основы тепловидения

Физические основы тепловидения

В отечественной литературе встречаются три термина, обозначающих технику дистанционной регистрации и визуализации тепловых полей: тепловидение, термовидение и ИК термография. Наиболее употребительный российский термин «тепловидение» произошел, по-видимому от товарной марки «Thermovision» известной в прошлом веке шведской фирмы AGA (ныне FLIR systems) и соответствует западному термину «ИК термография»  (IR  thermography).

Тепловая энергия передается в твердых телах фононами (теплопроводностью), в жидкостях и газах — молекулами (конвекцией), в газах и в вакууме — квантами (излучением). Распространение фононов  аналогично распространению  ультразвука. Визуализация фононных потоков возможна только в чистых кристаллах при очень низких температурах. Конвекцию можно визуализировать путем подкрашивания или подсветки  потоков жидкости или газа. Тем не менее, термин «тепловидение» относится, главным образом, к регистрации теплового излучения твердых тел, которое складывается из собственного излучения тела, обусловленного его температурой, а также отраженного и прошедшего излучения других тел. Для оптически непрозрачных объектов, тепловизионные устройства фиксируют исключительно поверхностные эффекты: температуру поверхности и величину коэффициентов излучения (поглощения) и отражения. Тем не менее, распространенное утверждение, что с помощью тепловидения невозможно «просветить» твердое тело, как это делают с помощью ультразвука или рентгеновского излучения, является не совсем верным, поскольку внутренние процессы, происходящие внутри твердых тел, могут проявляться на их поверхности  благодаря тому или иному механизму теплопередачи, не говоря о телах, которые обладают прозрачностью в ИК диапазоне. Процессы чистой теплопередачи подвержены пространственному размытию и временному запаздыванию, что обусловливает специфические трудности в расшифровке тепловизионных изображений Анализ скрытых тепловых феноменов в твердых телах  по их поверхностному тепловому излучению лежит в основе технической диагностики состояния машин и систем, а также в основе неразрушающего контроля внутренних дефектов тепловым методом.

Поделиться