Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловизоры. Виды и работа. Устройство и применение. Особенности

Тепловизоры. Виды и работа. Устройство и применение. Особенности

Тепловизоры это устройства, с помощью которых можно контролировать распределение температуры измеряемой поверхности. Эта поверхность изображается на экране прибора в виде цветового поля. На этом поле определенный цвет соответствует некоторой температуре. На экране отображается интервал видимой температуры. Стандартное разрешение тепловизоров последних моделей составляет 0,1 градус.

В недорогих устройствах информация сохраняется в памяти прибора и при необходимости считывается через компьютер. Чаще всего такие приборы используют совместно с ноутбуком и специальной программой, принимающей информацию с тепловизора.

Впервые тепловизор появился еще в 30-х годах прошлого века. Современные системы тепловизоров стали развиваться только в 60-х годах. Приемники теплового излучения были с одним элементом. Изображение в приемниках осуществлялось с помощью точечного смещения оптики. Такие приборы имели низкую производительность и давали возможность для наблюдения за изменениями температуры с малым быстродействием.

С развитием технического прогресса появились фотодиодные ячейки, способные хранить сигнал света. Стало возможным проектирования новых тепловизоров на базе матриц датчиков. С этих матриц сигналы поступают на дешифратор, далее на обработку в главный процессор прибора.

В определенной последовательности сигналы проецируются на матрицу с распределением температур с разными обозначенными цветами. Такой принцип дал возможность получить портативные автономные устройства, способные оперативно обрабатывать данные, позволяющие контролировать изменение температуры в реальном времени.

Перспективной разработкой новых тепловизоров стало использование неохлаждаемых болометров. Этот принцип основан на повышенной точности вычисления изменения сопротивления тонких пластин под воздействием излучения тепла всего спектра. Эта технология популярна во многих странах при производстве новых тепловизоров, к которым предъявляются высокие требования безопасности и мобильности. В нашей стране изготовление автономных тепловизоров с неохлаждаемыми болометрами начато в 2007 году.

Классификация

Тепловизоры делятся на несколько видов по различным признакам.

Наблюдательные преобразуют инфракрасные лучи в видимый для глаза свет по специальной цветовой шкале.

Измерительные тепловизоры способны определять температуру исследуемого объекта путем присвоения величине цифрового сигнала пикселей определенную соответствующую температуру. В итоге образуется изображение распределения температур.

Стационарные тепловизоры служат для использования на предприятиях промышленности, где осуществляется контроль над соблюдением технологических процессов в интервале -40 +2000 градусов. Такие устройства оснащаются азотным охлаждением, чтобы создать нормальные условия для работы приемной аппаратуры. Такие системы состоят из тепловизоров 3-го поколения, выполненных на полупроводниковых матрицах фотоприемников.

Переносные устройства тепловидения разработаны на основе неохлаждаемых кремниевых микроболометров. Вследствие чего появилась возможность отказаться от применения громоздкой и дорогой аппаратуры охлаждения. Такие приборы имеют все преимущества стационарных моделей. При этом их можно использовать в труднодоступных местах. Многие переносные тепловизоры можно подключать к компьютеру для обработки информации.

Часто приборы ночного видения путают с тепловизорами. Однако между ними большая разница. Устройство ночного видения может работать при малой освещенности, так как усиливает свет. Часто попавший в объектив свет ослепляет человека. Для тепловизора не нужен свет, так как его принцип действия основан на тепловых инфракрасных лучах.

Работа и конструктивные особенности

Излучение инфракрасного цвета фокусируется оптической системой тепловизора на приемнике, который подает сигнал в форме изменения сопротивления или напряжения.
Электроника регистрирует полученный сигнал от системы тепловидения. В результате сигнал преобразуется в электронную термограмму. Она изображается на дисплее.

Термограммой называется изображение объекта, которое прошло обработку электронной системой для отображения ее на экране с различными цветовыми оттенками, соответствующими распределению инфракрасных лучей по площади объекта. В результате оператор видит термограмму, соответствующую излучению тепла, приходящего от исследуемого объекта.

Чувствительность детектора к излучению тепла зависит от его собственной температуры, и качества охлаждения. Поэтому детектор располагают в специальное охлаждающее устройство. Наиболее популярный вид охлаждения – это жидкий азот. Однако этот метод неудобный и довольно примитивный.

Другим видом охлаждения стали элементы Пельтье. Это полупроводники, способные обеспечить перепад температур при прохождении по ним электрического тока, и действующие по принципу теплового насоса. Чувствительность датчика тепловизора создается с помощью чувствительных полупроводников, выполненных из ртуть-кадмий-теллура, антимонида индия и других материалов.

Части и элементы тепловизора

Стоимость тепловизора довольно высока. Основными его элементами являются объектив и матрица (приемник излучения), которые составляют 90% стоимости всего прибора. Такие матрицы сложны в изготовлении. Объектив невозможно выполнить из стекла, так как стекло не пропускает инфракрасные лучи. Поэтом для объективов используют дорогие редкие материалы (германий). В настоящее время ведутся поиски других недорогих материалов.

Другими составными частями прибора являются:

1 — Крышка объектива
2 — Дисплей
3 — Управление
4 — Ручка с ремнем
5 — Тепловизор
6 — Пуск
7 — Объектив
8* — Электронная система
9* — Память для хранения информации
10* — Программное обеспечение

Объективы

В тепловизоре в обязательном порядке имеется хотя бы один объектив, который способен фокусировать излучение инфракрасных волн на приемнике излучения. Далее приемник подает электрический сигнал и образует тепловое (электронное) отображение, которое называется термограммой.

Чаще всего объективы изготавливают из германия. Чтобы оптимизировать пропускание света объективами, применяют просветляющие тонкопленочные покрытия. В комплект тепловизора обычно входит чехол для хранения и переноски устройства, другого дополнительного оборудования для применения прибора в полевых условиях.

Дисплеи

Отображение картины теплового излучения осуществляется на жидкокристаллическом экране (дисплее). Он должен иметь хорошую яркость и достаточный размер для легкого обзора изображения при различных условиях освещения, в полевых условиях. На экране обычно имеется вспомогательная информация. К ней относится цветовая шкала температур, время, дата, заряд батареи, температура объекта и другая полезная информация.

Схема обработки сигнала и приемник излучения применяются для модификации излучения инфракрасного света в необходимую полезную информацию. Фокусировка теплового излучения объекта осуществляется на специальный приемник. Он изготовлен из полупроводников. Тепловое излучение создает электрический сигнал на приемнике. Далее сигнал поступает на электронную схему, расположенную внутри прибора, после обработки сигнала электроникой, на экране возникает тепловое изображение.

Органы управления

С помощью этих элементов производятся различные настройки электронной системы для оптимизации изображения теплового излучения на дисплее. Такие настройки в электронном виде могут изменить цветовую гамму и слияние изображений, интервал теплового уровня. Также регулируется отраженная фоновая температура и коэффициент излучения.

Хранилище данных

Цифровые электронные данные, которые содержат изображения тепла и вспомогательные данные, могут сохраняться на электронных картах памяти различного типа, либо на устройствах передачи и хранения информации.

Большинство тепловизионных инфракрасных систем способны сохранять вспомогательные текстовые и голосовые данные, а также снимок изображения, которые получены при помощи внутренней встроенной камеры, работающей в спектре видимости человеком.

Создание отчета и программное обеспечение

Программное обеспечение, применяемое с многими современными системами тепловидение, является удобным и функциональным для оператора. Тепловые цифровые и видимые изображения копируются на компьютер или ноутбук. Там эту информацию можно проанализировать с применением разных цветовых палитр, осуществить другие регулировки радиометрических данных.

Также есть возможность применить встроенные опции проведения анализа. Обработанные картинки можно включить в образцы отчетов или отпечатать на принтере. Изображения также можно по интернету отправить заказчику, либо сохранить на компьютере в электронном виде.

Сфера применения тепловизоров

Тепловизоры используются в различных сферах нашей жизни. Так, например эти устройства используются в охране объектов и военной разведке. Ночью человека можно через этот прибор заметить в полной темноте на удалении до 300 метров, а военную технику видно до 3 км.

Читать еще:  Простой нож из напильника без ковки и закалки

В настоящее время существуют видеокамеры микроволнового рабочего диапазона с выходом изображения на компьютер. Чувствительность такой камеры несколько сотых долей градуса. Следовательно, если вы взялись за ручку двери ночью, то тепловой отпечаток после этого будет видно около 30 минут.

Большую перспективу имеют тепловизоры в определении дефектов в разных установках. Это имеет место в случае повышения или понижения температуры определенного места механизма, или устройства. Иногда определенные дефекты выявляются только тепловизором. На опорных тяжелых конструкциях (мостах) при усталостном старении металла, возникающих деформациях в некоторых местах выделяется больше тепла, чем положено. Поэтому есть возможность диагностики дефектов без разборки объекта.

В результате можно сказать, что тепловизоры применяются в качестве оперативного контролера безопасности объектов.

Широкое применение тепловизоры нашли в медицине в качестве диагностики патологии различных заболеваний. У здорового пациента температура тела распределена симметрично от средней линии всего тела. Если эта симметрия нарушается, то это является критерием диагностики заболеваний тепловизором.

Термография является современным методом диагностики в медицине. Этот метод основан на обнаружении инфракрасного излучения тела человека в зависимости от его температуры. Интенсивность и распределение излучения тепла в норме определяется своеобразными физиологическими процессами, которые происходят в организме в глубоких и поверхностных органах.

Разные состояния патологии характеризуются несимметричностью распределения температуры тела. Это находит свое отражение на термографической картине. Такой факт имеет важное прогностическое и диагностическое значение. Об этом свидетельствуют многие клинические исследования.

Существуют два главных вида термографии:
  1. Телетермография.
  2. Контактная холестерическая термография.

Телетермография действует на модифицировании инфракрасных лучей от тела человека в сигнал электрического тока, изображающегося на дисплее тепловизора.

Контактная холестерическая термография работает по принципу оптических свойств жидких кристаллов, проявляющихся изменением цвета в радужные цвета при нанесении их на излучающие поверхности. Более холодным местам соответствует синий цвет, а горячим – красный.

Что собой представляет подобный прибор

Тепловизор – устройство, способное улавливать температуру поверхности и выводить данные о ней на экран. Работает он по схожему алгоритму с прибором ночного видения (ПНВ) на основе инфракрасного излучения, которое преобразовывается в сигнал, выводимый на дисплей. Картинка на экран выводится в различных цветах, от красного (горячая область) до синего (холодная). Предупреждая вопрос о том, чем отличается тепловизор от прибора ночного видения, следует отметить, что ПНВ фиксирует отраженный сигнал, в то время как рассматриваемое сегодня устройство «ловит» инфракрасное излучение, идущее от предметов.

Первые подобные устройства появились еще в тридцатые годы прошлого столетия. Конечно, они были громоздкими и практически ничего общего с современными подобными приборами не имели. Исключение составляет лишь инфракрасное излучение. Оно-то и рисовало «карту температур» на фотомишени. Принцип действия тепловизоров тех лет можно было сравнить с электронно-лучевой трубкой.

Как правильно пользоваться устройством?

Мы выяснили, как работает тепловизор. Далее рассмотрим, как правильно использовать устройство. Любое технической средство сопровождается инструкцией и руководством по эксплуатации. С этими материалами необходимо внимательно ознакомиться до начала работ.

При обследовании коттеджа или дома необходимо расположиться на расстоянии 25 метров от объекта так, чтобы его не закрывали другие постройки, транспорт, животные. Локатор устройства направляется на исследуемую зону, удерживается в таком положении и производится сохранение изображения. Далее следует направить прибор на следующий участок и провести аналогичную съемку.

При пользовании тепловизором для проверки электрооборудования необходимо надеть диэлектрические перчатки и защитную каску. Прибор держать на расстоянии 70 см от объекта, настроить на максимальную чувствительность, провести тестирование на обесточенном кабеле и под напряжением. При получении корректных данных провести полную проверку с фиксацией данных.

Чего от тепловизора ожидать не стоит

  1. Не нужно путать тепловизор с рентгеновской установкой. Сквозь стену или сквозь ствол дерева прибор не просветит. Как не покажет он ничего конкретного сквозь очень густой кустарник, не пробьет толщу воды и не заглянет в нору через слой земли.
  2. Прибор окажется бессильным, если использовать его через стекло автомобиля или через окна охотничьего домика (стекло не пропускает инфракрасные лучи).
  3. Иногда проблемой может стать низкая температура. Представим себе, что девайс определяет объекты с температурой в диапазоне от -40 до +330 градусов, но температура его эксплуатации может быть ограничена от -10 до +50 градусов. То есть зимой его далеко не всегда можно задействовать.
  4. У некоторых живых объектов не все части тела могут быть хорошо прогретыми. Оттого, например, серьезной проблемой может стать очень густое оперение дичи. Также иногда рога на термограмме не всегда хорошо видно, что затрудняет распознавание пола/возраста парнокопытных.
  5. При увеличении расстояния силуэт размывается. При значительном удалении можно наблюдать только неопределенное пятно или светящуюся точку.
  6. Бюджетный тепловизор может «зависать», если ведется наблюдение за добычей из движущегося автомобиля, или с места, но в динамике — к примеру, когда нужно вести тепловизор за животным, быстро выбегающим из «поля зрения» объектива.
  7. Заявленная производителем «максимальная дальность обнаружения» относится к идеальным условиям, на охоте этот показатель снижается примерно вдвое. На это влияют физические помехи, температура воздуха, тип цели, недостаток опыта у пользователя.

Виды подобных приборов

Такие устройства можно разделить на 2 основных группы:

  • Стационарные – используются в цехах предприятий для контроля режимов работы электродвигателей и другого оборудования. Все данные при этом выводятся на мониторы пульта дежурного, который и контролирует показатели. Это довольно мощные тепловизоры, требующие для нормального функционирования отдельного охлаждения. В этих целях чаще всего применяется жидкий азот. Температурный диапазон измеряемых такими устройствами показателей колеблется от -50 ˚С до +2000 ˚С.
  • Переносные (мобильные) – удобные приборы со встроенным экраном, позволяющие в режиме реального времени увидеть утечку или очаг тепла, направив устройство на проверяемую область. Чаще всего они имеют возможность подключения к персональному компьютеру для обеспечения обработки получаемых данных, причем соединение может быть как проводным, так и по Wi-Fi, что тоже очень удобно. Все данные при этом идут через облачное хранилище. Как произвести подобную коммутацию, можно узнать из инструкции к тепловизору.

Сфера применения

Сегодня применение тепловизоров становится максимально обширным. Это вызвано способностью оборудования чутко реагировать на мельчайшие изменения температурных параметров, не различимых человеческому глазу. Главное условие работы техники заключается в излучении электромагнитных волн, которые исходят от исследуемого предмета. По интенсивности излучения оператор может определить, что за предмет он видит перед собой. Пирометр не восприимчив к посторонним помехам и не нуждается в непосредственном контакте с объектом исследования. При значительной дальности действия, оборудование не может быть обнаружено современными системами слежения. Это делает применение тепловизоров весьма востребованным.

В зависимости от назначения, типы тепловизоров подразделяют на:

  • диагностические;
  • военные;
  • морские;
  • медицинские;
  • научные;
  • мультисенсорные;
  • строительные;
  • для систем автоматики.

Диагностические пирометры позволяют выявлять проблемные участки путем анализа температурных показателей систем. Медицинская техника с интегрированными тепловизорами востребована при выявлении у пациентов различного рода заболеваний путем изучения показателей инфракрасного излучения. Морские пирометры способны анализировать инфракрасное изображение при критических погодных условиях.

Основное преимущество мультисенсорных приборов — возможность значительно повысить безопасность охраняемых объектов. Это позволяет включать их в состав современных систем обеспечения безопасности.

Пирометры научного типа позволяют решить обширный спектр задач. Модели могут принадлежать к числу охлаждаемых и не охлаждаемых. Выбор того или иного аппарата зависит от условий предстоящего эксперимента и результата, который необходимо получить пользователю. Строительная аппаратура востребована при обследовании конструкций зданий. Она позволяет моментально и с высокой точностью выявлять дефекты и неисправности.

Читать еще:  Мини-пилорама: разновидности моделей ручной конструкции

В системах автоматизации принцип работы тепловизора позволяет вести мониторинг оборудования и контролировать состояние исследуемого объекта путем анализа разницы температурных показателей. Все чаще подобные приборы включают в состав систем контроля транспортных потоков, поскольку они показывают высокую эффективность при ведении круглосуточного наблюдения за перемещением автотранспорта и людей вне зависимости от условий видимости и уровня освещенности.

При охоте пирометры позволяют достоверно определить положение цели в условиях незначительной видимости. Все чаще подобное оборудование используют в аварийных службах с целью поиска утечек газа.

Область применения

Контроль утечки энергоресурсов

Современные тепловизоры нашли широкое применение как на крупных промышленных предприятиях, где необходим тщательный контроль за тепловым состоянием объектов, так и в небольших организациях, занимающихся поиском неисправностей сетей различного назначения. Так, сканирование тепловизором может безошибочно показать место отхода контактов в системах электропроводки.

Особенно широкое применение тепловизоры получили в строительстве при оценке теплоизоляционных свойств конструкций. Так, к примеру, с помощью тепловизора можно определить области наибольших теплопотерь в строящемся доме и сделать вывод о качестве применяемых строительных материалов и утеплителей.

Прибор ночного видения

Тепловизоры применяются вооружёнными силами в качестве приборов ночного видения для обнаружения теплоконтрастных целей (живой силы и техники) в любое время суток, несмотря на применяемые противником обычные средства оптической маскировки в видимом диапазоне (камуфляж). Тепловизор стал важным элементом прицельных комплексов ударной армейской авиации и бронетехники. Применяются и тепловизионные прицелы для ручного стрелкового оружия, хотя в силу высокой цены широкого распространения они пока не получили.

Спасательные службы

Тепловизоры применяют пожарные и спасательные службы для поиска пострадавших, выявления очагов горения, анализа обстановки и поиска путей эвакуации.

Медицина

Разработки тепловизоров для медицины были начаты в СССР в НПП «Исток» (г. Фрязино Московской обл.) в 1968 году. В 1980-е годы были разработаны методы применения тепловизоров для диагностики различных заболеваний. Выпускаемый в те годы отечественной промышленностью тепловизор ТВ-03 имел широкое применение в различных лечебно-профилактических учреждениях. ТВ-03 был первым тепловизором, нашедшим применение в нейрохирургии [14] . В современной медицине тепловизор используется для выявления патологий, плохо поддающихся диагностике другими способами, в том числе для обнаружения злокачественных опухолей.

С 2008—2009 гг. тепловизоры начали также активно использовать для выделения из толпы лиц инфицированных вирусом гриппа [22] [23] .

Металлургия и машиностроение

При контроле температуры сложных процессов, характеризующихся неравномерным нагревом, нестационарностью и неоднородностью коэффициента теплового излучения, тепловизоры эффективнее пирометров, поскольку анализ получаемой термограммы или температурного поля осуществляется мощной зрительной системой человека.

Для улучшения достоверности измерения температуры нагреваемых металлов необходимо правильно выбирать спектральный диапазон регистрации теплового излучения [24] . Коэффициент теплового излучения ε металлов, нагреваемых свыше 400 °C, сильно изменяется за счёт окисления их поверхности атмосферным кислородом [25] . Поэтому для регистрации их теплового излучения нужно выбирать участок спектра, в котором влияние неопределённости ε на получаемые показания температуры минимальное [24] .

В тепловизионной технике используют разные участки спектра. При измерении невысоких температур регистрируют тепловое излучение в спектральном участке 8-14 мкм и иногда в области 3-5 мкм [26] . Для измерения температур, превышающих 700 °C, применяют высокотемпературные тепловизоры, использующие матрицы на основе Si [27] или InGaAs, которые чувствительны в ближней инфракрасной области спектра, где коэффициент теплового излучения металлов ε гораздо больше, чем в области 8-14 мкм [24] [25] . При необходимости измерения истинной температуры используют тепловизоры, регистрирующие тепловое излучение в трёх участках спектра.

Другие применения

  • Астрономическиеинфракрасные телескопы (англ.) русск. .
  • Система ночного вождения для облегчения контроля дорожной обстановки водителем.
  • Контроль электроцепей на предмет перегрева проводников и плохого контакта.
  • Ветеринарный контроль.

Тепловизор и его применение

Тепловизором определяется тепловое излучение на исследуемой поверхности бесконтактным путем. Принцип функционирования сформирован на считывании инфракрасного излучения. Энергия инфракрасного света превращается в электрические импульсы, считываемые контроллером, после чего на экран поступает соответствующая информация. Эта информация представляется в виде цветового изображения, каждый цвет которого соответствует определенным значениям температур.

Приборы с охлаждаемой матрицей очень дорогие, поэтому неохлаждаемые пользуются популярностью. Область применения прибора довольно широка, так как только в строительстве его используют для обнаружения теплопотерь жилых зданий и сооружений. Когда определяется место теплопотерь здания, принимаются соответствующие меры по их устранению, сокращая расходы на отоплении.

Помимо строительства, рассматриваемое устройство применяется в следующих сферах:

  1. Военная техника. Применяют при проведении боевых действий
  2. Морская техника. Используются для повышения безопасности морских и прибрежных объектов
  3. Медицина. Применяются для выявления заболеваний
  4. Охота. Ускоряется процесс выслеживания добычи

На чувствительность тепловизора влияет размер используемой матрицы поэтому, чем больше ее размер, тем выше значение чувствительных элементов. Чем выше чувствительность прибора, тем лучше он реагирует на температурные показатели, а значит, и картинка на дисплее будет более качественной.

Тепловизионная техника на службе охраны

В 2005 году вышла моя первая статья, посвященная началу освоения тепловизионной техники российскими специалистами по безопасности — «Тепловизионная техника на службе охраны». Эту статью я написал с Ильей Богдановым.

В то время тепловизор был настолько необычной новинкой на российском рынке, что на наших стендах на выставках посетители буквально стояли в очереди(!), чтобы узнать что это такое.

Привожу текст статьи полностью.

Обеспечение безопасности индустриальных и транспортных инфраструктур становится все более сложной и комплексной задачей. Если раньше нужно было противостоять расхищению имущества, то теперь приходится бороться с профессиональными диверсантами.
Банальный, на первый взгляд объект — хранилище хлора для обеззараживания воды — может стать целью диверсии. На такие объекты, как станции водозабора, химкомбинаты, АЭС и многие другие, достаточно проникновения одного человека или транспортного средства, чтобы спровоцировать возникновение очень серьезных последствий.

Безопасность в комплексе

В результате сложится некое представление о том, какие задачи должны быть решены с внедрением системы безопасности, а также определится соотношение суммы возможного ущерба с суммой, которую нужно потратить на систему охраны.
Большинство объектов, оснащенных комплексными системами охраны, оборудуются в том числе системой охраны периметра. Словосочетание «охрана периметра» в данном случае не совсем точное, более правильно было бы сказать — система раннего оповещения о проникновении на объект. Для ее эффективного использования необходимо выработать определенный план действий на случай несанкционированного вторжения. Скорее всего, это будет работа оперативной бригады.

Оптимальное решение для защиты важных объектов

Человеческий фактор, как правило, является одним из наиболее слабых мест в обеспечении безопасности. Технические средства могут выдавать ложные срабатывания по несколько раз в течение дня, люди начинают уставать, их внимательность уменьшается. Одним из вариантов решения этой проблемы является установка системы тепловизионного наблюдения в дополне ние к системе охраны периметра. Почему именно тепловизионного? Для выполнения задач обеспечения безопасности 24 часа 7 дней в неделю система должна надежно и эффективно работать при любых внешних условиях, с высокой вероятностью обнаруживая все несанкционированные вторжения.

Тепловизор — это прибор, который одинаково хорошо контролирует ситуацию днем и ночью при любых погодных условиях, работая в тепловом, невидимом для человеческого глаза спектральном диапазоне, и тем самым позволяя видеть то, что недоступно приборам ночного видения и телекамерам. Первоначально идея наблюдения в тепловом спектре была разработана для военных нужд, затем эта техника появилась у спасателей. Технический прогресс и уникальные свойства тепловых камер сделали подобное решение очень привлекательным средством обеспечения безопасности на важных объектах.

Читать еще:  Индукционные паяльники роскошь или виток эволюции

Тепловизионная охранная техника пока не имеет широкого распространения в России ввиду малого объема информации о ее возможностях, да и восприятие подобных технологий как применяемых только в военной сфере несправедливо ограничивает область их использования. Уникальным свойством наблюдения в тепловом спектре является полная скрытность наблюдения, так как для него не требуются искусственные источники света. Стандартные же камеры требуют дополнительных источников подсветки для работы в ночных условиях, и это позволяет выявить уязвимые места.

Видеонаблюдение является важной составной частью охраны периметра. Грамотно спланированная система не оставляет «слепых» пятен и позволяет оперативно реагировать на события. Но при всех достоинствах видеоконтроля у стандартных CCTV-камер есть недостаток, который часто ограничивает роль видеонаблюдения в охране особо важных объектов. Такие факторы, как плотный снег, туман, отсутствие подсветки в ночное время, приводят к резкому снижению эффективности стандартных средств. Это часто является причиной отказа от средств визуального контроля обстановки на объектах, где функционирование в «экстремальных» условиях является обязательным.

Тепловизор, в отличие от обычной высокочувствительной камеры или камеры с ИК-подсветкой, способен «нести службу» независимо от погодных условий и условий освещенности: безлунная ночь, небо в тучах, туман, дым или, наоборот, очень яркое солнце — не скажутся отрицательно на результатах работы. Чувствительный элемент тепловизора работает в спектральном диапазоне, не видимом человеческому глазу, и практически не реагирует на вышеописанные изменения внешних условий. Другими словами, при помощи тепловизора одинаково хорошо видно и в яркий солнечный день, и темной ночью. Для изготовления сенсора используется полупроводниковый материал — ртутно-кадмиевый теллурид, который наиболее эффективно поглощает тепловой спектральный диапазон. Объективы для тепловых камер делают из германия, пропускающего только нужный спектр. Такие объективы очень дорогие, так что бюджетными подобные решения пока не назовешь.

Тепловизоры в общей системе наблюдения за объектом

С точки зрения процесса инсталляции тепловизор — это обычная камера, которая имеет все необходимые интерфейсы для интеграции с системой видеонаблюдения, обеспечивая при этом значительно более высокие характеристики, чем стандартные средства. С помощью тепловизора возможно всегда видеть не только то, что происходит у стен объекта, но и перед ними (что позволит иметь гораздо больше времени для принятия необходимых мер). Применение тепловизоров сведет до минимума возможность ложных срабатываний системы охраны периметра, что позволит бригаде быстрого реагирования получать максимально полную информацию.
Принцип действия тепловизора основан на восприятии матрицей прибора теплового излучения от объектов в диапазоне 3-14 мкм. Тепловизор способен «видеть» ночью тепловое излучение от объектов и тем самым формировать четкую картину происходящих событий.

Тепловизионное изображение на экране монитора не отличается от изображения с обычной видеокамеры для распознавания образов человека, автомобиля или собаки. У тепловизоров есть ряд ограничений, связанных с особенностью формирования сигнала. Например, часто задают вопрос: «Можно ли с помощью тепловизора идентифицировать по лицу конкретного человека?». Нет, это невозможно ввиду того, что тепловизор не передает контуры лица человека, а показывает распределение «температуры» на лице.
Задача тепловизора — не идентифицировать конкретную личность, а в сложных условиях выявить того, кто пытается совершить неправомерные действия (ведет скрытое наблюдение, замаскирован от визуального обнаружения), и, как следствие, вовремя их предотвратить. С этим тепловизоры справляются блестяще!
Обычно тепловизоры и стандартные CCTV-камеры используются совместно и эффективно дополняют друг друга.

Виды тепловизионной техники

Существует широкий ряд моделей тепловизоров и программного обеспечения для решения разнообразных проблем обеспечения безопасности. На рынке доступны модели следующих классов: ручные, ближнего действия (до 500 метров), среднего (до 5 километров) и дальнего (более 5 километров). Отдельным классом стоят комплексные системы, совмещенные с CCD-сенсором, GPS, лазерным дальномером и т.п.
На рынке систем теленаблюдения доступна широкая линейка продуктов, начиная от портативных ручных тепловизоров для бригад оперативного реагирования до дальнодействующих комплексных систем с дистанцией детектирования 50 км.

Приборы с ультрашироким (180°) полем зрения способны перекрывать дистанцию в 400 м и детектирует вторжения с расстояния в 200 м. Благодаря своим характеристикам их можно применять в качестве альтернативы классическим системам охраны периметра. Кроме того, такие приборы обладают всеми преимуществами тепловизионного метода охраны.
Для обеспечения наиболее полной информированности об обстановке и принятия решения о вторжении на объект, применяются тепловизоры, выполненные на поворотном устройстве.

Они способны поворачиваться в место детектирования движения и в деталях показывать, что происходит. Эти приборы также оборудованы CCD-камерой — таким образом, обеспечивается полная информационная осведомленность о ситуации. Программное обеспечение легко позволяет подключать приборы также к уже существующим датчикам системы охраны периметра, что несомненно расширяет спектр их применения.

Увидеть и засечь проникновение — это задача стационарных систем. А что делать, если нарушителю все-таки удалось прорваться на ваш объект? Здесь приходят на помощь портативные тепловизоры.
Благодаря этим миниатюрным устройствам нарушители ни при каких условиях не останутся незамеченными. Прибор защищает легкий ударопрочный корпус стандарта IP65, а диапазон его рабочих температур составляет -40. +55 °С. Особенно интересен последний класс устройств для оперативного развертывания, позволяющих контролировать большие пространства.
Мы рассмотрели разнообразные варианты защиты периметра, где есть возможность установки ограждений. А что делать там, где невозможна установка заборов и классических датчиков по охране периметра, но в то же время необходимо защищать большие пространства? Морские и авиационные порты, нефтяные и газовые месторождения, крупные перерабатывающие предприятия, военные объекты и граница? Для решения этих задач требуются мощные тепловизонные системы на QWIP-детекторах (Quantum Well Infrared Photodetector — детектор на квантовых ямах) серии Thermo Vision 2000/3000 MS. Примечательным является тот факт, что данная технология применяется при исследовании космического пространства в тепловом спектре и была разработана в NASA. Она обеспечивает чувствительность и качество картинки в три раза выше, чем остальные системы, предназначенные для этих же целей.

Радиус действия данных систем cоставляет 50 км. Они оборудованы высокоточным поворотным устройством, с хорошей повторяемостью позиционирования. В систему встроена видеокамера дневного света с 25-кратным оптическим увеличением, лазерный дальномер и GPS-система. Таким образом, используя данное оборудование, можно не только увидеть происходящее, но и точно определить местоположение интересующего объекта.
Как уже говорилось выше, эти разработки пришли из военной сферы, но последние события показывают, что охрана некоторых объектов сродни военным действиям. Противодействовать приходиться не только банальному воровству, а обученным диверсантам. Кроме того, тепловизоры могут быть эффективно использованы для оперативного обнаружения очагов возгорания или различных тепловых утечек, контроля производственного процесса или железнодорожных составов, и каждый из этих пунктов — тема отдельной статьи, и во многом — разработка новых уникальных решений для рынка.

Резюмируя вышесказанное, хочется отметить актуальность использования инновационных средств в сфере безопасности. Можно утверждать, что тепловизионная техника становится необходимым компонентом комплекса систем безопасности, отвечающих реалиям сегодняшнего дня.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×