3.2 Термограмма. Выбор аппаратуры и программного обеспечения для проведения эксперимента

Для выбора средств измерения проведем анализ рынка тепловизоров. Представим производителей матриц (микроболометров) в виде таблицы 10, чтобы было проще сделать выводы о существующих направлениях и тенденциях в данном секторе мирового рынка производителей. Качество термограмм не зависит от производителя с определенной доверительной погрешностью.

Таблица 10. Производители неохлаждаемых датчиков (микроболометров)

Производитель микроболометров	Страна
DRS	Япония
FUR Systems (Indigo)	США
Raytheon	Франция
BAE Systems	Швеция

Производителей и торговых марок тепловизоров во всем мире на сегодняшний день насчитывается более пятидесяти. Большинство тепловизоров создается по аутсорсинговым схемам. Производитель тепловизора (торговой марки) закупает оптику и микроболометры у соответствующих производителей данных компонентов, далее разрабатывает свою электронную схему, встроенную в корпус прибора и пишет свое программное обеспечение для прибора и ведения базы данных (хранения термограмм) на персональном компьютере. Представим основных мировых производителей тепловизоров (торговых марок) в виде таблицы 11 и далее приведем некоторые важные технические характеристики этого диагностического оборудования, необходимого для проведения эксперимента.

Таблица 11. Производители тепловизоров

Производитель тепловизоров (торговая марка)	Страна
FLIR	США-Швеция-Китай
BALTECH	Россия-Германия-Китай
CSI	США
Extech	США
NEC	Япония-Китай
Testo	Германия-Китай
Fluke	Германия
TROTEC	Германия-Китай
TKS	Германия-Китай
Raytek	Германия
BALTECH	Россия-Германия-Китай
SAT	Китай
SDS	Китай
ULIRvision	Китай
DALI Technology	Китай
GUIDE	Китай
SKF	Швеция-Великобритания
MVR	Россия-Германия
Game Finder	Франция
IRISYS	Великобритания

Далее приведем примеры нескольких моделей тепловизоров, которые регистрируют качественные термограммы, и являются самыми распространенными на российском рынке, а так же имеют сервис центры по ремонту аппаратуры, а также учебные центры ТОР-104.

1. Тепловизор MVR (Россия-Германия). Общий вид тепловизора представлен на  рисунке 20.

Рисунок 20.  Тепловизор MVR-DD

Технические характеристики:

• диапазон измерений:

- MVR-DD от -20°C до +250°C;

- MVR-DDX от -20°C до +600°C;    

- MVR-DDXL от -20°C до +1000°C;    

- MVR-DDXXL от -20°C до +1500°C 

• минимально различаемая разность температур 0,10°C (при 30°C);

• точность измерений ± 2°C или ± 2% от значения показаний;

• детектор FPA-MVR микроболометр 160 х 120, матричного типа, без охлаждения;

• спектральный диапазон 7,5-14 мкм;

• фокусировка тепловизора от 10 см до °°;

• угловое поле зрения 20° x 15° ; 2,2 мрад;

• частота кадров 50Hz PAL;

• дисплей ЖК-монитор 2,5 дюйма; 

• функции измерения и отображения 4 перемещаемые точки (1 min-max);

• коэффициент коррекции по излучающей способности от 0,01 до 1,0 (с шагом 0,01);

• хранение изображений 1000 изображений на внутренней карте флэш-памяти; 

• выход видеосигнала NTSC/PAL;

• интерфейс USB2.0;

• функция энергосбережения функция автовыключения;

• лазерный целеуказатель лазер класса 2; красный;

• рабочая температура от –15°C до + 50°C; 

• температура при хранении от –40°C до + 70°C;

• устойчивость к ударам и вибрации:

- удар 25 g;

- вибрация 2 g

• степень защиты IP54;

• габаритные размеры и масса 211 мм x 80мм x 195 мм, 0,7 кг (с аккумулятором).

Тепловизор TKS (Германия-Китай), показан на рисунке 21.

 

Рисунок 21.  Тепловизор TKS IC-1655 

Технические характеристики:

• ИК-разрешение: 120х120 пикселей;
• Режимы измерения: точечный, область и изотерма;
• Компактный размер, малый вес: 340 г;
• Температурная чувствительность: <0.1 °C при 25 °C;
• Легкий в использовании гиперфокальный объектив;
• Хранение до 5000 изображений в формате JPEG;
• Цветной ЖК-дисплей 2,8?;
• Время работы от аккумулятора: 5 часов;
• Удобная галерея эскизов изображений.

Тепловизор BALTECH TR-0110  (Россия-Германия-Китай), показан на рисунке 22, а его технические характеристики сведены в таблицу 12.

Рисунок 22.  Общий вид комплекса тепловизора BALTECH TR-0110

Таблица 12.  Технические характеристики тепловизора BALTECHTR-0110.

4)  Тепловизор CSI-9830 (США) показан на рисунке 23, а его технические характеристики приведены в таблице 13.

Рисунок 23. Тепловизор CSI-9830

Таблица 13.  Технические характеристики тепловизора CSI-9830

Диапазон измерения температуры	-20 ... +250°C ± (опционально до +1000°C)
Погрешность	± 2°C, ± 2% от показания
Поле зрения	27° (Г) x 20° (В)
Диапазон фокусировки	от 50 см до бесконечности
Пространственное разрешение (IFOV)	1.5 мрад
Чувствительность	0.10°C при 30°C
Размер матрицы	320 (Г) x 240 (В)
Спектральный диапазон	8 ... 14 мкм
Коррекция коэффициента излучения	0.10 ... 1.00 (с шагом 0.01)
Функции сигнализации	Предусмотрено
Динамический диапазон	14 бит
Отображение информации	Цветной ЖК-дисплей (диагональ 3,5 дюйма)
Функции анализа	Измерение в точке (1 перемещаемая точка)
Коррекция параметров окружения	Есть (температура атмосферы, влажность, расстояние)
Отображение данных	Температура, диапазон, коэффициент излучения, дата, время, цветная шкала, состояние аккумулятора
Лазерный целеуказатель	Класс 2 (1 mW/635 nm red)
Сохранение данных	Встроенная память до 400 термограмм
Интерфейс	USB 2.0, видеовыход PAL/NTSC, композит/S-video
Диапазон рабочих температур и влажность	-15 ... 45°C, 90% RH или меньше (без конденсата)
Температура хранения и влажность	-40 ... 70°C, 90% RH или меньше (без конденсата)
Источник питания	Сетевой адаптер: ~100 ... 240В
Аккумулятор	DC: +7,2В
Габариты тепловизора	89 (Ш) x 197 (В) x 191 (Г) мм
Защита корпуса	IP54 (IEC60529)

 

Выводы по выбору аппаратуры для снятия термограмм и проведения эксперимента:

Из проведенного анализа существующих производителей микроболометров и переносных тепловизоров необходимо акцентировать внимание на некоторые критерии технических характеристик, стоимости и функциональности тепловизоров. В настоящий момент микроболометры выигрывают у ферроэлектриков с огромным преимуществом и подтверждение тому - ставка производителей на технологии микроболометров. Лидируют две технологии микроболометров: на оксиде ванадия и на аморфном кремнии. Если мы проанализируем области применения и характеристики микроболометров, то сможем сделать выводы об оптимальном использовании того или иного типа микроболометров.

Так, для измерительных приборов, где важна чувствительность и качество изображения термогамм, следует применять микроболометры на оксиде ванадия с разрешением не хуже 160х120 пикселей, также необходимо принять во внимание температурный диапазон измерений, стоимость тепловизора, объем памяти и точность измерения (температурную чувствительность). Метрологические характеристики и погрешность у всех

производителей приблизительно в одном диапазоне. По соотношению цена/функциональность на сегодняшний день для решения задач диагностики аудиовизуальной техники лидируют тепловизозионные комплекты серии BALTECH TR-0110 с программным обеспечением для обработки термограмм на персональном компьютере, имеющие российский сертификат средств измерения, а также сервисный и учебный центр.