Для чего нужен тепловизор

Для бесконтактного измерения температурных полей и ведения наблюдения в ночное время все более широкое применение получают тепловизоры - приборы, работающие в инфракрасном диапазоне волн. Конструкция тепловизора включает в себя объектив, тепловизионную матрицу и блок обработки сигнала. Чувствительный элемент этого прибора (матрица миниатюрных термо-детекторов) улавливает инфракрасные сигналы, поступающие от различных объектов, и преобразует их в видеосигнал. Первый тепловизор (инфракрасная камера), появившийся несколько десятилетий назад, представлял собой довольно громоздкий прибор и работал по принципу оптико-механического сканирования пространства. В тот период времени возникали определенные сложности с повышением разрешения и улучшением качества изображения, для чего несколько приемников объединялись в линейки.

С внедрением средств цифровой обработки сигналов стали производиться тепловизоры компактных размеров, сравнительно небольшой массы и с оптимальным уровнем энергопотребления. Однако по причине того, что обычное стекло непроницаемо для инфракрасного излучения с диапазоном волн 8-14 микрон, для изготовления объектива этого прибора используется специальный материал - чистый германий.

Изготовление линз из этого материала представляет собой технологически сложный и дорогостоящий процесс, и этим, собственно, объясняется высокая цена тепловизоров.

На сегодняшний день тепловизоры используются в аэропортах для прохождения предполетного контроля, для медицинской диагностики, научных исследований, ночной охоты, обнаружения дефектов строящихся зданий и пр. Первоначально эти приборы использовались военными и спасателями, но впоследствии стали активно интегрироваться в современные системы безопасности. Также с пмощью тепловизоров проводится тепловизионное обследование трубопроводов, информацию об обследовании можно найти на сайте https://teplovizov.ru/uslugi/teplovizionnoe-obsledovanie-truboprovodov/.

Для обеспечения безопасности на ответственных объектах в настоящее время используются комплексные системы безопасности, включающие в себя "систему охраны периметра", то есть систему раннего оповещения о попытке проникновения на охраняемую территорию. Практика показывает, что одним из слабых звеньев любой системы безопасности является человеческий фактор, а также большая вероятность ложного срабатывания сигнализации. Наряду с этим, технические возможности обычных видеокамер ограничены, и замаскированные объекты (к примеру, спрятавшийся в кустах человек) ими не улавливаются. Для видеокамер не менее проблематичным является обнаружение объектов в условиях сильной задымленности и плохого освещения. Для ликвидации всех слабых звеньев в системы безопасности стали интегрировать тепловизоры.

Тепловизор обеспечивает контроль ситуации при любой степени освещенности, так как ведение наблюдения в тепловом (инфракрасном) спектре дает возможность фиксировать то, что недоступно приборам ночного видения и видеокамерам. Тепловизоры обеспечивают полную конфиденциальность наблюдения, так как для них, в отличие от видеокамер, не требуется подсветка в ночное время. Как известно, для ведения видеонаблюдения с помощью обычных камер основным мешающим фактором являются погодные условия (туман, снегопад).

Тепловизор, работающий в тепловом спектральном диапазоне, практически не реагирует на изменение погодных условий и обеспечивает большую дальность видения в любое время суток. Кроме этого, расчеты показывают, что для ведения наблюдения требуется меньшее количество тепловизоров, чем видеокамер. Однако, при всех перечисленных преимуществах, речь о полной замене видеокамер тепловизорами не идет, так как они эффективно дополняют друг друга как составляющие единой системы безопасности.

Для максимального использования всех технических возможностей тепловизоров они обычно устанавливаются в местах недостаточной освещенности (вдоль неосвещенного периметра) для наблюдения за объектом или прилегающей территории. Тепловизоры предназначены для ведения наблюдения за открытыми пространствами, водными поверхностями и участками с растительностью. Эти приборы улавливают любые излучающие тепло объекты, которые отображаются на дисплее в желто-красной цветовой гамме, тогда как холодные объекты практически неразличимы. Правда, в охранных тепловизорах, в отличие от измерительных, используется черно-белая монохромная гамма, так как температуру они не измеряют.

Изображение с тепловизора, поступающее на экран монитора, позволяет без труда распознавать объекты. При этом существуют определенные ограничения: тепловизор не дает возможности идентифицировать конкретного человека, особенно если наблюдение ведется с большого расстояния. Подробная детализация черт лица, в принципе, и не входит в его основное предназначение, так как задача прибора - обнаружить объекты, которые обычной камерой не визуализируются. Исходя из этого, наблюдение посредством тепловизоров, с этической точки зрения, считается более приемлемым: к примеру, при наблюдении за частными владениями прибор будет лишь фиксировать объекты, перемещающиеся по территории, но не идентифицировать их лица.

Тепловизоры делятся на две основные категории: приборы с охлаждаемой и неохлаждаемой матрицей. К первой категории относятся приборы, характеризующиеся максимальной чувствительностью, внушительными габаритами и высокой ценой.

Исходя из этого, они устанавливаются преимущественно на крупной военной технике. Тепловизоры с неохлаждаемой матрицей менее чувствительные, но более неприхотливые, легкие и компактные. Все перечисленные характеристики обеспечили наибольшую востребованность именно этих универсальных приборов, доля которых на современном рынке доходит до 95%.

Наряду с этим, эти приборы классифицируются на тепловизоры ближнего, среднего и дальнего действия. Существуют также ручные тепловизоры, к которым относятся портативные модели с дистанцией детектирования 50 м. Портативные тепловизоры давно взяты на вооружение для оперативного слежения на охраняемых объектах. Если злоумышленники успели проникнуть на объект, дальнейшее отслеживание происходит именно с помощью этих приборов. Радиус действия тепловизоров ближнего действия составляет 500 метров, среднего действия - до 5 километров, и дальнего - более 5 километров. Для максимального расширения визуального диапазона предназначены тепловизоры на поворотном устройстве, которые разворачиваются в направлении обнаружения движения.

Среди наиболее востребованных приборов для оперативного слежения, поиска и последующего реагирования выделяют тепловизионные бинокли и тепловизионные прицелы. Тепловизионные прицелы нередко используются для ночной охоты, так как позволяют прицеливаться в самых неблагоприятных для этого условиях - в полной темноте или в условиях тумана. Тепловизионный бинокль, работающий по принципу тепловизора, предназначен для поиска и обнаружения теплокровных объектов, к примеру, при проведении аварийно-спасательных работ и охране объектов.

Таким образом, тепловизоры, преображающие невидимое глазом инфракрасное излучение в визуальное изображение, являются одними из самых эффективных средств обеспечения безопасности.

По своим эксплуатационным и техническим характеристикам тепловизоры значительно превосходят не только видеокамеры, но и приборы ночного видения. Приборы ночного видения более просты в использовании и доступнее по цене, однако, у них низкая степень помехозащищенности и недостаточная дистанция детектирования. На сегодняшний день на рынке представлены различные модели тепловизоров, способные работать в необходимом радиусе действия.

Автор: Юрий Горшков

Иллюстрация к статье: Яндекс.Картинки