Тепловизоры для школ в Екатеринбурге. Важность, точность, скорость работы

Тепловизоры нашли свое место во многих сферах жизни человека. тепловизоры применяются в строительных сферах, для поиска утечки тепла, в аэропортах, школах и других гос. учреждениях для выявления заболевших с повышенной температурой в периоды карантина.

В этой статье рассмотрим тепловизоры для школ, ознакомимся с принципом действия тепловизора, рассмотрим существующие виды, их характеристики, достоинства и недостатки и т.д.

Виды, характеристики, принцип работы тепловизора

Сегодня использование тепловизоров становится максимально широким. Это связано со способностью оборудования быстро реагировать на малейшие изменения температурных параметров, которые не различимы человеческим глазом. Основным условием методики является излучение электромагнитных волн, исходящих от объекта. По интенсивности излучения оператор может определить, какая и насколько изменилась температура объекта. Тепловизор не подвержен посторонним помехам и не нуждается в непосредственном контакте с объектом исследования. 

В зависимости от назначения, тепловизоры подразделяют на:

• Диагностические;
• Военные;
• Морские;
• Медицинские;
• Научные;
• Мультисенсорные;
• Строительные;
• Для систем автоматики.

Стационарный тепловизор Термо-01

Ручной тепловизор  

Тепловизионная IP камера  

Далее приведем описание устройства и принцип действия тепловизора. Конструкция прибора включает следующие компоненты:

• Объектив, предназначенный для фокусировки ИК-лучей на приемном устройстве, которое преобразует электрический сигнал в наглядную термограмму.
• Дисплей. Визуализированная картинка демонстрируется на ЖК-экране. Кроме того, на дисплее показывается шкала температур, время и дата, температура исследуемого объекта.(У дешевых моделей на дисплее показывается только температура)
• Управление. С помощью элементов управления производится настройка электроники.
• Хранилище информации. Полученные данные хранятся на картах или специальных устройствах. Большинство моделей тепловизоров оснащены памятью для хранения текстов, фото- и видеоматериалов.

Также устройство имеет специальное программное обеспечение, электронную систему для обработки данных и формирования отчета.

Принцип работы тепловизора основывается на регистрации и анализе температур поверхности объектов. Каждый из материалов обладает собственной отражающей и поглощающей способностью инфракрасного излучения. Неравномерный нагрев одной и той же поверхности позволяет сформировать картину распределения температуры на ней, связав цвет на дисплее с температурой. В этом случае температурное разрешение составляет 0,05-0,1 градуса. Особенности спектрального диапазона 8-14 мкм и 3-5 мкм. 5 мкм, в которых работают тепловизоры, таковы, что поверхностные слои атмосферы наиболее прозрачны для заданной длины волны, обеспечивая при этом наибольший диапазон наблюдения объектов, излучающих в диапазоне температур от -50 до +500 градусов. В этом диапазоне частот наименьшими помехами от атмосферных явлений являются туман, дождь, снег и дым.

Теперь, когда мы знаем виды тепловизоров, устройство и принцип его работы, предлагаю перейти к части, где будет рассматриваться процесс выбора тепловизора.

Как выбрать тепловизор

При выборе тепловизора прежде всего нужно учитывать цели, ставящиеся перед системой и бюджет, в рамках которого должна быть приобретена и установлена система. 

Нужно понимать, будет ли это ручной тепловизор или стационарный, будет ли он интегрирован в СКУД или будет работать автономно. Будет ли это тепловизионная камера, с записью данных или нет. Выбор тепловизора зависит только от требований и пожеланий заказчика.

Говоря о выборе тепловизоров для школ, нужно понимать, что для школ с малой проходимостью, будет удобен ручной тепловизор, когда на входе охранник будет измерять температуру у каждого входящего на территорию человека. у школ с большим количеством учащихся, на входе логичней устанавливать тепловизионную камеру, которая будет замерять температуру учащихся, и на мониторах у охранника будет показываться температура входящих в здание людей.

Пример использования Термо-01 с интеграцией в СКУД:

Достоинства и недостатки тепловизора

• Тепловизору для наблюдения не требуется осуществлять подсветку объекта наблюдения, а, значит, обеспечивается скрытность наблюдения.

Этот факт и стал определяющим при использовании тепловизора. Первые тепловизоры появились как приборы наблюдения и прицеливания на военной технике и только в последнее время они стали применяться для бытовых или охранных целей.

• Тепловизор великолепно видит человека по его собственному излучению.

Как и любое нагретое тело, человек излучает в пространство электромагнитную энергию. Вот только излучает он максимум энергии в диапазоне длин волн 8 - 12 мкм, поскольку открытые участки кожи человека имеют температуру кожи порядка 32ºС. К тому же мощность этого излучения достаточно малая. На расстоянии 300 м (без учета поглощения в атмосфере) облученность от тела человека составляет около 10 - 7 Вт / см2.

• Качество тепловизионной картинки практически не зависит от того, днем или ночью мы наблюдаем цель.

Более того, ночью способности тепловизора по обнаружению цели даже возрастают, поскольку ночью повышается тепловой контраст между почвой и нагретым телом.

• Тепловизор практически невозможно «ослепить» прожектором видимого света.

Данная особенность объясняется наличием германиевого объектива, который является оптическим фильтром, отрезающим видимый диапазон излучения.

• Тепловизор имеет великолепную чувствительность.

Эквивалентная шуму разность температур (NEdT) у тепловизоров находится обычно в диапазоне от 20 до 80 мК.

Недостатки тепловизоров:

• Высокая стоимость.

Разброс цен объясняется разницей в возможностях тепловизоров по обнаружению целей и их конструктивными особенностями. Огромное влияние на стоимость тепловизора оказывает фокусное расстояние объектива (диаметр линзы). Линзы у объективов тепловизоров чаще всего делают из германия. Для наглядного представления стоимость грамма германия примерно равняется стоимости грамма золота. От 80 до 90% стоимости тепловизора составляют объектив и матрица приемника.

• Ограниченный ресурс работы.

В первую очередь это относится к охлаждаемым тепловизорам, ресурс которых редко превышает 7 тыс. часов из-за необходимости менять изношенный криогенный холодильник.

Данные тепловизоры имеют матрицы глубокого охлаждения и используют материалы типа KPT, InSb или арсенид галлия (QWIP). Эти матрицы отличаются хорошей чувствительностью, но требуют глубокого охлаждения, При этом у них есть ограничения по количеству термоциклов (нагрев матрицы в выключенном состоянии и охлаждение при работе), т.е. желательно, чтобы такой тепловизор работал непрерывно.

• Главный недостаток охлаждаемых тепловизоров - потеря герметичности холодильника и вакуума в матрице.

Неохлаждаемые тепловизоры имеют гораздо больший ресурс работы, поскольку не имеют холодильника, но они тоже имеют тенденцию к деградации матрицы со временем, что объясняется сложными химическими соединениями чувствительного слоя матрицы и потерей вакуума в ней. Для болометра на основе оксида ванадия время непрерывной работы составляет около 40 000 часов (4,5 года).

• Меньшая разрешающая способность по сравнению даже с дешевыми ТВ-камерами.

Типовой размер матрицы тепловизора - 328 х 256 пикселей, что примерно вдвое меньше, чем у ТВ-камеры.

Настройка тепловизора и измерение температуры

Точность измерений зависит не только от матрицы прибора, но и от правильной настройки под условия съёмки. Основные параметры, которые задают перед измерением температуры тепловизором:

• Коэффициент излучения (эмиссия) — зависит от материала поверхности (металл, пластик, кожа). Неверное значение даёт ошибку в несколько градусов.
• Отражённая температура — поправка на тепло от посторонних источников.
• Диапазон измерения — выбирается под задачу: контроль людей, электрооборудования или ограждающих конструкций.
• Фокус и дистанция — расфокус «размывает» температуру по пикселю и занижает реальный пик нагрева.

Как измерять температуру тепловизором правильно

Прибор наводят перпендикулярно поверхности, без съёмки сквозь стекло и блестящие экраны — они отражают инфракрасное излучение и искажают результат. Для контроля людей на входе (например, измерение температуры на проходной школы) тепловизор калибруют по эталону «чёрного тела», а измеряют зону внутреннего угла глаза — она точнее всего отражает температуру тела. Для технического контроля сравнивают однотипные узлы между собой: аномальный нагрев виден как «горячее пятно» относительно соседних.

Недостатки и ограничения тепловизора

Тепловизор — мощный инструмент для выявления нарушений по температурному фону, но у него есть принципиальные ограничения. Главное — он не видит сквозь стекло и воду. Стекло отражает и поглощает инфракрасное излучение, поэтому тепловая картина за окном или в застеклённом помещении будет искажена или вовсе недоступна. Аналогично — вода экранирует ИК-сигнал, что делает невозможным контроль объектов под водой или в условиях сильного тумана.

Тепловизор показывает распределение температуры, а не визуальную картинку. Это значит, что без дополнительного видеоканала сложно однозначно идентифицировать объект: человек, животное или техника могут выглядеть схоже по тепловому следу. Для точной идентификации нужна модель с совмещённой видимой камерой (гибридная система). Также точность измерений зависит от правильной калибровки, на которую влияют влажность, ветер, отражения и температура окружающей среды. Даже небольшие отклонения в настройках могут привести к ошибкам в показаниях.

Стоимость тепловизора значительно выше, чем у обычной камеры или системы видеоаналитики «Малахит». Кроме того, точность измерения температуры ограничена — особенно на дальних дистанциях или при низком разрешении матрицы. Поэтому тепловизор оправдан только там, где критически важен контроль температуры: на промышленных объектах, в энергетике, при охране периметра в сложных погодных условиях. Во всех остальных случаях — например, при распознавании лиц, фиксации номеров или анализе поведения — выгоднее и эффективнее использовать обычную камеру с видеоаналитикой.

Частые вопросы

Установка, монтаж

Установка и монтаж тепловизионной системы должны проводиться строго подготовленными специалистами. 

Эффективность тепловизионной системы для выявления людей с повышенной температурой тела в значительной степени зависит от условий окружающей среды. Данную систему необходимо использовать только внутри помещений. При этом недопустимы резкие колебания воздуха и температуры окружающей среды. Место установки устройств и окружающее освещение (слишком яркое или слишком темное) значительно влияют на точность обнаружения лиц. Для повышения точности измерений и повышения эффективности обнаружения лиц при установке необходимо учитывать следующие требования:

• В качестве места установки выберите точку напротив одностороннего прохода так, чтобы обеспечить полный захват лица каждого из проходящих людей.
• В точке установки должно быть стабильное и достаточное освещение. В случае задней засветки или при недостаточном освещении необходима дополнительная подсветка, чтобы черты лица были четко видны.
• Для установки системы выберите помещение с постоянной температурой воздуха, не допускается сильная циркуляция воздуха. Использование системы на улице не рекомендуется, так как возможны перепады температуры.
• Если система используется на входе с улицы в помещение, необходимо установить оборудование на некотором расстоянии от входа (например, при использовании на таможне или на КПП). Перед измерением температуры человек должен находиться в помещении не менее 5 минут. Это позволяет уменьшить влияние температуры окружающей среды (улицы) на измеряемую температуру тела человека.
• Не допускается размещение объектов с высокой или низкой температурой вблизи точки установки системы.
• Направлять тепловизор следует так, чтобы за спинами людей не было объектов с высокой температурой (мониторы, компьютеры, нагреватели и т.п.)
• Устройства следует надежно закрепить, чтобы избежать ошибок при обнаружении лиц и измерении температуры, вызванных тряской.

Наше предложение

Оформлять заказ необходимо только у проверенных поставщиков, которые способны гарантировать высочайшее качество и надежность товара. Сотрудничество с нами позволит вам оставаться уверенным в следующих преимуществах:

• Гарантия на базовое оборудование и комплектующие;
• Сервисное обслуживание;
• Грамотная обратная связь;
• Специалисты имеют необходимое образование

Компания Мелдана

Компания «Мелдана» является надежным интегратором тепловизионных систем, таким образом на ваших объектах может появиться современное оборудование от ведущих компаний рынка.

Наши клиенты:

• Tinkoff bank
• СDEK
• IKEA
• Газпром
• Pepsico
• ПЭК
• TELE 2 
• Сбербанк 
• Intel
• Перекресток
• Банк ОТКРЫТИЕ 
• И др. 

На протяжении всей своей деятельности компания получает положительные отзывы. Заказывая проект у нас, вы получаете гарантию качества и можете быть спокойны, что сроки заказа будут соблюдены. Компания Мелдана предоставит только лучшие товары по привлекательным для вас ценам.

Заключение

Подводя итог. Тепловизоры помогут обезопасить и будут работать во благо общества как в промышленных сферах, так и в местах массового скопления людей. Тепловизоры помогут быстро выявить человека с повышенной температурой, либо утечку тепла, если речь идет об использовании тепловизоров на предприятии. 

С помощью тепловизоров компания «Мелдана» делает мир и вашу жизнь безопаснее.