Пирометры (дистанционные термометры с одним ИК-датчиком) и тепловизоры предназначены для бесконтактного определения температуры исследуемой поверхности. Эти приборы имеют широкую сферу применения, и используются как в профессиональной деятельности, так и в быту. Тепловизор и инфракрасный термометр имеют одинаковый принцип работы, а именно, они определяют тепловое (инфракрасное) излучение и преобразуют его в значения температуры.
Но когда стоит выбор между ИК-термометром и тепловизором, в профессиональной деятельности предпочтение чаще отдается второму. Для того, чтобы понять почему так происходит, рассмотрим более детально специфику работы этих приборов.
ИК-термометр (точечный пирометр) — определяет значение температуры одной точки объекта.
Каждый элемент сенсора тепловизора (пиксель) измеряет температуру всех точек объекта. Благодаря чему, изображение камеры тепловизора фиксирует разницу температур всей поверхности объекта с высокой точностью.
Определение горячих точек тепловизором на изображении
Тепловизор дает возможность оперативно обследовать значительные площади, потому что удаленность объекта дает больший охват его изображения, без потери качества. То, что тепловизор имеет высокую точность измерения температуры на больших расстояниях, является его главным преимуществом перед инфракрасными термометрами.
Соотношение расстояния к размеру (соотношение D:S) определяет расстояние, на котором измерительные приборы (тепловизоры и ИК-термометры), смогут измерить температуру объекта определенного размера, без погрешности.
РАССТОЯНИЕ К СООТНОШЕНИЮ РАЗМЕРОВ
Так на сколько же удаленно можно находиться от изучаемого объекта и при этом гарантировать точные показатели температуры тепловизора?
У основной массы тепловизоров отношение D:S значительно выше, чем у инфракрасных термометров. Такие тепловизоры измеряют температуру объекта размером 1 см на расстоянии нескольких метров. ИК-термометры со средними параметрами смогут измерить температуру такого же объекта, находящегося в отдалении не более 50 см.
В своей работе, мы часто используем тепловизоры FLIR. И на примере нескольких моделей приборов FLIR покажем соотношение расстояния к размеру:
FLIR TG54, с соотношением 24:1 — на расстоянии 24 см (24 дюйма) измеряет объект 1 см (1 дюйм);
FLIR E8 (разрешение камеры 320 х 240), с соотношением 120:1 — на расстоянии 120 см измеряет объект 1 см;
FLIR T865 — мощная тепловизионная камера, которая используются в условиях, где обследование поверхности проводится на большом расстоянии. Для этого ее используют вместе с телеобъективом, у которого угол обзора равен 6°.
Измерение температуры тепловизором на большом расстоянии, таким как FLIR T865
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЫСЯЧ ТОЧЕЧНЫХ ТЕМПЕРАТУР
Тепловизоры являются незаменимыми помощниками, когда для поиска проблемы требуется параллельное сканирование более тысячи точечных температур – например обследование большого строительного объекта – целого дома. Для выполнения подобной задачи, ИК-термометрам надо понимать, где может находиться горячая точка. Тепловизор одновременно измеряет температуру каждой точки, независимо от ее размера и местоположения. Поэтому для скорости исследования и точного результата используют тепловизоры. Использование инфракрасного термометра для работы на объектах, имеющих большие площади, требует много времени и трудозатрат, так как необходимо исследовать каждый элемент по отдельности, что практически невыполнимо – такая работа займет несколько лет.
ИЗМЕРЕНИЕ МАЛЫХ ОБЪЕКТОВ
Тепловизоры, также, как и ИК-термометры используют для измерения температуры малых объектов. Таким объектом является электроника. Многообразие небольших устройств, но с высокой скоростью обработки информации, требует решение такой задачи, как определение горячих точек и теплоконтроль. Инфракрасный термометр имеет ограниченные возможности для работы с небольшими устройствами, поскольку величина его пятна, может оказаться больше, чем необходимо для маленьких элементов. Высокопроизводительные тепловизоры имеют камеры, в которых установлена оптика для крупного плана, что позволяет настраивать фокус до величины пятна не менее 5 микрометров (МКМ) на пиксель.
Высокопроизводительная тепловизионная камера для измерения температуры в малых масштабах.
Инфракрасный термометр — доступный и понятный прибор для проведения небольших исследований на близком расстоянии, и при условии когда заранее известно, какой элемент объекта необходимо исследовать (например, контроль электрошкафов или распределительных коробок, отдельных радиаторов отопления).
Тепловизионная камера используется для более глобальных задач, осуществляет быстрое и качественное сканирование изучаемых поверхностей, независимо от площади и удаленности объекта.