Тепловізори здаються справжнім дивом техніки: вони дозволяють “бачити” у повній темряві, крізь туман, дим або навіть через рослинність. Але як саме працюють ці пристрої? Які технології стоять за створенням теплового зображення? І чому тип сенсора має велике значення для якості картинки? У цій статті поговоримо не про те, який тепловізор купити, а розглянемо основні принципи роботи тепловізорів та різновиди сенсорів, які використовуються в сучасних пристроях.
Принцип роботи тепловізора
Будь-який об’єкт з температурою вищою за абсолютний нуль (–273 °C) випромінює інфрачервоне випромінювання, невидиме для людського ока. Чим вища температура об’єкта, тим інтенсивніше це випромінювання. Тепловізор фіксує інфрачервоні промені, які йдуть від об’єктів у навколишньому середовищі, перетворює їх на електричний сигнал і створює на його основі візуальне зображення.
Процес створення теплового зображення складається з кількох етапів:
- Інфрачервоні промені проходять через спеціальну оптику.
- Сенсор (матриця детекторів) вловлює теплове випромінювання.
- Сигнал обробляється електронікою пристрою.
- На екрані формується картинка, де різні температури позначені різними відтінками.
Завдяки цьому тепловізор дозволяє бачити не зовнішній вигляд об’єкта, а розподіл температур на його поверхні, що дає суттєві переваги у багатьох ситуаціях.
Типи сенсорів у тепловізорах
Сенсор є серцем будь-якого тепловізора. Саме від його характеристик залежать чутливість, роздільна здатність, швидкість роботи і якість зображення. Існує два основних типи сенсорів: охолоджувані та неохолоджувані.
Неохолоджувані сенсори
Більшість цивільних тепловізорів оснащуються неохолоджуваними сенсорами. Вони працюють без складних систем охолодження і базуються на матеріалах, які змінюють свої електричні характеристики під дією інфрачервоного випромінювання. Найпоширеніші типи:
- VOx (оксид ванадію) — забезпечує високу чутливість і стабільну роботу навіть у складних умовах.
- a-Si (аморфний кремній) — більш дешевий варіант сенсора, часто використовується у бюджетних моделях.
Переваги неохолоджуваних сенсорів: менша вартість, компактність, енергоефективність, висока надійність. Вони добре підходять для полювання, охорони, моніторингу техніки та цивільного використання.
Охолоджувані сенсори
Охолоджувані сенсори використовують спеціальні механізми для зниження температури детектора до дуже низьких значень (до –200 °C). Це значно підвищує їхню чутливість до мінімальних теплових коливань.
Основні особливості:
- Надзвичайно висока роздільна здатність і деталізація.
- Дальність виявлення цілей значно більша, ніж у неохолоджуваних систем.
- Можливість фіксувати об’єкти з дуже малою різницею температур.
Охолоджувані сенсори використовуються у військовій техніці, авіаційних системах, пошуково-рятувальних місіях, наукових дослідженнях. Їх основний недолік — висока ціна і більша чутливість до фізичних ушкоджень.
Ключові характеристики сенсорів
При виборі тепловізора важливо звертати увагу не тільки на тип сенсора, але й на такі параметри:
- Pixel pitch — відстань між сусідніми пікселями на матриці. Чим менше цей показник (наприклад, 12 мкм замість 17 мкм), тим краща деталізація зображення.
- Роздільна здатність — більше пікселів означає краще зображення.
- NETD — нижче значення свідчить про кращу чутливість.
- Частота кадрів — висока частота (наприклад, 50 Гц) забезпечує плавне, реалістичне зображення без розривів під час руху.
Тепловізори відкривають невидимий світ, дозволяючи бачити те, що приховано від людського ока. Їх робота базується на фіксації інфрачервоного випромінювання і перетворенні його в зображення за допомогою спеціальних сенсорів. Розуміння типів сенсорів і їхніх характеристик допомагає правильно обрати тепловізор, що найкраще відповідатиме вашим завданням.
