Какой тепловизор выбрать, сравнение тепловизоров. Тепловизор Flir One. Модификация. Тесты. Сравнение с Seek Thermal. (много фото)

Тепловизор – прибор, предназначенный для определения теплового излучения на исследуемой поверхности бесконтактным методом. Распределение температуры отображается на дисплее как цветная картинка, где разным температурам соответствуют разные цвета.

Тепловизор получил широкое распространение в сфере электроэнергетики, теплоэнергетики, систем безопасности, в военной, и медицинской технике, охоты и т.д…

Тепловизор – очень полезная вещь как минимум для предотвращения энергетических аварий и их последствий. С помощью тепловизора легко можно определить теплопотери в здании и выявить скрытые дефекты теплоизоляции. Так же тепловизором можно выявить места протечек водопровода за стеной или теплоносителя системы “теплый пол”. В сфере электроники тепловизором можно выявить места КЗ, увидеть тепловой режим работы радиоэлектронных приборов и тд…

Я тепловизор искал для ремонта ноутбуков. Не секрет, что очень часто материнские платы по первичным или вторичным цепям питания уходят в короткое замыкание. Для определения дефектного элемента приходилось подключать лабораторный блок питания в цепь с КЗ, и методом прощупывания пальцами определять элемент который ушел в КЗ. Бывали ситуации, когда короткое замыкание неполное, и методом прощупывания не удавалось находить дефект, так как вышедший из строя элемент грелся, но не сильно. Тепловизор позволяет быстро выявить все вышеперечисленные дефекты, даже без подключения лабораторного блока питания, так как дефектный элемент успевает нагреться до того, как отработает встроенная защита материнской платы(если КЗ по вторичным цепям) или отработает защита блока питания ноутбука(если КЗ по первичным цепям питания ноутбука).

До недавнего времени тепловизоры стоили очень дорого, цена варьировалась от 100 тыс рублей и выше на самые простые модели тепловизоров. Но прогресс не стоит на месте. Стали появляться бюджетные варианты тепловизоров от 15 тыс рублей и выше. Изначально я хотел купить бюджетный вариант тепловизора с Алиэкспресс, но начитавшись отзывов передумал, так как данные тепловизоры видят только большой перепад температуры. Небольшую разницу отклонения температуры они не замечают. Где-то увидел совет, что за эти же деньги можно приобрести более серьёзный тепловизор Flir One или Seek Thermal. Хотя тепловизор это громко сказано, это всего – лишь приставки для смартфона (Android или iPhone).

Спустя месяц я получил тепловизор. Правда заводская упаковка была немного смята по углам.

Комплектация тепловизора:
резиновый защитный чехол
две резиновые наклейки - демпферы
кабель для подзарядки
два micro USB переходника для разворота устройства относительно смартфона
длинный поясок для крепления защитного чехла на шее

Основные технические характеристики Flir One™ 2:
технология MSX® - совмещение обычного и термо изображения
профессиональный сенсор Lepton®
разрешение теплового сенсора 160x120 px.
разрешение оптического сенсора 640x480 px.
диапазон температур -20+120°C
чувствительность 0.1°C
точность измерения ±2°C
автоматическая калибровка
частота обновления <9 Гц
угол обзора 40°
9 палитр отображения
поворот изображения (0°, 90°, 180°, 270°)
запись фото и видео
встроенный аккумулятор емкостью 350мА/ч, питается от собственного аккумулятора и не влияет на батарею подключенного устройства
время работы от аккумулятора до 1 часа
полная зарядка Flir One длится 40 минут (от источника питания номиналом 1 А)
вес - 30 грамм

Для работы с Flir One нужна ОС Android не ниже 4.4.2 обязательно с поддержкой OTG USB порта:
Последовательность действий:
заряжаем устройство
скачиваем и запускаем одноимённую программу, после чего программа попросит прикрепить и включить Flir One
вставляем тепловизор в micro USB порт смартфона
включаем тепловизор кнопкой питания, после чего должна появиться тепловизионная картинка

Программа Flir One довольна проста и осваивается быстро.
Основные функции программы Flir One:
выбор цветовой палитры
выбор режима съемки фото / видео
режим макросъемки (в этом режиме активируется ползунок, при перемещении которого совмещаем изображение тепловой и оптических камер)
так же мы можем отключать / включать автоматическую калибровку
в окне программы есть возможность контролировать степень заряда аккумулятора Flir One
есть 4 выбора коэффициента излучения (матовый, полуматовый, полуглянцевый, глянцевый). Коэффициент излучения в этой программе невозможно прописать. Для расширенного выбора коэффициента излучения и получения дополнительных возможностей качаем программу Flir Tools, там есть целая таблица с различными материалами. Так же в Flir Tools коэффициент излучения можно прописать вручную. Но Flir Tools требует регистрацию, гораздо сложнее в освоении, чем Flir One.

Технология MSX® совмещает изображение видимого спектра и тепловизионного, в результате мы видим более четкую картинку с улучшенной детализацией, на которой можно распознать даже надписи. Для работы этой функции требуется свет видимого спектра. Поэтому при съёмке в темноте, включайте подсветку.

После первого включения тепловизора я начал изучать возможности данного прибора, которые меня очень порадовали, в особенности высокая чувствительность. Например, если пальцем на деревянной поверхности написать 123, то тепловой след от пальца, а следовательно надпись видна некоторое время. Если пройтись босиком по комнате, то тепловые следы еще долго видны, в особенности на ковре. Так же я испытал тепловизор в полной темноте, к моему удивлению картинка тепловизионной камеры была очень хорошего качества, по квартире в полной темноте можно было легко ориентироваться.

Вот пример тепловизионного снимка материнской платы ноутбука, которая находится в отключенном состоянии, но подключена к блоку питания ноутбука. Потребляемая мощность в дежурном режиме около 0,38 Вт. Чувствительности тепловизора достаточно, чтобы увидеть куда расходуется столь незначительная мощность. В активном режиме находится сетевой контроллер и южный мост(с обратной стороны платы). Перепад температуры менее 1°C хорошо виден на тепловизионном снимке.

На просторах интернета полно примеров сравнения Flir One и Seek Thermal. Но куда интереснее сравнить Flir One 2 с тепловизором средней ценовой категории Flir E40 с разрешением теплового сенсора 160x120 px (300 тыс руб), и тепловизором высокой ценовой категории Flir T360 разрешением теплового сенсора 320x240 px (1 млн руб).

Тепловизоры Flir One 2, Flir E40, Flir T360 соответственно.

Пример №1. Нагруженный автоматический выключатель.


Flir One 2

Flir E40

Flir T360

Пример №2. Дефект контакта фазы С при симметричной нагрузке. Как видим дефектный контакт выявился очень легко на этапе ранней диагностики. Причем его температура всего-лишь на 10 градусов выше, чем температура фазы А и В. При таком отклонении оборудование еще можно эксплуатировать.


Flir One 2

Flir E40

Flir T360

Пример №3. Работающий асинхронный двигатель.


Flir One 2

Flir E40

Flir T360

Пример №4. Нагрев соединительной муфты.


Flir One 2

Flir E40

Flir T360

Пример №5. Электрообогреватель.


Flir One 2

Flir E40

Flir T360

Пример №6. Охлаждающая система ноутбука.


Flir One 2

Flir E40

Flir T360

Пример №7. Сетевой фильтр.


Flir One 2

Flir E40

Flir T360

Пример №8. Чашка чая.


Flir One 2

Flir E40

Flir T360

Итог.
Как видим Flir One 2 составляет достойную конкуренцию своим более дорогим собратьям!
К недостаткам данного тепловизора можно отнести малое время работы от встроенного аккумулятора. На практике продолжительность работы составляет минут 30-40. Производитель мог бы позаботиться о питании тепловизора непосредственно от смартфона при низком заряде аккумулятора тепловизора. Верхний предел измеряемой температуры всего +120°C (этого предела вполне достаточно для большинства случаев). Но сейчас уже вышло четвертое поколение тепловизоров Flir One с верхним пределом температуры +400°C. Цена у этого тепловизора конечно будет гораздо выше.

Тепловизор я покупал за 17000 рублей. По состоянию на март 2017г тут была самая низкая цена среди зарубежных торговых площадок. Дешевле были только Flir One первой версии, которые обладают более худшими характеристиками.

Пирометры и тепловизоры очень эффективно применяются для обнаружения утечек тепла в эксплуатируемых зданиях, либо утечек холода в охладительных системах. Для строителей диагностика с помощью ИК-приборов позволяет выявить дефекты теплоизоляции дома, неразрушающим способом определить качество используемых материалов, и на основе полученных данных устранить утечки, повышая энергоэффективность здания. Учитывая, что на выходе имеем точные и систематизированные данные (значения температуры сохраняются), есть возможность проанализировать ситуацию в целом, определить степень актуальности проблем и решать их по очереди, начиная с более серьёзных.

Незаменимы тепловизоры и пирометры, допустим, если вы решили приобрести дом на вторичном рынке и понятия не имеете, как производилась теплоизоляция ограждающих конструкций. Они очень хорошо проясняют ситуацию с техническим состоянием электроустановок: например, повышенная температура проводника или автомата защиты свидетельствует, что он перегружен, а если разогревается соединение — значит, что в данном месте плохой контакт. Также ИК-приборы помогают выявлять ошибки в реализации тепловой защиты печей, котлов и каминов, показывают тепловую отдачу трасс отопления и места утечек, уровень заполнения емкостей и резервуаров. Термосканерами легко обнаружить переувлажнение элементов здания, повреждения изоляции, колонии заселившихся вредителей.

Итак, главное назначение портативного строительного тепловизора/пирометра — дефектоскопия, энергоаудит ограждающих конструкций и инженерных коммуникаций.

Как работает бесконтактный термодетектор

Все предметы, которые имеют температуру выше, чем абсолютный ноль, излучают инфракрасные волны длиной от 0,74 до 1000 мкм. Об этом в 1800 году заявил английский учёный Уильям Гершель — знаменитый исследователь Солнца. Стало понятно, что особое излучение издаёт не только раскалённый металл или электрические разряды (это видели все), но и тела с низкой температурой, в том числе ниже 0 °С. ИК-лучи испускаются возбужденными ионами, при этом длина волны меняется при разном нагреве объекта (чем поверхность теплее, тем волна короче и поток интенсивнее). Эту энергию человек может воспринимать кожей как тепло, но не видит её.

Понадобилось время, чтобы научиться регистрировать инфракрасные, тепловые лучи, распознавать их и обрабатывать полученную информацию. В 1967 году компанией Wahl Instruments Inc. был разработан первый портативный пирометр.

И пирометр, и тепловизор являются оптико-электронными приборами, которые объективами улавливают невидимое инфракрасное излучение от предметов и в приёмнике преобразуют его в электрический сигнал, а он уже обрабатывается в удобный для восприятия тип индикации (картинка или цифры). Полученное электрическое напряжение пропорционально мощности принятого потока излучения, поэтому есть возможность получать точные цифровые значения температуры даже на тепловых фотографиях.

Тепловизор, подобно цифровой фотокамере, имеет матрицу, но каждый её пиксель показывает не цвет и яркость, а значение температуры в конкретной точке исследуемого объекта. На дисплее пользователь получает растровую картинку, где зоны с различным нагревом отображаются определёнными цветами, поэтому очень быстро можно составить общее впечатление о температурной обстановке в диагностируемой зоне. Принципиально устройство состоит из:

• объектива (изготавливается из германия);
• приёмника ИК-излучения (чаше всего на основе болометра — резистора, меняющего сопротивление в зависимости от мощности действующего потока);
• обрабатывающего блока.

Пирометр на порядок проще по конструкции и значительно дешевле, здесь нет термограммы, «фотографии», но в цифровом/текстовом виде указывается средняя температура поверхности тестируемого объекта.

Диагностика этими приборами получается недорогая и быстрая — по принципу «навёл — стреляй». Доступна высочайшая скорость считывания температуры, в пределах 0,15-0,5 секунды. Дальность их действия ограничивается только диаметром рабочего пятна (оно расширяется при удалении) и прозрачностью воздушной среды (дым, пыль, пары воды, углекислый газ, озон — снижают чувствительность). Получить данные можно как с нескольких сантиметров, так и с нескольких десятков метров.

Особенности тепловизоров и пирометров

Чтобы приступить к выбору ИК-детектора, следует ответить на несколько базовых вопросов, которые помогут определиться с типом прибора, а затем уже перейти к рассмотрению конкретных моделей:

1. Из какого материала изготовлены объекты, которые вы будете тестировать?
2. Какая примерно будет температура диагностируемых областей?
3. С какого расстояния будут производиться измерения?
4. В какой среде будет работать прибор (окружающие температуры, прозрачность пространства между прибором и объектом...).

Спектральная чувствительность (спектральный диапазон)

Заметим, что различные материалы испускают волны различной длины. Например, металл и стекло хорошо отражают, поэтому выдают короткую волну, а прочие материалы — длинную. Есть понятие «чернота поверхности», и существует соответствующий коэффициент, который в разы отличается для металлов и для органических материалов. Реальность такова, что некоторые пирометры и тепловизоры не читают все волны, и не могут тестировать все материалы. Они имеют узкую специализацию, так как рассчитаны для конкретного диапазона, для работы с конкретными материалами. Но есть и широкоспектральные универсальные устройства, которые подойдут для большинства условий строительной диагностики. Длина волн, которые они улавливают, находится обычно в пределах 6-14 микрон, например, MicroRay RIDGID IR-100 или ADA TemPro 1600. Производители почти всегда указывают этот параметр в паспортах.

MicroRay RIDGID IR-100

Диапазон измеряемой температуры

Пирометр и тепловизор может воспринимать температуру в широком диапазоне: от -50 до +3000 градусов, иногда они «затачиваются» под низкие показатели (в том числе минусовые), а иногда только для нагретых тел. Для получения наиболее точных результатов, следует выбрать устройство, которое имеет самый узкий диапазон. Нет смысла приобретать термодетектор, измеряющий далеко за пределами тысячи градусов, если наша задача диагностировать жилище — вполне хватит даже бытового Bosch PTD 1 (от -20 до +200), а вот для наблюдения за парком электромоторов потребуется что-то другое — допустим, DeWalt DCT 414 S1 (от -30 до +550). Главное, соблюдать золотое правило: «температурный диапазон должен на 25% перекрывать температуру объекта». Нужно обратить внимание, что чем больше диапазон измеряемых температур — тем дороже стоит прибор. Некоторые продвинутые модели обладают сменными фильтрами частот, что даёт возможность подстраивать прибор под более широкий диапазон температур.

DeWalt DCT 414 S1

Погрешность данных о температуре (точность измерения)

Этот параметр всегда указывают производители пирометра или тепловизора, рассчитывается он в лабораторных условиях на абсолютно чёрных телах и, в первую очередь, зависит от метода обработки информации, однако, реалии (в частности, прозрачность среды и корректность действий пользователя) вносят свои коррективы. Большинство портативных термосканеров обеспечивают погрешность в пределах 2 процентов от полученных результатов.

Скорость измерения

Данная характеристика пирометра ещё называется «инерцией», «временем отклика». Быстродействие этих приборов несравнимо с показателями контактных устройств для диагностики температуры. Показатели в 0,25-0,5 секунды считаются нормальными (X-Line pIRo-850М — 0,5 с), скоростными являются термосканеры с инерцией в пределах 0,15 секунды, правда, это более важно для тестирования подвижных объектов, или меняющих своё физическое состояние.

Оптическое разрешение

Второе название важнейшего свойства пирометров и тепловизоров — «показатель визирования», оно напрямую зависит от оптики прибора. Оптическое разрешение показывает соотношение расстояния от устройства до тестируемой поверхности к диаметру пятна диагностики (именно его усреднённая температура исследуется). В данном случае выбирать пирометр необходимо в соответствие с размерами обследуемого предмета, так как основное правило диагностики гласит, что объект должен полностью попадать в рабочее поле детектора и перекрывать его так, чтобы туда не попадали посторонние тела со своими «температурами». Иными словами: конкретный показатель визирования определяет, с какой дистанции можно производить замеры объектов определённого размера, одновременно этой характеристикой прибора определяется минимальный размер регистрируемой тепловой аномалии. Универсальным считается оптическое разрешение с соотношением от 10:1 до 40:1, для работы на больших расстояниях потребуются устройства с показателем визирования 100:1 и выше.

Чтобы не привязывать пользователя к конкретным расстояниям, применяется изменяемый фокус (zoom), при этом фокусировка может быть ручной, либо автоматической. Также для работы в различных условиях используются сменные объективы.

Порог температурной чувствительности (характеристика NETD)

Показатель термочувствительности тепловизора отображает возможные погрешности при тестировании температуры в двух соседних точках. Это характеристика матрицы, которая определяет, насколько малой может быть регистрируемая разница температуры объекта и его фона. Нормальным показателем считается 0,1 градуса при +30 °С (иногда производители указывают в кельвинах), но многие приборы работают на порядок детальнее, что позволяет очень точно определять не только наличие, но и форму температурной аномалии, а соответственно и причину её возникновения. Так, например, тепловизор Тesto 881 имеет показатель чувствительности в 0,05 градуса.

Тesto 881

Автокомпенсация измерений

Точность диагностики во многом зависит от внешних факторов, и настроить прибор вручную бывает довольно сложно, поэтому многие современные тепловизоры в автоматическом режиме могут компенсировать некоторые негативные моменты. Например, корректировке может поддаваться отражающая способность поверхности объекта («коэффициент черноты») — от 0,2 до 1 (с шагом в 0,1). Распознаваться и компенсироваться может температура окружающей среды и влажность воздуха. Между тем, некоторые дешёвые устройства иногда не имеют даже ручных настроек для учёта этих факторов.

Система наведения (прицел)

Визуальное прицеливание помогает контролировать зону тепловой съёмки. Принципиально наведение может быть оптическое и лазерное. Оптика помогает диагностировать на больших расстояниях, тестировать очень горячие объекты (от 1200 градусов), или если при сильной естественной освещённости луча попросту не видно. Лазерные прицелы бывают «точечные», «двойные лучи», «окружности», причём в одном устройстве могут применяться несколько вариантов на выбор. «Точка» и «двойной» наводятся на объект с дистанции в 2-3 десятка метров, а «окружность» удобна для ближнего тестирования (до 7 метров). «Двойной» прицел тоже образует точку в нужном месте, но здесь это пересечение двух лазерных лучей. Прицел в виде окружности хорош тем, что показывает контуры рабочего пятна термосканера. В большинстве современных тепловизоров и пирометров применяется безопасный лазер второго класса — красное свечение.

Bosch PTD 1

Дисплей дистанционного термосканера

Размер матрицы (размер ИК-детектора) — этот показатель касается только тепловизоров. Размер матрицы определяет количество чувствительных элементов (элементарных болометров) и соответственно доступную чёткость изображения. Из этого показателя вытекает важная характеристика термосканера (какая площадь поверхности приходится на один пиксель) — «пространственное разрешение», или «поле зрения». Как мы уже говорили, каждый пиксель на дисплее является отображением измеренной температуры в конкретной точке тестируемой зоны. Чем лучше разрешение, тем более мелкие детали можно различать на термограмме и сделать выводы о причинах температурных аномалий. Для примера, устройство с детектором 160х120 пикселей измеряет 19200 точек, тогда как, матрица, обладающая размерами 320х240 пикселей (Тesto 882) — диагностирует уже 76800 точек.

Тesto 882

Некоторые тепловизоры оснащаются сенсорным дисплеем, что никак не влияет на технические характеристики прибора.

Дисплей пирометра. В пирометрах на ЖК-экран выводится цифровая или текстовая информация, которая может располагаться в одну, или несколько строк (Ryobi RP4030). Практически все пирометры обладают подсветкой дисплея, что позволяет производить измерения в тёмных помещениях.

Ryobi RP4030

Сменные, дополнительные объективы

Меняя объектив, пользователь может существенно разнообразить функциональность тепловизора. Телескопическая оптика позволяет приближать/удалять зону съёмки и таким образом тестировать мелкие объекты на большом расстоянии. Если необходимо исследовать крупный, протяжённый объект, можно применить широкоугольный объектив и получить панорамную картинку. Стоит заметить, что чем шире угол «зрения» объектива, тем меньше будет рабочее расстояние, и наоборот.

Условия эксплуатации

Выбирая пирометр или тепловизор, очень важно обратить внимание, при какой температуре окружающей среды прибор может использоваться, и при какой влажности. Производители не утаивают эту информацию, но не путайте с условиями хранения — там более широкий диапазон. Некоторые дешёвые устройства ограничены в этом плане, и рассчитаны для работы внутри помещения (температура от 0 до +40 градусов, влажность до 80%). Более универсальные термосканеры функционируют на улице, при минусовых температурах и влажности до 90%. Сравнивая несколько моделей, взгляните на класс защиты корпуса IP, среднестатистическим является индекс IP54.

Сигнализация

Данная функция позволяет установить максимальный или минимальный показатель температуры, при обнаружении которого автоматически раздаётся звуковой сигнал или срабатывает световая индикация. Так пользователь не пропустит критические перепады температур и вовремя среагирует на проблему (Fluke Ti25).

Fluke Ti25

Бортовая память

Запоминание измерений производится и в пирометрах, и в тепловизорах. Это может быть краткосрочное сохранение свежих данных до следующего измерения, а также запись на встроенные и сменные носители (различные карты памяти). Дорогие тепловизоры могут записывать голосовые комментарии, сохранять данные диагностики как видеосъёмку (в ИК-режиме, или в видимом диапазоне).

Различные режимы отображения информации

Современный тепловизор кроме режима «полный ИК», способен делать обычный цифровой фотоснимок, или обычную видеозапись с высокой скоростью обновления кадров (более 40 Гц). Видимое изображение можно накладывать на инфракрасное, облегчая, таким образом, идентификацию дефектного участка. В некоторых приборах можно выставить крайние температуры, при которых на видимой фотографии будут в ИК-режиме отображаться только зашкаливающие по температуре участки, можно просто задать их выделение на полностью инфракрасном снимке (Flir InfraCAM). Также на дисплей можно выводить найденные точки росы и переувлажнённые зоны. Для удобства ориентирования на экране высвечивается проекция лазерного целеуказателя. Иногда в тепловизорах доступна функция изотермы — конкретным цветом изображается заданный температурный диапазон.

Flir InfraCAM

Распознавание поверхностной влажности

В ручном режиме вводится влажность и температура воздуха, и прибор сам покажет проблемные участки в тестируемой зоне. Влажность может измеряться и в автоматическом режиме, после присоединения специального радиозонда. В качестве дополнительной функции выступает сигнализация о найденной точке росы.

Связь с ПК

Изображения, полученные в результате исследования, доступны для просмотра непосредственно на дисплее. Однако для анализа и составления отчётов, для использования прибора в качестве самописца — информация направляется на компьютер. Соединение может производиться через аналоговые или дискретные выходы. Наличие разъёма USB считается правилом хорошего тона, например, Optris LaserSight (LS) и другие. Программное обеспечение, как правило, идёт в комплекте поставки и обновляется бесплатно, но иногда его нужно покупать отдельно.

Optris LaserSight

Подсветка рабочей зоны

Многие пирометры и тепловизоры имеют встроенные светодиодные фонари, освещающие объект исследования, поэтому диагностика возможна и при условии плохой видимости.

Эргономика, тип исполнения

Современные тепловизоры и пирометры используются либо стационарно, либо как переносные. Первые применяются на производстве, запитываются от сети и зачастую имеют узкую специализацию, а вторые — более универсальны, отличаются небольшой массой и скромными габаритами.

Промышленные тепловизоры и пирометры облачены в металлический корпус, они хорошо защищены от всевозможных воздействий (пыль, вибрация, влажность, стружка, высокая температура). Как правило, стационарные приборы позволяют получать более точные данные.

Портативные приборы для инфракрасной диагностики могут выглядеть, как фотоаппарат или видеокамера, но чаще всего выполнены в виде пистолета из конструкционной пластмассы, где курок служит для начала тестирования, на торце корпуса расположен контрольный дисплей с кнопками управления меню. Их масса редко превышает 500 г, многие экземпляры легче 200 грамм (ADA TemPro 900 — 170 грамм). Хорошо продуманный аппарат удерживается и управляется одной рукой. Качественные приборы защищены от падения с высоты в 2 метра (Fluke TiR1), по крайней мере, об этом уверенно заявляет производитель.

Fluke TiR1

Варианты питания инфракрасных термосканеров

Питание стационарных приборов осуществляется от сети через понижающие устройства. Портативные термодетекторы, как правило, запитываются от щелочных батареек (АА, крон, ААА, «таблеток»). Многие производители снабжают свои термосканеры различными аккумуляторами (никель-кадмиевыми и литий-ионными), кстати, подключить питание можно и через USB-порт. Те из них, кто занимается созданием электроинструмента и имеет в распоряжении комплектные аккумуляторные системы, устанавливают на свои пирометры и тепловизоры батареи от силовых агрегатов. Например, DeWalt DCT 414 S1 и модель S1 DCT416S1 компонуется 12-вольтовым блоком ёмкостью 1,5 Ач. Компания Milwaukee пошла немного дальше и продаёт свой тепловизор и пирометр без аккумулятора и зарядного устройства. Потребитель, уже имеющий мобильный инструмент этой фирмы, может хорошо сэкономить, если поставит на диагностический прибор системную батарею М12.

DeWalt S1 DCT416S1

Выбор подходящих для ваших условий технических и функциональных характеристик, а также удачной комплектации термосканера — безусловно, важная задача, но следует также обратить внимание на метрологическую поддержку со стороны производителя, чтобы результаты энергоаудита (при необходимости) можно было легализовать в соответствующих инстанциях. Прибор должен пройти стандартизацию! Учитывая техническую сложность и высокую стоимость этих измерительных устройств, рекомендуем щепетильно отнестись к вопросам гарантии и сервисного обслуживания.

Стоимость

Пирометр, в отличие от тепловизора, является более простым, и сравнительно недорогим прибором. Модели начального уровня можно приобрести приблизительно за 2500 рублей, например, ADA TemPro 300 с температурным диапазоном от -32 до +350 градусов, или похожий по характеристикам Laserliner ThermoSpot. С расширением диапазона почти пропорционально увеличивается стоимость (ценник на ADA TemPro 1200, способный измерять до 1200 градусов — 9500 тысяч). Другие закономерности ценообразования увидеть сложно — производители действуют на своё усмотрение, предлагая разные наборы дополнительных опций. Заметим, что неплохими техническими и эксплуатационными характеристиками, при умеренной стоимости, обладают устройства от компаний, создающих электроинструмент (DeWalt DCT 414 S1 — 5000, Ryobi RP4030 — 3500, Bosch PTD 1 — около 4500 рублей).

С тепловизорами (строительного назначения) дело обстоит сложнее. В этих приборах, кроме принципиальных рабочих особенностей (90% цены формируется от характеристик матрицы и оптики), необходимо учесть огромное количество дополнительных функций, делающих жизнь пользователя проще. Не стоит забывать и о широте базовой комплектации поставки и «раскрученности» марки. Мало тепловизоров стоит около 30000 рублей, это бюджетные модели, например, Fluke VT04 и модель VT02, а также DeWalt DCT416S1. Чуть выше минимального ценник у аппарата FLIR i3 — около 43000. Середняками можно считать тепловизоры стоимостью около 100000 рублей (Testo 875-1 или Fluke TiS). Есть модели за 250000 (Testo 875-2) и 430000 рублей (FLIR T335). Для справки, сугубо профессиональный FLIR P640 стоит свыше полутора миллионов.

Ориентировочная стоимость проведения энергоаудита (съёмка+отчёт) частного дома специализирующимися организациями составляет от 50 рублей за квадратный метр здания. Как правило, за одноэтажное строение берут не менее 10000. Тепловизор можно взять в аренду, сутки пользования средним по характеристикам прибором обойдутся вам примерно в 2-3 тысячи рублей, естественно, в залог нужно оставить около 20-40 тысяч. Можно немного сэкономить, если арендовать модель попроще и на длительный срок, допустим, с кем-то объединившись.

Выбор тепловизора - сложная задача. Трудно сориентироваться во всем многообразии производителей, моделей, назначений. Как найти такую тепловизионную камеру, чтобы она отвечала как можно большему числу требованиям вашей сферы деятельности, и была бы при этом по карману?

А вы руководствуетесь этими 12 пунктами при выборе тепловизора?

Покупка тепловизора - это серьезное финансовое вложение, даже несмотря на то, что цены на эти приборы существенно снизились за последние несколько лет. Поэтому выбирать тепловизор нужно так чтобы он полностью оправдывал вложенные средства и соответствовал задачам, которые вы намереваетесь решать с его помощью.

Выбор современных тепловизоров поистине ошеломляет многообразием моделей, назначений и конфигураций. Есть , которые компактны, легки и стоят дёшево, которые прекрасно подходят для инспекции зданий и объектов коммунального хозяйства. Есть более продвинутые модели, подходящие для сканирования подстанций и линий электропередач с безопасного расстояния, которые позволяют производить измерения и составлять отчеты, но размеры и вес таких тепловизоров уже несколько больше и конечно они стоят дороже. И, наконец, существуют стационарные узкоспециализированные тепловизионные системы.

Однако, есть определенные моменты, которые будет полезно учесть при выборе тепловизора под любой бюджет и применение. Здесь мы рассмотрим некоторые из них.

Чтобы предоставлять точные и воспроизводимые результаты, должна быть оснащена встроенными инструментами для ввода значений излучательной способности и отраженной температуры. Тепловизор позволяющий вводить и настраивать эти параметры будет давать точные температурные измерения прямо на месте.

Другой полезной диагностической функцией является наличие подвижных точек и графических средств для изоляции отдельных областей на изображении с возможностью их аннотирования данными температуры, сохранения их в виде радиометрических данных и импорта в отчеты.

По мере овладения работой с тепловизором все эти возможности станут все более нужными, а пока вы выбираете тепловизор, просто убедитесь, что модель, которую вы рассматриваете, обладает такими свойствами.

Ввод значения излучающей способности в меню тепловизора компании FLIR.

Измерение разницы температур между двумя графически выделенными точками на тепловом изображении

4. Сохранение данных в стандартных форматах, которые поддерживаются всеми устройствами.

Многие тепловизоры сохраняют изображения в форматах, которые могут быть открыты только с помощью специализированного ПО. Другие предлагают опцию хранения в формате JPEG, но без данных измерения температуры. Поэтому лучшим выбором будет камера, сохраняющая изображение в стандартном JPEG формате со встроенным полным анализом температур. Таковы например камеры компании FLIR. Это позволяет отправлять изображения по электронной почте клиентам или коллегам без потери важной информации. Радиометрические JPEG файлы могут быть импортированы с устройств, поддерживающих Wi-Fi на мобильные устройства для дальнейшей обработки и анализа в специальных приложениях, и не нужно тратить время на конвертирование. Попросите продавца продемонстрировать вам процесс вывода данных с камеры, которую он предлагает.

Также выбирайте камеру, которая выводит потоковое видео в формате MPEG 4 на компьютер или монитор через USB-порт. Это особенно важно при съемке тепловой активности в динамике, когда циклы нагрева и охлаждения быстро сменяют друг друга, например при наблюдении моторизованного оборудования в процессе работы. Некоторые тепловизоры оснащаются композитными видео выходами или выходами HDMI. Новые мобильные приложения позволяют передавать потоковое видео по Wi-Fi. Эти возможности значительно расширяют доступ к данным ваших наблюдений и позволяют делать отчеты более подробными и наглядными.

Изображения, сделанные тепловизором, открытые в стандартном просмотровике Apple MacOS

5. Связь с Bluetooth-термометрами и влагомерами

Новые тестеры и измерительные приборы такие как например продукты Extech MeterLink позволяют некоторым моделям тепловизоров измерять не только температуру, но и полностью оценивать повреждения от влаги и контролировать электрические сети. Эти измерительные приборы передают на камеру по беспроводной связи диагностические данные о влажности, силе тока, напряжении и сопротивлении. Данные автоматически аннотируются и встраиваются в инфракрасное изображение, подкрепляя таким образом данные тепловизионного исследования. Это предоставляет очень ценную информацию для оценки проблемы и определения лучших средств для ее решения и срочности принятия мер.

Тепловизор FLIR E60 и беспроводной термометр Extech

6. Поддержка Wi-Fi

Многие камеры, такие как E-series или Т-series компании FLIR могут подключаться к мобильным устройства Аpple (iPad, iPhone, iPod) по беспроводной связи. Приложение FLIR Viewer позволяет импортировать ИК-изображения на мобильные устройства для анализа, создания отчетов или публикации.

Преимущество передачи по Wi-Fi еще и в том, что она позволяет передавать изображения между сотрудниками, находящимися в разных частях территории предприятия, что существенно экономит время. Разрабатываются приложения для других мобильных платформ и для расширения функционала - например, возможность дистанционного управления камерой, потоковое видео и тд.

Передача данных с тепловизоров на мобильные устройства по Wi-Fi

7. Эргономика

Вес может оказаться важным условием при выборе тепловизора, если вы намерены часто и подолгу работать с ним. Более легкая камера - это меньше нагрузки на плечи и спину во время длительных инспекций. На рынке доступен большой выбор легких и компактных тепловизионных камер с базовым набором функций по самым низким ценам. Такие тепловизоры помещаются в ящике с инструментами, или же их можно носить на поясе.

Важным фактором является наличие интерактивного контроля. Назначаемые клавиши и прямой доступ к функциям меню не всегда доступны в большинстве тепловизоров. Несколько дополнительных клавиш могут значительно упростить работу с камерой. Клавиши должны быть удобно расположены и их назначение интуитивно понятно. Некоторые тепловизоры оснащены сенсорными экранами. Это самый удобный способ доступа к функциям камеры, особенно таким, как аннотации и эскизы.

Тепловизор FLIR E-серии на поясе с инструментами

Доступ к функциям камеры FLIR E-серии через сенсорный экран

Некоторые модели, например FLIR T-series оснащены поворотным оптическим блоком, который поворачивается на 120 градусов без изменения положения прибора, который всегда можно держать на уровне глаз. Это идеально для длительной инспекции коммуникаций, расположенных на потолке или в труднодоступных зонах. Эти и сооружений.

Съемка камерой FLIR T-серии под неудобным углом

Поворотный оптический блок камеры FLIR T-серии позволяет снимать предметы сверху не поднимая головы

Убедитесь, что камера оснащена минимум двумя батареями (ионно-литиевыми или лучше), чтобы их можно было быстро поменять в полевых условиях.

Батарейный блок камеры FLIR T-серии

8. Режимы Картинка-в-картинке и совмещение изображений

Режим "Картинка-в-картинке" позволяет накладывать ИК-изображение поверх соответствующей фотографии в изолированном окне. Это позволяет четко обозначить местонахождение проблемного места.

Ик-камеры с расширенными функциями также имеют режим слияния изображений, позволяющий создавать композитные изображения. В этом режиме вы сможете выбирать соотношение ИК и цифрового снимков на одной картинке. Этот режим может использоваться, чтобы подчеркнуть аномальные зоны, например, блокировки в трубах. Такие изображения выглядят очень убедительно в отчетах.

Режим "Картинка-в-картинке"

Режим слияния изображений (Image Fusion)

9. Программное обеспечение для создания отчетов

Создание отчетов - неотделимая часть любого инфракрасного исследования. Клиенты - от владельцев домов до крупных корпораций,- требуют документального заключения экспертизы. Тепловое изображение и данные отчета важны в любой области, и в энергоаудите, инспекции электрооборудования, исследовании газовых коммуникаций, осмотре строительных объектов и диагностических программах. Эти данные могут быть использованы при обращении в страховую компанию или при принятии решения о начале ремонтных работ.

Большинство современных тепловизоров поставляются с бесплатным программным обеспечением, позволяющим проводить базовый анализ изображений и создавать простые отчеты. Также доступны расширенные программные продукты для более глубокого анализа и создания более подробных отчетов с настраиваемыми параметрами. Они позволяют максимально использовать возможности вашей камеры. Мгновенные отчеты можно создавать прямо на камере или на мобильном устройстве, если камера поддерживает Wi-Fi.

Программное обеспечение для ИК-анализа создано, чтобы выполнять широкий спектр задач - от простых измерений до радиометрической калибровки, и могут использовать сторонние программы, такие как MatLab™ или Excel. Существуют также специализированные программные пакеты - они рассчитаны для применения в определенной области, от инспекции зданий до научно-исследовательской деятельности.

Производители инфракрасных камер с хорошей репутацией стараются, чтобы их продукция исправно служила вам многие годы. Поэтому многие предлагают расширенные гарантийные программы. Так например программа компании FLIR 2-5-10 дает 2 года гарантии на запчасти и ремонт, пять лет на сменные батареи и десять лет на ИК-детекторы. Какой бы тепловизор вы не выбрали удостоверьтесь в том, что производитель обеспечивает свой продукт достойным гарантийным обязательством. А на компании Guide производитель даёт гарантию 3 года.

12. Техническая поддержка и обучение

Когда вы выбираете себе тепловизор, ваше решение должно основываться в частности на качестве технической поддержки и программы обучения, предлагаемых производителем или продавцом оборудования. Профессиональные фотографы проходят серьезное обучение и это сказывается на качестве их работы. Это верно и для тех, кто работает с тепловизорами. Нужно пройти обучение чтобы правильно снимать инфракрасные изображения и интерпретировать отображенную на них информацию.

Хорошая программа обучения должна быть сертифицированна по стандарту ISO 9001, предоставлять доступ к необходимому оборудованию, ресурсам и технологиям, чтобы дать возможность познакомиться со всеми методами тепловизионных исследований. Лучше чтобы занятия проходили в небольших группах, чтобы каждый участник мог практиковаться под ругководством квалифицированного эксперта. Естественно, важен уровень преподавателей и качество учебных пособий. Желательно, чтобы программа была авторизована производителем оборудования.

Всем этим требованиям отвечает только программа ITC компании FLIR. По завершении обучения выдаются сертификаты российского и международного образцов.

Здравствуйте.

Тепловизор - штука предельно полезная любому, кто любит что-то делать своими руками, что-то изучать и т.д. Но долгие годы они были недоступны по цене. К счастью, прогресс постепенно исправляет эту ситуацию.

Несколько месяцев назад я устраивал сравнительный тест недорогих тепловизоров Fluke VT04, FLIR TG165 и прототипа FLIR C2. Потом немного потестил серийный FLIR C2. Ну а сейчас подумал: а почему я до сих пор не написал про это на Geektimes?..

В принципе, все результаты тестов я тогда сразу же выкладывал на YouTube, так что те, кому лень читать, могут посмотреть видео. Но предупреждаю, там суммарно минут 40-45. Кому больше интересен текст - тем эта статья. Кому всё это скучно - для тех в конце статьи котики .

Статья делается на основе видео, так что разбита в точности по ним на следующие части:
1 - общий обзор;
2 - технические характеристики;
3 - тест, обследование электроники;
4 - тест, обследование электрооборудования;
5 - тест точности измерений;
6 - тест, обследование помещения.

Итак, пункт 1: общий обзор.

Для начала цены, раз уж в заголовке стоит «недорогих». Я взял цены на момент написания статьи у одного первого попавшегося продавца, у которого есть все три модели. Возможно, что-то можно купить и дешевле. Что интересно, цены оказались такими же, как и несколько месяцев назад…

Итак:
- Fluke VT04 - 35 000 рублей;
- FLIR TG165 - 40 000 рублей;
- FLIR C2 - 64 000 рублей.
Там, в ЮЭсЭй, VT04 - $500, TG165 - $500, а C2 - $700.

Теперь берём в руки.

Fluke VT04 совершенно разочаровал. Я не имею ничего против Fluke вообще, у меня на работе их тепловизор и он был куплен по моей рекомендации. Но в данном случае складывается ощущение, что его корпус и эргономику проектировали с целью подтолкнуть покупателя купить что-то по-дороже…

Его рукоятка очень широкая, неудобная. Хотя в основном всё покрыто резиной, рукой берёшься за жёсткий неприятный пластик, причём переход с голого пластика на покрытый резиной - это весьма большая ступенька, которая давит на пальцы.

Спусковая клавиша VT04 - просто творение Сатаны… Она узкая, скользкая и требует большого усилия чтобы снять кадр, да ещё расположена под таким углом, что палец соскальзывает и нажимает на неё самым краем. В результате при активном пользовании прибором указательный палец реально начинает болеть!

Панели корпуса подогнаны плохо: где зазор, где резиновое покрытие поднимается от сжатия.
SD-карта ничем не прикрыта, при активной эксплуатации легко можно ею за что-то зацепиться и сломать. Плюс она держится только на трении, так что ещё и потерять можно…

FLIR TG165 после этого - просто небо и земля…
Корпус обрезинен полностью, все панели подогнаны идеально, рукоятка предельно удобной формы и размера, спусковая клавиша тоже «для людей». Ну и, разумеется, SD-карта держится на защёлке и прикрыта резиновой заглушкой, так что ничего с ней не станется ни при каких обстоятельствах. В добавок TG165 заметно компактнее.

FLIR C2 - это уже нечто совсем другое… Он сделан в форм-факторе… смартфона!
Наверное тем, кто привык снимать смартфоном, он будет предельно удобным. Но мне было, как минимум, непривычно: я привык снимать фотоаппаратами, ну в крайнем случае тепловизорами-пистолетами, а смартфона у меня вовсе нет. На мой взгляд стоило бы форму корпуса немного поменять, чтобы можно было держать C2 и как фотоаппарат-мыльницу. Но, увы, сделали его так, что только как смартфон, иначе либо на тачскрин не по делу нажимаешь, либо перекрываешь объектив, либо до кнопки спуска не дотянешься.

Но к качеству сборки сложно подкопаться даже у прототипа, а серийная модель оказалась и вовсе идеальной.

Пункт 2: технические характеристики.

Стоит начать с того, что Fluke VT04 позиционируется вовсе не как тепловизор, а как «визуальный инфракрасный термометр». В чём это заключается с технической точки зрения? В том, что в обычных тепловизорах стоит матрица, называемая микроболометр, состоящая из терморезисторов, а здесь установлена матрица пироэлектрических элементов. Пироэлектрические датчики характерны для инфракрасных термометров (пирометров), но там стоит один датчик. Тут же сделали матрицу 31x31 датчик, что позволило получить какое-никакое, а тепловое изображение.

Чтобы компенсировать очень малое разрешение, прибор получил относительно небольшой угол обзора 28°x28° и камеру видимого диапазона, чьё изображение смешивается с тепловым в различных соотношениях, в зависимости от пожеланий пользователя. Мы можем сначала в чисто ИК-диапазоне найти тёплое/холодное пятно, а потом постепенно перейти к видимому изображению и точно понять, какому реальному объекту оно соответствует. Сохраняя картинку в собственном формате Fluke можно потом на компьютере менять коэффициент смешивания. В альтернативном BMP, естественно, такой возможности нет, просто условный скриншот экрана. Кстати, сохраняет он этот BMP ну очень долго…

Большим минусом VT04 оказалось измерение температуры не по центральному пикселю матрицы (а в идеале - любому пикселю на выбор), что было бы логичным, раз уж число пикселей нечётное, а усреднёно по квадрату 7x7 пикселей. Учитывая малое разрешение матрицы, получаем весьма большую область, температуру небольшого объекта точно уже не измеришь:

Серые уголки показывают область усреднения. Как видно, температура получилась заметно ниже той, которую ждёшь от пальца… Кстати, не на столько ниже, на сколько можно ожидать с учётом усреднения по такой области. Но об этом в пункте 5.

Сохранение картинки в собственный формат Fluke ничего не меняет: на компьютере всё также можно посмотреть только усреднённую температуру большого квадрата в центре. Скорее всего это из-за очень больших шумов матрицы, которые в разы больше, чем у микроболометра.

Но, конечно, нельзя сказать, что у прибора одни минусы. Есть и серьёзный плюс!
Его можно поставить на штатив и настроить автоматическую съёмку. Либо интервальную, либо по превышению критической температуры. Так что для задачи длительного наблюдения за статичным объектом он может оказаться лучшим выбором.

FLIR TG165 тоже позиционируется не как тепловизор, а как «тепловизионный инфракрасный термометр». Но тут техническая сторона совсем иная, нежели у Fluke. Он создаёт тепловизионную картинку с помощью обычного тепловизионного модуля FLIR Lepton с микроболометром разрешением 80x60 пикселей. Но этот микроболометр для экономии не калиброван, температуру не измеряет! Вместо этого в прибор встроен отдельный пирометр, который измеряет температуру примерно по центру обзора тепловизора. Для более точного определения области измерений встроен двойной лазерный указатель, который показывает не только само место (середина отрезка, соединяющего две точки от лазеров), но и диаметр области усреднения (расстояние между точками). Кстати, этот диаметр втрое меньше стороны квадрата, по которому усредняет температуру VT04, так что небольшие объекты измеряются куда точнее:

Обратите внимание, что тут больше угол обзора (50°x38°) и куда меньше шумов.
Однако функционал прибора абсолютно минимален: только показывать тепловую картинку, измерять температуру в одной точке и сохранять «скриншоты» экрана в BMP. Но в абсолютном большинстве случаев другого и не нужно! Так что на мой взгляд для большинства людей эта модель будет оптимальной.

Вот FLIR C2 - это уже тепловизор без всяких оговорок. Тоже модуль FLIR Lepton с микроболометром разрешением 80x60 пикселей, но уже калиброванный, мы измеряем температуру непосредственно по изображению. Сохранив картинку в единственно возможный «радиометрический JPEG» (JPEG скриншот с прикреплёнными данными с АЦП микроболометра и исходником картинки с видимой камеры) и открыв специальной программой (бесплатно скачивается с сайта FLIR) мы можем узнать температуру любой точки, смотреть распределения температуры и т.д.

Увы и ах, температуры выше 150°C Lepton принципиально не понимает… Если TG165, например, измеряет от -25°C до +380°C, то тут у нас только от -20°C до +150°C. В большинстве случаев хватит, но не всегда.

Ещё минус - время автономной работы. Гарантируют только два часа. Два прошлых прибора работают не меньше восьми.

Но далее огромный плюс - технология FLIR MSX. Нагляднее всего её можно понять из этого короткого видео:

На изображении с камеры видимого диапазона выявляются контуры, которые затем добавляются на тепловое изображение, позволяя решительно повысить его детализацию. Я не встречал ничего лучше в плане объединения тепловой и видимой картинки. Причём MSX лидирует с огромным отрывом, предоставляя одновременно максимум информации из обоих диапазонов.

Плюс угол обзора тут, на мой взгляд, ближе к оптимальному: 41°x31°.
Наконец, что очень радует, C2 можно подключить к компьютеру и он опознается как веб-камера, передавая в реальном времени изображение.

Пункт 3: тест, обследование электроники.

В качестве тестового объекта выступает открытый системный блок.

Fluke VT04 показывает, что с такой работой справляется вполне.

Но есть ряд трудностей:
- совмещение видимого и теплового изображения из-за параллакса не точное;
- приходится постоянно переключать режимы смешивания видимого и теплового изображения чтобы понять, что там у нас греется;
- кадры сохраняются ну очень долго, если есть задача потом кому-то ещё показать увиденное, то это сильно тормозит работу;
- матрица «тормозная», картинка реально может смазываться при быстрых движениях;
- приходится довольно долго «сканировать» из-за не самого большого угла обзора, есть риск что-то пропустить;
- как уже говорилось выше, температуру мелких объектов точно измерить не получится.

FLIR TG165 справляется с работой заметно лучше. Хоть у него и нет дополнительной камеры видимого диапазона, относительно большое разрешение тепловой картинки позволяет и так понять, на что мы смотрим. Большой угол обзора позволяет сразу осмотреть большую площадь. Ну и в плане измерения температуры небольших объектов он куда лучше. Хотя, конечно, совсем мелкие детали им не измерить.

Наконец, FLIR C2. Увы, с совмещением теплового и видимого изображения на близких дистанциях у него всё ещё хуже, чем у VT04. На дистанции менее 1 м он в этом плане не рассчитан. Приходится MSX отключать, иначе только мешает. Причём это можно было бы исправить программно, расширить диапазон компенсации параллакса на малые дистанции, но этого не было ни в прототипе, ни в серийной модели.

Тем не менее C2 всё равно лучше, чем TG165, справляется с этой работой: в добавок ко всем плюсам 165-го он ещё и умеет измерять температуру самых мелких деталей на плате.

Пункт 4: тест, обследование электрооборудования.

В целом результаты такие же, как и в прошлом тесте.
Но есть важное отличие: из-за увеличенного расстояния (лезть вплотную под 380 вольт желания как-то нет) FLIR C2 тут уже вполне работает с MSX. Думаю, на картинках ниже его значимость будет ясна. Особенно порадовал встроенный в прибор фонарик подсветки, который позволяет максимально эффективно работать даже в тёмном помещении. У Fluke из-за плохого освещения камера видимого диапазона стала заметно менее эффективной.

Про TG165 можно сказать, что лазер тут стал полезным уже не только как указатель области измерений, но и как указатель того, на что мы смотрим (напомню, что область измерений примерно совпадает с центром изображения). Помогает в отсутствии камеры видимого диапазона. На малых расстояниях из-за того же параллакса это не работало.

Пункт 5: тест точности измерений.

Изначально в моих планах не было такого теста. Но как-то я включил VT04, направил на стену и увидел на экране это:

И вот как-то мне не верится, что у меня в квартире +30…

В инструкции к прибору сказано, что после включения ему нужно 5-10 минут на прогрев чтобы давать точные показания. И действительно, постепенно его показания стали уменьшаться… Но даже после получаса работы меньше 26°C на этой стене он показывать никак не хотел. А я никак не хотел верить в такую температуру в квартире: все остальные измерители температуры (включая TG165 и С2), найденные дома, говорили про 23-24°C.

Но ведь это ещё не показатель… Нужно что-то с заведомо известными температурой и коэффициентом излучения. В качестве такого тестового объекта была выбрана вода с тающим льдом. Её коэффициент излучения заведомо 0,96, а температура просто по определению равна 0°C. Термопара моего мультиметра только подтвердила, что определение выполняется.

Подождав 5-10 минут после включения проверяем Fluke VT04 на столешнице, а затем на тестовой воде:

Как видим, он стабильно завышает показания. Причём, похоже, чем выше температура - тем сильнее.
Теперь FLIR TG165:

Просто шикарно! Трудно ожидать от инфракрасного измерителя температуры точности выше этой. Просто-таки эталонный прибор. Вновь могу всем рекомендовать брать TG165.
Наконец C2:

Хм… Обратите внимание: при комнатной температуре он показывает в точности то, что надо, а вот когда речь заходит о холоде - серьёзно занижает. Впрочем, тут у меня прототип, что будет в серийной модели? Через несколько недель я узнал:

Уже получше, укладывается в норматив, но всё равно не идеально.

У меня есть предположение, что т.к. нагревать проще, чем охлаждать, дешёвые матрицы калибруют только от комнатной температуры и выше, а ниже комнатной - экстраполяция. В прототипе алгоритм экстраполяции был плохо отработан, так что показания совсем сильно занижались, в серийной модели уже поправили, стало укладываться в нормативы, но не более того. Впрочем, повторюсь, что это лишь моё предположение.

Пункт 6: тест, обследование помещения.

Вновь можно сказать тоже самое, что и в пунктах 3 и 4.
Fluke VT04 справляется с задачей, работать вполне можно.

Но есть куча недостатков, особенно мешают низкое разрешение с малым углом обзора.
FLIR TG165 работает куда лучше.

Изображение гораздо детальнее, угол обзора куда больше - то, что нужно. Особо не подкопаешься.
Но FLIR C2 за счёт MSX всё равно впереди.

Ну и, наконец, обещанные котики:

Тепловизор - камера которая получает картинку в виде температурного градиента исследуемой поверхности. В своих обзорах я измерял температуру с помощью тепловизора в виде приставки к смартфону - Seek Thermal. Но тепловизор мне не принадлежал и я решил выбрать свой собственный, а арендуемый отдать владельцу. Данная статья будет состоять из описания и сравнения функций двух имеющихся у меня тепловизоров.

Выбор среди дешёвых тепловизоров небольшой. В пределах $200-250 редко когда можно найти варианты полноценных устройств в Б\У варианте, но есть упрощённые тепловизоры - приставки к смартфонам (к Android и iPhone). Известные мне я вывел в таблицу.


Как видите, в таблице расположились только продукты молодой американской компании Seek Thermal Inc и умудрённой опытом известной американской компании FLIR Systems.

Выбор пал на FLIR One for Android потому что:
- это же FLIR! (FLIR, это как FLUKE, только FLIR)
- Seek thermal Compact уже есть, хочу сравнить
- FLIR One имеет меньшее разрешение, но снимки дополняются второй встроенной камерой

Ценообразование. В Amazon на FLIR One for Android и на SEEK thermal Compact цена стоит на отметке - $250, но в течении месяца может варьироваться от $220 до $260 (это не учитывая Б\У варианты). Однажды видел SEEK thermal Compact за $196.97.

Отличия этих тепловизоров в двух словах
- Seek мелкий, FLIR габаритнее
- У Seek чуть выше разрешение матрицы, у FLIR это значение официально неизвестно (вероятно 160 x 120)
- Seek выдаёт термо картинку, FLIR смешивает картинку из двух камер (термо и обычной)
- Seek питается от смартфона, FLIR имеет свой аккумулятор

Покупка и доставка

Покупал на Amazon 17 июля. Платил кредиткой. На адрес компании-посредника посылка была доставлена 19 июля. 28 июля я оплатил налог при прохождении украинской таможни (так как стоимость выше 150 euro). И уже 5 августа получил. Посылка не помялась, упаковка от Amazon не вскрывалась.

Комплектация богатая. Внутри, судя по картинке, меня ждёт Samsung Galaxy S6. Производитель положил в комплект к тепловизору:
- резиновый защитный чехол
- две резиновые наклейки - демпферы
- фирменный кабель для подзарядки
- два micro USB переходника для разворота устройства относительно смартфона
- длинный поясок для крепления защитного чехла на шее

Сам FLIR One имеет пластиковый корпус и весит не больше зажигалки. При подключении к смартфону держится уверенно, хоть длинный micro USB разъём и создаёт приличный рычаг. Я не стал использовать комплектные накладки - демпферы. Толщина резины больше зазора между устройствами и USB уже не так надёжно вставляется. И с накладками не получается использовать комплектные USB переходники.

В сравнении с Seek

Подробные функции и спецификации

Модель: FLIR ONE Android
диапазон измерения: -20° to 120°C
работает при температурах: 0°C to 35°C
масса ~78 grams
габариты (L × W × H) 78 x 26 x 18 mm
аккумулятор: 350 mAh Li-Ion
камера: VGA (для смешивания с тепловой камерой)
чувствительность: 0.1° C
подзарядка: через micro-USB током 1A
Сертификация: FCC, CE, RoHS, CAN ICES-3 (B)/NMB-3(B), UL
Страничка на сайте производителя:
Описание (PDF):

Совместимость
Для работы с Flir One нужна ОС Android не ниже 4.4.2 и OTG USB порт (для Apple модификации - порт lighting). Можно ознакомиться со списком поддерживаемых устройств:

Несовместимых устройств мало и список немного странный. Смущает «Lenovo Xperia Z» и проблемы с LG G3 (4.4.2). Проверил на LG G2 (5.0.2), LG G3 (6.0), LG G4 (6.0.1) – всё работает.

Последовательность действий
- заряжаем устройство
- вставляем тепловизор в micro USB порт смартфона
- включаем тепловизор кнопкой питания
- запускаем одноимённую программу

Программное обеспечение (сравнение)

Буквально за неделю до написания обзора у Seek кардинально обновилась программа. На фото появилась цветовая шкала температур, цветовая гамма стала гораздо информативней при малой «контрастности» температур, сильно уменьшилась задержка вывода картинки на экран смартфона. Правда, без нюансов не обошлось - перед запуском требуется зарегистрироваться и входить под паролем. Лично у меня после регистрации войти не удаётся. Методом «научного тыка» было выяснено, что если ввести «что-то типа почты» и «что-то типа пароля», после чего два раза нажать – пускает к святая святым!

У Seek в программе есть следующие функции:
- выбор цветовой гаммы
- соотношение сторон (4:3 \ 16:9)
- сглаживание картинки
- выбор фамилии (Цельсий \ Кельвин \ Фаренгейт)
- отображение температурной шкалы
- сохранение GPS координат в снимке
- нанесение на снимок более подробной информации
отображение синей и красной меток отключить нельзя

Фотографии сохраняются в формате *.jpg с автоматическим названием вида «img_thermal_1471190415155.jpg». Разрешение фото (16:9) 1280x720 или (4:3) 1280x960.

У FLIR в программе отображается уровень заряда устройства. В программе можно:
- выбрать тип съёмки (Photo \ Video \ Panorama \ Timelapse)
- изменить цветовую гамму
- включить вспышку в качестве подсветки
- включить задержку съёмки на 3 или 10 секунд
- указать, что тепловизор перевёрнут как фронтальный
- выбрать «выделять цветом только горячие точки»
- выбрать тип поверхности измеряемого материала (матовый \ немного матовый \ немного глянцевый \ глянцевый)
- сохранить GPS координаты в снимке
- включить \ выключить автоматическую калибровку

Фотографии сохраняются в формате *.jpg с автоматическим названием вида «flir_20160809T110750.jpg». Разрешение фото (4:3) 640x480, а после обработки в редакторе FLIR Tools - (4:3) 449x336.

Но это ещё не всё! Так как FLIR поддерживает часы на Android Wear, то при запуске часы предлагают управлять удалённо.

Но и это только цветочки. FLIR One в фото сохраняет много всего (данные о измерениях, фото в видимом диапазоне). И программа под названием «FLIR Tools» (под Android, iOS, MacOS, Windows) умеет с полученным фото делать следующее:

Вытащить «только фотографию» или «только термоснимок»
- изменить прозрачность и алгоритм смешивания фото с термоснимком
- заменить цветовую палитру
- наложить на фото большое количество точек, окружностей и прямоугольников, внутри которых будут отображаться max\min значения температур.
- конвертация выбранных файлов в PDF
- отправить выбранные файлы по почте \ Box \ Dropbox \ FTP \ средствами Android
- показать на карте GPS координаты из снимка
- выдать всю информацию по снимку

Use case
Тепловизор даётся Гордому Фримену, который идёт в самый центр эксперимента, делает панорамное фото и сразу выкладывает в Dropbox. В лаборатории учёные получают фото и уже сами выбирают гамму, устанавливают метки и изучают области температур.

Разрешение и чувствительность

Я считал, что разрешение у тепловизора - самый главный параметр. Оказалось, что это не так. FLIR с его 160 x 120 демонстрирует контрастные снимки при разнице температур всего в один градус. А у Seek матрица сильно «шумит» и показывает контрастную картинку, но если разница температур составляет не менее пяти градусов.

Фокусировка

Вот этот параметр довольно интересен, а в некоторых случаях и критичен. Дело в том, что термоснимки могут быть чёткие и контрастные, а могут демонстрировать лишь «цветные облака». Для фокусировки нужна оптика, которая прозрачна в ИК диапазоне. Оптика дорогая, так как создаётся из специальных материалов, таких как селенид цинка (ZnSe). Оба обозреваемых тепловизора уже имеют линзы с фиксированным фокусным расстоянием.

Углы обзора

У FLIR углы обзора чуть шире, чем у Seek. Я использовал фокусировку на лист А4 и линейку для определения расстояния до бумаги. По очень приблизительным расчётам углы обзора равны 40° для FLIR и 33° для Seek.

Отзывчивость и частота кадров

У FLIR скорость обновления картинки примерно 10 кадров в секунду, задержка около 0.5 секунды. Примерно раз в 30 секунд картинка замирает (устройство калибруется, это можно отключить).

Отзывчивость у Seek хорошая. Скорость обновления картинки примерно 10 FPS, но время на подбор палитры для «рассеивания тумана» может достигать пяти секунд. Задержка небольшая, но калибровка может влиять на обновление картинки задерживая вывод на 1-5 секунд. Слышно как устройство постоянно негромко щёлкает затвором каждые пять секунд.

Измерения

Тепловизоры в действии

Если не задаваться целю измерять температуру, то редко когда тепловизоры могут показать что-то интересное. Вот такой у нас вид с балкона.

Слева FLIR | Seek справа

Фотография в помещении. Контрастность невысокая и можно лишь сравнить «информативность» снимков.


слева FLIR | Seek справа

Вот так выглядит натюрморт из различных материалов комнатной температуры. Перед нами металлические предметы, резинка, канифоль, пластик, фольга, слива. (металл и фольга отражают тепло окружающих предметов и выделяются на снимках)


слева FLIR | Seek справа

Эти фотографии лишь подтверждают, что тепловизор не функционален в повседневной жизни. Покемонов не ищет, ну разве что фото еды и селфи должны неплохо получаться. Правда, есть и удачные термоснимки.

Если использовать по прямому назначению, то информативность снимков увеличивается.

Точность и сравнение с другими методами измерения

На банкет приглашены: термопара, пирометр, градусник, Seek, FLIR.
Начнём с малого - с себя. Измеряем палец как эталон температуры.

как это было

Переходим к микроскопии. Нагреваем лампочку размерами 5х3 мм.



Тут разница между различными видами измерения предстаёт во всей красе. Тепловизоры видят не просто нагретое стекло, но и тепловое пятно источника внутри колбы. А пирометр измеряет слишком большую область, так что среднее значение гораздо ниже остальных.

как это было

Ну и границы измерений - кратко.

влияние поверхности на тепловую картину

Для демонстрации были взяты четыре металических крышки. Одна обработана наждачной бумагой, вторая влажная, на третью нанесены два различных лака, четвёртая осталась без изменений. Все крышки нагревались и охлаждались одинаково.

измерения

На графике можно увидеть как поверхность материала влияет на показания тепловизора.

малые величины

Я хотел показать использование тепловизоров для поиска незаметных глазу вещей. К сожалению, Seek не способен передать небольшие девиации температур, так что тут он аутсайдер.

Тепловой отпечаток от горячей чашки

Труба в стене

Отпечаток рук на рабочем столе

«Он не мог далеко уйти, мышка ещё тёплая!» Тут можно увидеть, что Seek демонстрирует неплохой результат. Дело в том, что это фото сделано с нескольких попыток, а картинка контрастна из-за горячего монитора.

монета перекрытие | монета отражение



фольга перекрытие | фольга отражение



стекло перекрытие | стекло отражение



бумага перекрытие | прозрачный PET пластик перекрытие



полиэтилен перекрытие | полиэтилен (8 слоев) перекрытие

покупка дополнительной линзы (макросъёмка)

Расскажу про модификацию для фокусировки на небольшом расстоянии. Как я уже говорил в абзаце «фокусировка», для этих целей нужны линзы из определённых материалов - германия, кремния, селенида цинка и прочих. Оптику ZnSe используют для фокусировки лазера и продают во многих местах, имеется выбор в диаметре, фокусном расстоянии и цене. Главным в ценообразовании является производитель - Китай или США. Китайские дешевле раза в полтора, но некоторые продавцы пишут «если ваш лазер больше 100W – берите американские». И я решил, что у меня лазер больше 100W, взял дорогую линзу. Я хотел продемонстрировать максимум и получить самые чёткие и контрастные фотографии. Возможно, китайские линзы будут не хуже в этом плане, но это уже проверять вам.

Я за US $26.50 прикупил 20mm diameter ZnSe Lens with 50.8mm/2″ с хорошим выбором линз и отличными отзывами. Доставка была быстрой, упаковано от души.

Сразу после распаковки я состряпал универсальное крепление для обоих тепловизоров. Это заняло пять минут и не претендует на повседневное использование, но для тестов сойдёт.
Если корпус Seek удобен для установки дополнительных линз, то с FLIR пришлось повозиться. Я скотчем заклеил вторую камеру (программное отключение не предусмотрено), а кусок резины пришлось вырезать фигурно, иначе насадка соскакивает с обтекаемого корпуса.

Вот тут оба тепловизора раскрыли свои возможности и показали на что способны. Seek хоть и имеет меньший угол обзора, но высокое разрешение матрицы помогает получить детальные снимки. Но всё ещё при условии, что разница температур выше 3-5 градусов. У FLIR чуть больше угол обзора, а чувствительная матрица способна иногда различить SMD элементы и без дополнительной линзы. С линзой картинка чёткая и ясная. Для получения чуть контрастного фото схему можно даже не включать. Немного мешают шумы от закрытой скотчем камеры, но через FLIR Tools можно выбросить эту информацию.

FLIR до | FLIR после

Seek до | Seek после

Сопоставление трёх фотографий. На центральной я отметил масштаб.

По результатам тестов скажу что с линзой получить читаемую тепловую картину можно, но я не могу сказать что эта информация будет вами воспринята однозначно. Наличие тепловизора ещё не гарантирует вам нахождения неисправности. Горячий элемент или широкая медная шина могут засветить изучаемые элементы даже на противоположной части платы. В пример приведу плату одного контроллера (приёмник зарядного стандарта Qi).

Как вы думаете, какие элементы будут самыми горячими на плате? Ответ под спойлером.

Горячими являются три конденсатора вверху. Если бы плата была неисправна, то я бы заподозрил их в первую очередь. Но они являются частью LC контура принимающего до 5W энергии, так что без понимания работы схемы термоснимки не очень «читаемы».

Снимаем видео

Я решил понаблюдать за остыванием кусочка бумаги смоченной в горячей воде. Положил две бумажки на крышку, одну из них намочил. Никакой особой цели не преследовал, только хотел получить какое-то действие в течении всей съёмки.

Заряда аккумулятора хватило на 40 минут, после чего я получил видеоролик на 4ГБ.

Запись ведётся со следующими параметрами.

Name: flir_20160818T215039.mp4
Format: MPEG-4 Version 2
Duration: 36mn 12s
Overall bit rate: 15.8 Mbps

Video
Format: AVC [email protected]
Bit rate: 15.7 Mbps
Width: 640 pixels
Height: 480 pixels
Display aspect ratio: 4:3
Frame rate: 8.639 fps

Audio
Format: AAC LC
Nominal bit rate: 96.0 Kbps
Channel(s): 1 channel
Sampling rate: 44.1 Khz

Для уменьшения продолжительности видео (и размера файла) есть возможность настроить запись в формате Time-lapse, в котором настраивается периоды и длительность записи.

переметры видео с помощью ПО от Seek ...

Name: thermalVideo_1471607264878.mp4
Duration: 41mn 31s
Video
Format: MPEG-4 Version 10
Bit rate: 0.8 Mbps
Width: 1280 pixels
Height: 720 pixels
Display aspect ratio: 16:9
Audio
Format: AAC
Nominal bit rate: 65.0 Kbps
Channel(s): 1 channel
Sampling rate: 44.1 Khz
Формат видео

Потребление и автономность

Я решил проверить время автономной работы путём записи видео. От начала записи и до отключения прошло 39 минут. За это время FLIR разрядился с 98 до 2% и выключился. Смартфон разрядился на 19% (аккумулятор на 3000 mAh). Сам производитель намекает, что можно заряжать тепловизор и во время использования, потребление при этом составит 0.61 A (в выключенном состоянии FLIR заряжается током всего 0.45A).

Для примера, запись видео с помощью ПО от Seek за эти же 40 минут разрядила смартфон на 26%, а смартфон буквально раскалился. Видео заняло всего 274 МБ места, но оказалось полностью непригодным для просмотра. Редкие цветные точки на чёрном фоне на тепловую картину не похожи.

Стоит отметить, что у FLIR ёмкость в процентах определяется с погрешностью. У заряженного устройства ПО в течении 10 секунд уменьшило заряд с 100% до 92%. А полностью разряженному устройству приписало целых 20%, после чего связь с FLIR пропала.

После полного разряда я поставил тепловизор на подзарядку. Производителем заявлен аккумулятор на 350 mAh (около 1.3 Wh). Через 25 минут заряда устройство получило 0.8 Wh (61% заряда), после чего ток потребления уменьшился с 0.45A до 0.07A. На третьем часу подзарядки в сторону тепловизора ушло 1.8 Wh и я прекратил заряд - это похоже на бесконечный процесс. Могу предположить, что полутора часов будет достаточно для полного заряда.

После продолжительной эксплуатации у меня появилась привычка подзаряжать тепловизор перед каждой фотосессией. Сложно запомнить сколько заряда оставалось в прошлый раз, а погрешность в определении заряда запутывает ещё больше.

Что в итоге

Я хотел показать что вас ожидает, если у вас появится надобность в тепловизоре при минимальных вложениях. Конечно, этот аппарат вам не заменит других методов измерения, но он вам поможет составить (в прямом смысле) общую картину происходящего.
Но есть и нюансы:

Нужно понимать, что излучение тепла у различных материалов сильно отличается. И даже два одинаковых металлических предмета одинаковой температуры будут сильно отличаться на фото тепловизора, если один из них будет, к примеру, влажный.

Не забываем про способность некоторых материалов \ покрытий отражать тепло. Так что холодная металлическая поверхность с полосами краски через тепловизор может быть видна как горячая поверхность (отражает вас горячего) с холодными полосами.

Стекло, прозрачный пластик, полиэтилен (частично) - непрозрачны для тепловизора! К примеру, мощные светодиодные лампочки выглядят холодными (пластиковый колпак не нагревается), но маломощные газоразрядные - горячими (нагревается стеклянная колба).

Недостатки

У Seek претензии к ПО. Если ранее у них были глупые ошибки уровня «на сохранённом фото метки показаний смещаются относительно реальных измерений». То сейчас программа лишь изредка вылетает. И требование логина выглядит нелепо. После FLIR у Seek начал раздражать цветной фоновый шум, хотя раньше я его даже не замечал.

У FLIR хотелось бы видеть на экране не просто крестик измерения по центру, а автоматический поиск max \ min значений температуры, как у Seek. И аккумулятора хватает всего на одну - две сессии. Ещё резиновый чехол не внушает доверия. Прикрыть им оптику - самое то, но от песка или влаги не защитит.

Области применения Seek thermal Compact

- поиск явного источника тепла \ холода на большой территории (лес, склад, тоннель)
- мгновенное определение min \ max значений температур
- изучение явного нагрева крупных элементов электрической схемы
- изучение нагрева SMD элементов при наличии линзы (хорошее разрешение, средняя чувствительность, малый угол обзора)

Области применения FLIR One for Android

- поиск источника тепла \ холода на большой территории (лес, склад, тоннель)
- определение наличия скрытых источников тепла \ холода (труба или проводка в стене)
- отображение небольшой разницы температур порядка 0.5 градуса (тепловой отпечаток пальцев на кодовом замке)
- изучение нагрева крупных элементов электрической схемы
- изучение нагрева SMD элементов при наличии линзы (среднее разрешение, отличная чувствительность, большой угол обзора)
- длительное наблюдение за тепловыми изменениями с помощью функции time-lapse
- формирование отчёта (в программе Flir Tools) с указанием точек и областей с min \ max значениями температуры
+176 +306