Примеры цифровых тепловизоров

На рис. 11.10 показан внешний вид (с двух сторон) "профессиональной" ИК видеокамеры FLIR ThermaCAM P640. Ее размеры 120x145x220 мм, масса 1,7 кг (вместе с объективом и батареей аккумуляторов питания).

Рис. 11.10. Профессиональная ИК видеокамера FLIR ThermaCAM P640: слева – вид со стороны объектива в закрытом виде; справа – вид с противоположной стороны с раскрытым ЖК дисплеем

Высококачественные сменные объективы таких камер – телеобъектив и широкоугольный объектив, объектив ближнего фокуса – изготовлены из материалов, прозрачных в ИК области спектра, например, из плавленого кварца, сапфира, германия. Последний в видимом свете выглядит как металл, но, как это ни покажется парадоксальным, в ИК области спектра он является довольно прозрачным. Минимальное расстояние съемки этой камерой с объективом ближнего фокуса составляет 30 см, разрешающая способность – 2 угловых минуты.

Чувствительная к ИК свету матрица имеет 640x480 пикселей, работает в диапазоне длин волн от 7,5 мкм до 13 мкм и обеспечивает температурную чувствительность 0,08 С при 30 С. Встроенный микропроцессор с пакетом микропрограмм не только организует считывание и обработку информации от матрицы с частотой 30 кадров/с, ее занесение и хранение в картах памяти объёмом до 2 Гб или передачу в канал связи. Он обеспечивает также наглядное воспроизведение полученного ИК изображения на встроенном цветном дисплее с размером диагонали 142 мм (1024x800 пикселей). На этот же дисплей выводится меню для управления режимами работы прибора. Пользователь может указать на поле наблюдения до 10 точек. И микропроцессор по интенсивности теплового излучения из каждой такой точки автоматически рассчитает температуру соответствующего объекта с точностью 1 С. Диапазон определяемых температур может быть от –40 С до +500 С и даже до +2000 С. При этом учитываются: расстояние до объекта, температура и влажность воздуха, температура оптики и промежуточного, прозрачного для ИК излучения, защитного окна, если оно есть между объектом и объективом. Может быть учтен реальный коэффициент теплового излучения, если пользователь задает его или указывает материал, из которого сделан объект. Микропроцессор автоматически находит в поле зрения точки с максимальной и с минимальной температурами, и все эти значения температуры выводит на дисплей. По указанию пользователя могут быть рассчитаны и выведены на дисплей средние значения температуры в выделенном круге или квадрате, изотермические кривые, профиль температуры в заданном направлении. Процессор может автоматически сигнализировать о том, что температура в каких-то точках пересекает заданную верхнюю или нижнюю границу. Значения температуры могут выводиться в удобных для пользователя единицах (градусах Цельсия, Кельвина, Фаренгейта и т.п.). Автоматически фиксируются дата и время съемки.

Само собой разумеется, что инфракрасное изображение на дисплее тепловизора формируется как видимое. При преобразовании ИК изображения в видимое возможно использование разных "палитр". В черно-белой палитре каждая точка изображения выглядит тем светлей, чем выше температура соответствующей точки объекта. В палитре цветов накаливания наиболее холодные места выделяются черным или темно-фиолетовым цветом, места с более высокой температурой – вишневым, красным, оранжевым, желтым цветом по мере повышения температуры, наиболее "горячие" места (с наиболее высокой температурой) – белым цветом. Можно применять и другие специальные палитры, указанные пользователем.

Встроенный микрофон позволяет вводить в память вместе с тепловой видеоинформацией голосовой комментарий к ней продолжительностью до 30 с или письменный комментарий, – выбираемый из списка. Встроенный AlGaIn лазерный светодиод, излучающий красный свет с длиной волны 635 нм с очень малым угловым расхождением, можно использовать как дистанционную указку. Прибор автоматически ориентирует изображение так, чтобы образованное этой указкой на объекте красное пятнышко находилось в левом нижнем углу кадра.

На рис. 11.11 показан внешний вид некоторых портативных тепловизоров, работающих в диапазоне длин волн от 8 мкм до 14 мкм. Они измеряют температуры теплового излучения от –20 С до +600 С с точностью 2% от соответствующей абсолютной температуры и обеспечивают температурную чувствительность лучше 0,1 К. Они имеют встроенный жидкокристаллический цветной дисплей размером 12,7 см по диагонали, на который, кроме изображения, выводятся значения температуры в заданных точках, термограммы (по указанию пользователя), температурная шкала, меню пользователя. Имеется и встроенная лазерная "указка", и память на 1000 ИК фотоснимков и термограмм.

Рис. 11.11. Внешний вид некоторых портативных цифровых тепловизоров

На рис. 11.12 показана еще одна компактная тепловизионная камера массой лишь 550 г, размером 243x81x103 мм.

Рис. 11.12. Тепловизионная цифровая видеокамера InfraCAM фирмы FLIR