапазоне (камуфляж). Из специализированного разведывательного прибора тепловизор стал важным элементом прицельных комплексов ударной армейской авиации (вертолетов) и бронетехники. Применяются и тепловизионные прицелы для ручного стрелкового оружия, хотя в силу высокой цены широкого распространения они пока не получили.
Тепловизор - это современное устройство, которое может проанализировать циркуляцию воздуха в помещении, выявить щели и трещины в конструкции здания и предоставить владельцу наглядные данные проверки. Используется тепловизор для определения потери тепла в помещениях в самых разных сферах: от проверок жилого помещения до глобальных аналитических работ на промышленных предприятиях и концернах.
Наиболее часто применяемая функция тепловизора - это термограмма. При относительно доступной цене тепловизор для проверки утечки тепла позволяет провести поиск и выявить места утечки воздуха для того, чтобы определить объемы теплопотери и позволить использовать систему отопления максимально оптимизировано и экономно. В процессе проверки утечек тепла в здании тепловизор для измерения теплопотерь здания рассчитывает максимально оптимальные показатели энергозатрат, по которым в дальнейшем можно осуществить реконструкцию узлов отопления и распределить источники более компактно и оптимизировано.
Важно отметить, что наиболее подходящим сезоном года для проведения принято считать зимний или поздний осенний период, когда работает отопление и можно проводить аналитику опираясь на разницу низких температурах снаружи и показателей тепла внутри дома. С помощью тепловизора для проверки утечки тепла можно рассчитать, сколько тепла распределяется по определенным поверхностям дома, при этом учитывая влияние на них внешних факторов. Также метод термографической проверки используется в процессе строительства или ремонта помещения, реставрации.
Устройство тепловизор
Тепловизор можно назвать своеобразным сканером, который излучает инфракрасный свет и ориентируется на электромагнитную реакцию поверхностей проверяемой конструкции. В зависимости от интенсивности излучения электромагнитных лучей прибор для определения утечки тепла в доме может рассчитать максимальную температуру на той или иной поверхности.Как устроен тепловизор? Приемник инфракрасного излучения является основной деталью тепловизора. Волны излучений, любые изменения в процессе аналитической работы помогают прибору составить график температурных перепадов и рассчитать максимально верные показатели. Так, как работает тепловизор, не способен работать ни один другой тип прибора.
По итогам проведения аналитики и сканирования здания тепловизор создает спектрозональную картину - комплексный график циркуляции воздуха в доме, распределения теплых и холодных масс в разных его зонах и позволяет наглядно оценить уровень энергозатратности на отопление различных помещений и пристроек. Спектрозональную картину еще могут называть термограммой или тепловым отображением. В зависимости от высоты температурных показателей, но независимо от того, как работает тепловизор, цвета на картинке могут быть от темного красного до ярко-голубого или синего.
Термограмму широко применяют для аналитики домов и квартир, для анализа температурных перепадов на заводах и концернах, а также на больших промышленных предприятиях, где от утечки тепла зависит экономическая стабильность и благополучие большого количества людей.
Что может стать поводом для проверки здания тепловизором?
Главной причиной, из-за которой чаще всего используется прибор для определения утечки тепла, является разница в показаниях температурного режима в помещении. Наиболее подходящим сезоном для проверки отопительной системы является холодный сезон года, когда за окном минусовая температура и циркуляцию теплого воздуха в доме можно легко рассчитать и проверить. Как правильно пользоваться тепловизором? Тепловизор фиксирует показатели нагрева различных поверхностей в помещениях дома и анализирует особенности распределения тепла.Стоит сказать, что производители современных тепловизоров непрерывно работают над модернизацией и совершенствованием устройств. Тепловизоры нового поколения способны просчитать разницу в температурных показателях до сотых единиц, что крайне необходимо в процессе проверки герметичности и прочности конструкции дома. Если вы знаете, как использовать тепловизор, то должны знать и о том, что он помогает не только проанализировать циркуляцию теплого воздуха в помещениях, но и выявить места утечки: щели в стенах, негерметичная кровля, неисправности в вентиляционной системе, проблемы с трубопроводом, негерметичность оконных систем, наличие в доме насекомых или грызунов.
Посмотрев видео как пользоваться тепловизором, вы убедитесь, что современные приборы способны проводить аналитику отопительной системы здания при разнице температур 10 градусов. В то же время более старые модели могли рассчитывать термограмму только при 20-ти градусной разнице. Данная новая способность приборов помогает ускорить процесс проверки здания и провести более эффективную работу по обнаружению и исправлению недочетов.
Закажите бесплатно консультацию эколога
Условия для проведения тепловизионной проверки
Существует определенный набор условий как пользоваться тепловизором, в которых следует проводить проверку температурного режима в здании:- Любые аналитические работы и замеры тепловизором должны проводиться до восхода солнца или после его заката. В условиях нагревания воздуха разница температур может уменьшаться, что мешает эффективности работы тепловизора.
- Как уже говорилось выше, минимальная разница между температурой в доме и на улице должна быть 10 градусов по Цельсию.
- В процессе планирования тепловизионной проверки важно также учитывать влажность воздуха за окном и наличие ветра. Для максимально эффективной проверки сила ветра не должна составлять более 2 м/с. Воздух на улице должен быть максимально сухим.
- Подлежащие проверке помещения стоит держать закрытыми, дабы стабилизировать температурные показатели и устранить движения тепловых масс.
Какие преимущества дает использование тепловизора?
Сегодня не нужно самостоятельно искать ответ на вопрос о том, как настроить тепловизор. Ведущие специалисты проводят тепловизионную проверку на промышленных предприятиях, а также в жилых помещениях, поскольку данный вид диагностики отопительной системы помогает максимально точно рассчитать распределение тепла и устранить все возможные погрешности в процессе строительства или ремонта. Никому не нравится платить больше за выветривающееся из дома тепло. Тепловизионная проверка позволяет не только обнаружить недочеты в помещении, но и ко всему прочему фиксирует все показания в специальном документе, который в дальнейшем может использоваться в качестве доказательства при написании жалоб и исков на компанию застройщика или ЖКХ.Термограмму можно осуществлять и снаружи помещения, что позволяет сформировать более точную картину обогрева дома и выявить наличие всех тепловых мостов и утечек. Однако в таком виде диагностики важно учитывать возможность погрешностей в показаниях, поскольку тепловые показатели наружных поверхностей можно рассчитать только специальной широкоугольной оптикой. В зависимости от характера влияния наружных температур на наружные плоскости, температурные замеры тепловизора могут быть гораздо ниже, чем они есть на самом деле.
Как работает тепловизор: аналитика внутренней части здания
Учитывая все погрешности и ошибки, которые можно допустить при анализе термограммы наружных поверхностей здания, для максимально качественной проверки все же стоит проверять циркуляцию тепла во внутренней части конструкции. Как снимать тепловизором? В данном случае на показатели прибора будут влиять на минимальное число внешних факторов и температурные показатели будут более точными и достоверными. В процессе проверки балконов, фасадов и крыш здания специалисты рекомендуют также не использовать наружный способ сканирования, а проверять аналитику изнутри. Основная причина погрешностей заключается в постоянной циркуляции воздуха снаружи, которая существует даже при абсолютном отсутствии ветра.Чаще всего благодаря тому, как работает тепловизор, выявляется причина температурных перепадов в здании в так называемых холодных мостах. Это особые места в конструкции здания, которые обладают повышенными показатели теплоотдачи и не удерживают тепло. В помещениях с холодным мостами чаще всего наблюдается повышенная влажность воздуха, а также наличие сырости и бытового грибка. Стоит сказать, что если вовремя не устранить эту проблему и не позаботиться о правильной термоизоляции, со временем холодные мосты в доме могут привести к постепенному разрушению конструкции дома.
Основная причина появления холодных мостов заключается в некачественной штукатурке здания, когда она плохо изолирует дом от наружной влаги и холода. При этом теплый воздух также не удерживается в доме и через своеобразные “шлюзы” выветривается. Серьезную проблему такие холодные мосты могут составлять в деревянных домах, где от постоянного скапливания влаги и сырости древесина может начать разрушаться и гнить. Поиск протечек тепловизором с целью дальнейшего устранения проблемы - один из способов повысить надежность дома.
Тепловизорами называют приборы, которые исследуют поверхность или объект путем теплового излучения. Устройства преобразуют инфракрасные излучения, поступающие от объекта наблюдения, последовательно преобразуя из электрической формы в видимую картинку. Аппарат способен определить показатель температуры и характеристики температурного поля объекта, вступив с ним в непосредственный контакт.
Основу прибора составляет приемник инфракрасных излучений. Именно он отвечает за трансформацию сигнала в графическое изображение и определение температурного показателя путем вывода картинки на дисплей устройства. Форма, в которой подается результат измерений, является легко считываемой. Она понятна не только квалифицированным специалистам, но и пользователям, не обладающим узкоспециализированными и профессиональными знаниями в данной области.
Многообразие тепловизоров
Виды тепловизоров классифицируют в зависимости от выполняемых функций и их конструктивного исполнения. Оборудование позволяет решать задачи наблюдения за объектами и снятия измерений.
Наблюдательные виды тепловизоров способны создавать картинку в пределах инфракрасного излучения, являющимся видимым на цветовой шкале. Аппараты измерительного типа выполняют аналогичную функцию, но присваивают каждой точке светового сигнала значение температуры. Это позволяет пользователю визуально анализировать распределение температур на исследуемом участке.
В отдельную группу выделяют оборудование визуального типа. Такие пирометры дают возможность зрительно определить зоны с отклонениями от нормальной температуры.
Относительно недавно применение тепловизоров ограничивалось оборонной сферой. Сегодня, помимо военных ведомств, аппаратура востребована в строительной области и производственном направлении, где позволяет разрешить множество хозяйственных проблем. Производители выпускают типы тепловизоров, представленные в качестве самостоятельной единицы оборудования или составной части биноклей гражданского назначения и прочих оптических механизмов.
Наиболее часто тепловизоры классифицируют на 3 группы по их измерительному диапазону. Это позволяет выделить пирометры строительного, высокотемпературного и промышленного типов. Соответственно, данное деление определяет и применение тепловизоров. Строительное оборудование способно взаимодействовать с объектами, температура которых достигает 350 градусов Цельсия. Подобная аппаратура позволяет осуществлять бесконтактную диагностику строительных конструкций, оценивать качество теплоизоляции, выявлять слабые места изоляции и участки, через которые происходит утечка тепла.
У промышленных аппаратов верхняя температурная граница превосходит 350 градусов по шкале Цельсия. Уникальные способности приборов открывают возможности по диагностике электросетей и промышленных систем различного назначения.
Высокотемпературное оборудование способно фиксировать температуры, превышающие 1000 градусов по шкале Цельсия. Их применяют в процессе диагностики технологических процессов с крайне высокой степенью нагрева.
Сфера применения
Сегодня применение тепловизоров становится максимально обширным. Это вызвано способностью оборудования чутко реагировать на мельчайшие изменения температурных параметров, не различимых человеческому глазу. Главное условие работы техники заключается в излучении электромагнитных волн, которые исходят от исследуемого предмета. По интенсивности излучения оператор может определить, что за предмет он видит перед собой. Пирометр не восприимчив к посторонним помехам и не нуждается в непосредственном контакте с объектом исследования. При значительной дальности действия, оборудование не может быть обнаружено современными системами слежения. Это делает применение тепловизоров весьма востребованным.
В зависимости от назначения, типы тепловизоров подразделяют на:
- диагностические;
- военные;
- морские;
- медицинские;
- научные;
- мультисенсорные;
- строительные;
- для систем автоматики.
Диагностические пирометры позволяют выявлять проблемные участки путем анализа температурных показателей систем. Медицинская техника с интегрированными тепловизорами востребована при выявлении у пациентов различного рода заболеваний путем изучения показателей инфракрасного излучения. Морские пирометры способны анализировать инфракрасное изображение при критических погодных условиях.
Основное преимущество мультисенсорных приборов - возможность значительно повысить безопасность охраняемых объектов. Это позволяет включать их в состав современных систем обеспечения безопасности.
Пирометры научного типа позволяют решить обширный спектр задач. Модели могут принадлежать к числу охлаждаемых и не охлаждаемых. Выбор того или иного аппарата зависит от условий предстоящего эксперимента и результата, который необходимо получить пользователю. Строительная аппаратура востребована при обследовании конструкций зданий. Она позволяет моментально и с высокой точностью выявлять дефекты и неисправности.
В системах автоматизации принцип работы тепловизора позволяет вести мониторинг оборудования и контролировать состояние исследуемого объекта путем анализа разницы температурных показателей. Все чаще подобные приборы включают в состав систем контроля транспортных потоков, поскольку они показывают высокую эффективность при ведении круглосуточного наблюдения за перемещением автотранспорта и людей вне зависимости от условий видимости и уровня освещенности.
При охоте пирометры позволяют достоверно определить положение цели в условиях незначительной видимости. Все чаще подобное оборудование используют в аварийных службах с целью поиска утечек газа.
Модели пирометров
Учитывая, что принцип работы тепловизора един для всех видов оборудования, конструктивное исполнение аппаратуры может быть различным, в зависимости от поставленных задач и мощности оборудования. Помимо стационарных приборов, широкое распространение получают мобильные тепловизоры. Они характеризуются компактными размерами и простотой транспортировки.
Все приборы обладают памятью для хранения зафиксированных данных. Эту информацию можно перенести на персональный компьютер с целью последующей обработки. Возможности пирометров позволяют хранить данные в виде фото- и видеофайлов.
В современном мире трудно будет отыскать человека (за исключением, возможно, лишь детей до 7-8-летнего возраста) никогда не слышавших о тепловизорах. Правда, хоть раз державших настоящий прибор в руках, наберётся не так много. И, тем не менее, на свете существуют люди, не только обладающие тепловизорами, но и смастерившие их самостоятельно из подручных материалов.
Возможно ли сделать тепловизор своими руками?
Такая необходимость становиться новыми Кулибинами в нашей стране связана с весьма высокой стоимостью этих профессиональных устройств. В случае же сборки по принципу «сделай сам» цена самодельного тепловизора падает даже не в разы, а на порядки. Несмотря на довольно сложный принцип работы, сборка аппарата в домашних условиях возможна, а абсолютное большинство необходимых датчиков (например, популярный MLX90614ESF) можно легко купить на интернет-площадках типа e-bay. По существу, главной сложностью является оптика, требуемая для чёткого конфигурирования изображения на приёмном мониторе. Причём оптика специализированная, использующая в составе редкоземельные элементы (чаще всего германий) – и вот её без уникальных технических навыков и глубоких знаний физики изготовить в квартире малореально.
Действие тепловизора на охоте
Однако, простое решение для этого есть – и состоит оно в использовании готовых оптических систем из любого устройства, в котором они присутствуют (цифровых фотоаппаратов, web и обычных видеокамер и т.д.).
Необходимость на охоте
Тепловизор – прибор многофункциональный, но, помимо использования в качестве стационарного оборудования (для контроля различных промышленных техпроцессов), наиболее полезна его портативная и переносная версия. В полной мере относится сказанное и к применению прибора на охоте – причём желательным является конструкция аппарата в виде ударопрочного и лёгкого моноблока, обеспечивающая высокую дальность различимой видимости (на профессиональных моделях составляющая 1,5 км и имеющая уровень защиты свыше IP54). Если аппарат будет собран на цифровой, а не аналоговой оптике (с трудом позволяющей отличить горячий костёр от холодного снега на расстоянии уже 100 метров), охотник получит возможность найти зверя или птицу в самых неблагоприятных для обычного человеческого зрения условиях. К таковым можно отнести и тёмное время суток, и густой туман, и дождь, и даже заросли, маскирующие животных, застывших и не двигающихся с места.
Для тепловизора же излучение тела теплокровных млекопитающих или птиц на мониторе будет выглядеть ярким пятном, что просто не позволит добыче остаться незамеченной.
Принцип работы
Принцип действия тепловизоров основан на законе физики, согласно которому любое нагретое тело излучает в пространство тем более интенсивное инфракрасное излучение (ИК), чем горячее температура предмета – в том числе и тело теплокровного животного. Такое излучение улавливается нашим прибором и преобразуется в картинку на мониторе, удобную для человеческого восприятия. Разница в температуре ИК-излучения передаётся различными цветами, привычными для нас по традиционному, видимому излучению. От тёмно-фиолетового и синего для наиболее холодных тел – до оранжевого и ярко-красного горячих.
Осуществляется этот процесс приёма-передачи изображения в 3 этапа:
- улавливание ИК-оптикой теплового излучения;
- цифровое распределение его по величинам температур;
- построение термографической картинки – имитации так называемой тепловой карты объекта (чем-то схожей с привычным показом температур на картах метеорологических прогнозов погоды).
Стоит отметить, что для человеческой скорости реакции все эти действия осуществляются по существу мгновенно.
Конечно, собранный самостоятельно тепловизор качества картинки и эффективной дальности профессионального аппарата не даст. Но для охотника, желающего засечь хотя бы просто бесформенное тепловое пятно затаившегося зверя, в устройстве высокой чёткости стоимостью в 5, 10, а иногда и в 20 тысяч долларов, в сущности, нет необходимости.
Как действует тепловизор – изображение
Мы готовы предложить вам три практических варианта сборки любительского тепловизора – а какой из них выбрать, решать остаётся самому охотнику.
Тепловизор из фотоаппарата
Этот метод создания тепловизора наиболее прост и недорог – поскольку требует минимального вмешательства в конструкцию цифровика и таких же невысоких затрат. Основан он на том простом физическом факте, что цифровые аппараты на входе фиксируют ИК-излучение так же, как и обычное. Но, поскольку в обычных условиях тепловая часть спектра фотографу не нужна, перед приёмной матрицей производителями устанавливается специальный фильтр, отражающий ИК-лучи (так называемый «hot mirror», или тепловое зеркало).
Изготовление самодельного тепловизора из фотоаппарата
Таким образом, превращение цифровика в тепловизор по существу будет заключаться лишь в замене одного снятого фильтра (инфракрасного) на другой (для обычного света). Причём на практике даже 2-е действие, в принципе, можно не осуществлять.
Устройство из web -камеры
Этот вариант также возможен – но наиболее трудоёмок и относительно дорог, поскольку требует дополнительных затрат в сумме примерно $150. К тому же эффективно полученный прибор на сервоприводах способен будет засечь лишь неподвижный предмет с тепловым излучением.
Особенности сборки тепловизора из веб-камеры на фото
Для сборки понадобится:
- специальная плата передачи изображения на ПК Arduino, устанавливаемая в батарейный отсек;
- один малый серводвигатель для перемещения по вертикали, крепящийся спереди от платы скотчем или суперклеем;
- второй большой серводвигатель, размещаемый в поворотном по горизонтали устройстве и служащий основой для закрепления на нём всей конструкции;
- температурный датчик MLX90614, подключаемый к плате Arduino согласно схеме;
- аналогичным образом подключаемая лазерная указка (указывающая текущее направление сканирования);
- сама «вебка», точно сориентированная с указкой и тепловым датчиком.
Данная конструкция и будет работать как тепловизор с целеуказателем (правда, придётся отдельно скачать и установить ещё и софт для Arduino – доступный в интернете и небольшой по размеру – около 7Мб вместе с инструкцией по установке скетчей и библиотек).
Тепловизор из видеокамеры
По существу, технически метод является копией варианта с фотоаппаратом – разве что корпус такого тепловизора получится более удобным, а качество изображения – более высокой чёткости (правда, потребуется видеокамера с инфракрасной подсветкой).
Другие варианты
Вполне реальным (и наиболее комфортным для всех, кто не особо дружит с паяльниками, отвёртками и технической литературой) является и вариант с использованием самых обычных смартфонов, наделённых возможностями тепловизора Flir One.
Для путешественников и охотников экран такого смартфона (при активации соответствующего режима) будет ничем не уступать по качеству картинки наиболее простым профессиональным тепловизорам. А также обладать возможностью работать под дождём и визуализировать любое ИК-излучение в пределах от 0 до 100°С. Хотя и не позволит, разумеется, что-либо различить на расстояниях около километра. Но - будучи при этом примерно в 10 раз дешевле! И ничего не стоя (в плане дополнительных затрат) тем, кто просто решит обновить мобильный телефон на такую модель.
Видео: термосканер своими руками
В заключение можно сказать, что ряд современных стандартных гаджетов вполне позволяют преобразовать себя в тепловизоры – после внесения минимальных изменений в конструкцию. И в результате, не требуя огромных дополнительных вложений, значительно расширяют временные и погодные рамки условий, при которых с помощью даже самодельных тепловизоров можно засечь желанную добычу. Хотя при ночном вождении использование таких самодельных устройств в качестве прибора ночного видения автомобилях все же не рекомендуется (а созданных на основе веб-камер – запрещается).