2.6 термография. функциональная схема тепловизионной диагностики

Как и любая другая система распознавания образов, термография и система тепловизионной диагностики технического состояния киноаппаратуры состоит из объекта исследования с набором технических состояний, подлежащих распознаванию, блока формирования диагностических признаков и определенной последовательности правил и действий при проведении термографического обследования. На рисунке 18 приведена функциональная схема термографии и тепловизионной диагностики, объектом исследования в которой является аудиовизуальная техника.

При визуализации тепловых полей или измерении температуры с помощью любого тепловизора существенную погрешность вносит разброс излучательной способности поверхностей наблюдаемых объектов, оцениваемой коэффициентом излучения 0.01<ε<1 .  Так полированная металлическая пластина с  ε=0.1    наблюдается на экране монитора,  как более темная (холодная) по сравнению с окрашенной в черный матовый цвет шероховатой поверхностью аналогичной пластины (тот же материал и температура, но  ε=0.9 ). Эти факторы ослабляют с помощью цифрового процессора со специальной программой. Дополнительно для обеспечения высокой термографической чувствительности обеспечивается эффективное вычитание яркости фона.

Таким образом, при ответственных диагностических исследованиях основными требованиями к техническим характеристикам тепловизора являются:

–          четкость и разборчивость термограммы, что обеспечивается применением матрицы, имеющей не менее 160х120 пикселей и специальным программным  обеспечением;

–          широкий измеряемый температурный диапазон (не уже  -20°C…+350°C);

–          метрологическая погрешность не более 3%;

–          точность отображения температуры во всем измеряемом диапазоне не менее 0,1°С;

–          наличие персонального компьютера с русифицированным программным обеспечением для обработки теплограмм (например, «Протон-Эксперт»).

Функция памяти должна обеспечивать сохранение не менее 1500 термограмм для обеспечения статистического материала. Программное обеспечение должно иметь возможность построения изотерм, ведение базы данных, проведения преобразования изображений в соответствии с концепцией «Надежное оборудование».

Тепловизионный комплект для термографии должен быть сертифицирован как средство измерения в России.

Тепловизор является дорогостоящим прибором. Его основные элементы - матрица и объектив составляют около 90 % общей стоимости. Матрицы весьма сложны в производстве, но со временем, по заверениям экспертов, их цена может снизиться. С объективами ситуация сложнее: для создания объективов применяются редкие и дорогие материалы (например, германий). В наши дни активно ведутся поиски более дешёвых материалов.

Наиболее перспективным направлением развития современных тепловизоров является применение технологии неохлаждаемых микроболометров, основанной на сверхточном определении изменения сопротивления тонких пластинок, под действием теплового излучения всего спектрального диапазона. Данная технология активно применяется во всем мире для создания тепловизоров нового поколения, отвечающих самым высоким требованиям термографии по мобильности и безопасности использования.