Лекція 3. Прилади і датчики.

Принцип дії

Аналогічно стандартній фотографічній камері, тепловізор за допомогою оптичної системи фокусує інфрачервоне випромінювання на датчику. Датчик перетворює інфрачервону енергію на електричний сигнал, який після посилення та комплексної обробки використовується для створення теплового зображення на дисплеї видошукача. Важливо розуміти, що тепловізор вимірює не безпосередньо температуру об'єкта, а лише інфрачервоне випромінювання від нього. Тому для інтерпретації отриманих за допомогою цього пристрою зображень («термограм») важливо розуміти фактори, що впливають на розсіювання випромінювання в навколишньому середовищі.

У тепловізорах використовуються два типи інфрачервоних датчиків: теплові інфрачервоні датчики та квантові інфрачервоні датчики. Теплові ІЧ датчики більш прості у використанні, але забезпечують гіршу якість зображення. Вони вимагають більше часу на виявлення випромінювання та повільніше реагують на його зміну. З іншого боку, квантові ІЧ датчики набагато чутливіші і забезпечують чіткіше зображення. Однак вони є крихкими і повинні бути розміщені в спеціальній охолоджуючій камері. Тому використання тепловізора з квантовим ІЧ датчиком, що охолоджується, вимагає спеціальної професійної підготовки оператора.

Лінзи

Лінзи тепловізорів здебільшого виготовляються з германію, оскільки він є прозорим в інфрачервоній області спектру та має високий показник заломлення. Німеччина забезпечує один з найефективніших способів передачі енергії інфрачервоного випромінювання в ІЧ датчик та забезпечує чітке зображення. Всі тепловізори поставляються зі стандартним об'єктивом, він підходить для більшості практичних завдань вимірювання. Але для отримання кращого фокусу і чіткішого зображення він може бути замінений на спеціальні об'єктиви в залежності від передбачуваного застосування. Ширококутні об'єктиви найкраще підходять для сканування великих цілей, розташованих на відносно близькій відстані, таких як будівлі. Телефотооб'єктиви дозволяють сфокусуватися на невеликих настільки віддалених об'єктах. Ці об'єктиви мають широке застосування при тепловізійному обстеженні електричних систем, теплоізоляції, водопровідних систем. Також вони дуже корисні під час обстеження важкодоступних місць. Макрооб'єктиви дозволяють сфокусуватися на малих дуже близьких цілях. В основному, вони використовуються для наукових досліджень.