Что такое тепловидение?

Тепловидение – это совокупность методов и средств получения видимых изображений по тепловому излучению объектов. Тепловое излучение - естественное электромагнитное излучение, испускаемое любым объектом, температура которого выше абсолютного нуля (0 К = -273,16°С). Это излучение зависит от температуры объекта. С её повышением возрастает общая энергия испускаемого теплового излучения (пропорционально абсолютной температуре в четвертой степени), а максимум спектра излучения перемещается в область малых длин волн (см. рис. 1). Спектральный максимум теплового излучения солнца (5800К) 0,5 мкм расположен в видимой области спектра, а максимум теплового излучения тел комнатной температуры (18…22°С) 10 мкм – в дальнем инфракрасном диапазоне.

Рис. 1. Спектральная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела в зависимости от длины волны при различных температурах. Штриховая линия, проходящая через максимумы кривых Планка, представляет закон смещения Голицына — Вина.

При температурах поверхности тел 500-600°С тепловое излучение становится видимым - малиновое свечение. Следовательно для наблюдения теплового излучения тел с температурой ниже 600°С тепловизионная система должна быть чувствительна в инфракрасном диапазоне (длины волн более 0,75 мкм). Современные тепловизионные системы, как правило, работают в спектральном диапазоне дальнего ИК (8…12 мкм) и контролируют объекты с минимальной температурой до - 40°С.
Тепловизионные системы делятся на наблюдательные и измерительные.

Наблюдательные тепловизионные приборы – оптико-электронный приборы для поиска, обнаружения и распознавания объектов по их тепловому излучению. Они формируют временную последовательность тепловых изображений – электронных изображений (черно-белых или в условных цветах) где яркость или цвет соответствуют распределению интенсивности теплового излучения в поле зрения прибора (см. рис. 2).

Рис. 2. Тепловое изображение, полученное в спектральном диапазоне 8…12 мкм.

Измерительные тепловизионные приборы - оптико-электронный приборы, предназначенные для бесконтактного (дистанционного) наблюдения, измерения и регистрации пространственно-временного распределения радиационной температуры объектов, находящихся в поле зрения прибора, путем формирования временной последовательности термограмм и определения истинной температуры поверхности объекта по известным значениям коэффициента излучения и параметров съемки (температуры радиационного фона, дистанции и т. д.).

Рис. 3. Термограмма. В отличии от теплового изображения имеет температурную шкалу, устанавливающую соответствие цвета температуре

Термограмма - двумерное цифровое изображение, каждому элементу которого присваивается яркость или цвет, определяемый в соответствии с условной температурной шкалой термограммы (см. рис. 3).

Для целей диагностики и контроля качества инженерно-технических объектов и сооружений, в том числе и ограждающих конструкций зданий, используются измерительные тепловизоры. Как любые средства измерения измерительные тепловизоры для правомочного использования на территории Российской Федерации должны иметь Сертификат ГОССТАНДАРТА (теперь РОСТЕХРЕГУЛИРОВАНИЯ) России об утверждении типа средств измерений. Измерительные тепловизоры должны проходить периодическую поверку и иметь соответствующее Свидетельство о поверке. Сертификат устанавливает межповерочный интервал. Для тепловизоров, как и для пирометров – 1 год.