Корзина
25 отзывов
"БАЛТЕХ" приглашает на семинар! Посмотреть
"Технологии надежности" - Reliability technologies
График работы
  • Понедельник
    09:0018:00
  • Вторник
    09:0018:00
  • Среда
    09:0018:00
  • Четверг
    09:0018:00
  • Пятница
    09:0016:30
  • Суббота
    Выходной
  • Воскресенье
    Выходной
Контакты
+7(812)-335-00-85
+7(812)-335-00-85
факс
BALTECH
Ратников Дмитрий Николаевич
РоссияРоссияСанкт-ПетербургС-Петербург, ул. Чугунная, 40
www.baltech.ru
+7(812)-335-00-85
+7(812)-335-00-85

Матрица тепловизора

Матрица тепловизора

Тепловизионная картинка тепловизора (термограмма) создается благодаря приемнику инфракрасного излучения – матрице тепловизора, представляющую собой достаточно сложную микросхему с массивом светочувствительных элементов (фоторезисторов).

Матрица тепловизора

Тепловизионная картинка тепловизора (термограмма) создается благодаря приемнику инфракрасного излучения – матрице тепловизора, представляющую собой достаточно сложную микросхему с массивом светочувствительных элементов (фоторезисторов). Каждый элемент матрицы тепловизора, называемый иначе пикселем, поглощает ИК-излучение и выдает электрический сигнал, пропорциональный поглощенной световой энергии. Сигналы от всех пикселей матрицы обрабатываются микросхемой матрицы и электроникой тепловизора и, в результате, формируется термограмма – визуальное изображение распределения температурного поля исследуемого объекта. Очевидно, что при одной и той же оптике тепловизора, термограмма будет тем детальней, чем больше пикселей содержит матрица тепловизора.

Матрицы тепловизоров, в зависимости от свойств светодиодов, подразделяются на охлаждаемые и неохлаждаемые. Охлаждаемые ПЗС-матрицы (прибор с зарядовой связью) требуют для своей работы охлаждения жидким азотом или использования холодильника Стирлинга. Создание системы охлаждения делает тепловизоры очень дорогими, громоздкими, энергопотребляющими и зачастую небезопасными. Но вместе с тем, охлаждаемая матрица обеспечивает высокое быстродействие и дальность измерений тепловизора, а также разрешение (до 0,018°), недостижимое для неохлаждаемых матриц. Учитывая названные недостатки и преимущества охлаждаемых матриц, тепловизоры на их базе применяются, в основном, для решения узкоспециальных задач.

Массовое же применение сегодня, в первую очередь, благодаря существенно меньшей стоимости, компактности и мобильности, находят тепловизоры с неохлаждаемой микроболометрической матрицей, работающей при температуре окружающей среды, и обеспечивающей точность (до 0, 07°С), достаточную для решения большинства практических задач диагностики и аудита. Современные микроболометрические матрицы обладают временем реакции в несколько сотых долей секунды, что позволяет им обеспечивать формирование стандартного телевизионного сигнала в реальном масштабе времени со стандартной частотой кадров. Это частично компенсирует их отставание от охлаждаемых матриц по чувствительности.

В настоящее время в промышленные тепловизоры устанавливаются микроболометры на основе оксида ванадия (VOx) или аморфного кремния ( Si). А среди ведущих мировых производителей микроболометрических матриц необходимо выделить такие компании как L3, BAE, DRS, FLIR, Raytheon, Ulis, SCD, NEC.

 

Таблица 1 – Сравнение микроболометров на оксиде ваннадия и аморфном кремнии (α-Si)


https://images.ru.prom.st/653528616_w1280_h1280_konstruktsiya_edinichnoj___metricheskoj_matritsy.jpg?fresh=1

Рис.1 – Конструкция единичной ячейки (пикселя) микроболометрической матрицы

 

Матрица тепловизора устанавливается в фокальной плоскости объектива, в которой сходятся все ИК-лучи от объекта. Что касается размеров матрицы, то согласно общепринятым мировым стандартам матрицы выпускаются размером 160х120, 320х240, 384х288, 640х480 пикселей. Матрицы большего размера исключительно дорогие по цене и выпускаются по спецзаказу.

А какая из матриц лучше – из оксида ванадия или из аморфного кремния? Если необходима высокая чувствительность тепловизора и высокое качество изображения, то следует выбирать матрицу из оксида ванадия, если же требуется высокая частота съемки информации, то свой выбор останавливают на матрице из аморфного кремния.

Выше мы уже упоминали, что размер матрицы определяет разрешающую способность тепловизора – чем больше пикселей содержит матрица, тем более детально можно исследовать температурное поле объекта. Но, в связи с тем, что увеличение размера матрицы приводит к существенному увеличению стоимости тепловизора, то, прежде, чем купить тепловизор, необходимо соизмерить его возможности с требованиями решаемых задач. Как показывает практика, тепловизоры с матрицей:

·             160х120 пикселей могут быть использованы для элементного контроля систем вентиляции, отопления, электротехнического оборудования и обследования ограждающих конструкций зданий в 1-2 этажа;

·             320х240 пикселей, помимо решения задач, выполняемых матрицей 160х120 пикселей, используют для обследования более высоких объектов – многоэтажных домов, дымовых труб, линий электропередач и др.;

·             640х480 пикселей являются универсальными и предназначены для обследования практически всех объектов с малых и больших расстояний, и незаменимы при научных изысканиях и разносторонних технологических решениях.

 

Рис.2 – Пример сравнения термограмм, полученных тепловизорами разного разрешения

 

Тепловизоры с высоким разрешением обеспечивают большую детализацию мелких объектов с больших расстояний, а также позволяют охватить больший участок объекта с одного и того же расстояния без потери информации о распределении температурного поля. Например, одним снимком тепловизора с матрицей 640х480 пикселей с расстояния в 5 метров можно охватить участок размером 4х3 м. А для охвата этого же участка тепловизором с матрицей 160х120 пикселей потребуется сделать уже 16 снимков и с более близкого расстояния (рис.3).

Рис.3

 

Для получения более полной информации по матрицам тепловизоров (вариантам конструкции, преимуществам и недостаткам используемых материалов, формированию термограммы и др.), настройке тепловизора и правилам проведения тепловизионного обследования мы приглашаем вас пройти обучение на курсе ТОР-104 «Тепловизионный метод неразрушающего контроля» (преподаватель, к.т.н., Романов Роман Александрович) в нашем Учебном центре «Балтех» (Санкт-Петербург или BALTECH GmbH (Германия, г.Любек).

 

Другие статьи
  • Сборные грузы из Европы
    Сборные грузы из Европы
    В условиях жесткой конкуренции любой продукт европейских производителей является результатом глубоких исследований, всестороннего тестирования и моделирования и постоянного менеджмента качества на каждом этапе производства.
    Полная версия статьи
  • BALTECH GmbH - Отправка сборных грузов
    BALTECH GmbH - Отправка сборных грузов
    Компания BALTECH GmbH (Германия, г.Любек) уже более 10-лет представлена в сегменте перевозок промышленного оборудования, сырья и комплектующих из стран ЕС в Россию. На сегодняшний день компания BALTECH GmbH располагает собственными...
    Полная версия статьи