Тепловізор - штука гранично корисна будь-кому, хто любить щось робити своїми руками, щось вивчати і т.д. Але довгі роки вони були недоступні за ціною. На щастя, прогрес поступово виправляє цю ситуацію.
Кілька місяців тому я влаштовував порівняльний тест недорогих тепловізорів Fluke VT04, FLIR TG165 і прототипу FLIR C2. Потім трохи потестил серійний FLIR C2. Ну а зараз подумав: а чому я до сих пір не написав про це на Geektimes.
Отже, пункт 1: загальний огляд.
Для початку ціни, якщо вже в заголовку стоїть «недорогих». Я взяв ціни на момент написання статті у одного першого-ліпшого продавця, у якого є всі три моделі. Можливо, щось можна купити і дешевше. Що цікаво, ціни виявилися такими ж, як і кілька місяців тому ...
Отже:
- Fluke VT04 - 35 000 рублів;
- FLIR TG165 - 40 000 рублів;
- FLIR C2 - 64 000 рублей.
Там, в ЮЕсЕй, VT04 - $ 500, TG165 - $ 500, а C2 - $ 700.
Тепер беремо в руки.
Fluke VT04 абсолютно розчарував. Я не маю нічого проти Fluke взагалі, у мене на роботі їх тепловізор і він був куплений за моєю рекомендацією. Але в даному випадку складається відчуття, що його корпус і ергономіку проектували з метою підштовхнути покупця купити щось по-дорожче ...
Його рукоятка дуже широка, незручна. Хоча в основному все покрито гумою, рукою берешся за жорсткий неприємний пластик, причому перехід з голого пластика на покритий гумою - це дуже велика сходинка, яка тисне на пальці.
Спускова клавіша VT04 - просто творіння Сатани ... Вона вузька, слизька і вимагає великого зусилля щоб зняти кадр, та ще розташована під таким кутом, що палець зісковзує і натискає на неї самим краєм. В результаті при активному користуванні приладом вказівний палець реально починає хворіти!
Панелі корпусу підігнані погано: де зазор, де гумове покриття піднімається від стиснення.
SD-карта нічим не прикрита, при активній експлуатації легко можна нею за щось зачепитися і зламати. Плюс вона тримається лише на терті, так що ще й втратити можна ...
FLIR TG165 після цього - просто небо і земля ...
Корпус прогумованому повністю, все панелі підігнані ідеально, рукоятка гранично зручною форми і розміру, спускова клавіша теж «для людей». Ну і, зрозуміло, SD-карта тримається на клямці і прикрита гумовою заглушкою, так що нічого з нею не станеться ні за яких обставин. В добавок TG165 помітно компактніше.
Але до якості збірки складно підкопатися навіть у прототипу, а серійна модель виявилася і зовсім ідеальною.
Пункт 2: технічні характеристики.
Варто почати з того, що Fluke VT04 позиціонується зовсім не як тепловізор, а як «візуальний інфрачервоний термометр». У чому це полягає з технічної точки зору? У тому, що в звичайних тепловізорах варто матриця, звана мікроболометр, що складається з терморезисторов, а тут встановлена матриця піроелектричних елементів. Піроелектричні датчики характерні для інфрачервоних термометрів (пірометрів), але там стоїть один датчик. Тут же зробили матрицю 31x31 датчик, що дозволило отримати хоч якесь, а теплове зображення.
Щоб компенсувати дуже мале дозвіл, прилад отримав відносно невеликий кут огляду 28 ° x28 ° і камеру видимого діапазону, чиє зображення змішується з тепловим в різних співвідношеннях, залежно від побажань користувача. Ми можемо спочатку в чисто ІК-діапазоні знайти тепле / холодне пляма, а потім поступово перейти до видимого зображення і точно зрозуміти, якого реальному об'єкту воно відповідає. Зберігаючи картинку у власному форматі Fluke можна потім на комп'ютері міняти коефіцієнт змішування. В альтернативному BMP, природно, такої можливості немає, просто умовний скріншот екрану. До речі, зберігає він цей BMP ну дуже довго ...
Великим мінусом VT04 виявилося вимір температури не по центральному пікселю матриці (а в ідеалі - будь-якого пікселя на вибір), що було б логічним, якщо вже число пікселів непарне, а усереднений по квадрату 7x7 пікселів. З огляду на малий дозвіл матриці, отримуємо досить велику область, температуру невеликого об'єкта точно вже неможна виміряти:
Сірі куточки показують область усереднення. Як видно, температура вийшла помітно нижча за ту, яку чекаєш від пальця ... До речі, не на стільки нижче, на скільки можна очікувати з урахуванням усереднення за такою області. Але про це в пункті 5.
Збереження картинки в власний формат Fluke нічого не змінює: на комп'ютері все також можна подивитися тільки усереднену температуру великого квадрата в центрі. Швидше за все це через дуже великих шумів матриці, які в рази більше, ніж у мікроболометр.
Але, звичайно, не можна сказати, що у приладу одні мінуси. Є й серйозний плюс!
Його можна поставити на штатив і налаштувати автоматичну зйомку. Або интервальную, або по перевищенню критичної температури. Так що для завдання тривалого спостереження за статичним об'єктом він може виявитися найкращим вибором.
FLIR TG165 теж позиціонується не як тепловізор, а як «тепловізійний інфрачервоний термометр». Але тут технічна сторона зовсім інша, ніж у Fluke. Він створює тепловізійну картинку за допомогою звичайного тепловізійного модуля FLIR Lepton з мікроболометр дозволом 80x60 пікселів. Але цей мікроболометр для економії не калібрувати, температуру не вимірює! Замість цього в прилад вбудований окремий пірометр, який вимірює температуру приблизно по центру огляду тепловізора. Для більш точного визначення області вимірювань вбудований подвійний лазерний покажчик, який показує не тільки саме місце (середина відрізка, що з'єднує дві точки від лазерів), але і діаметр області усереднення (відстань між точками). До речі, цей діаметр втричі менше боку квадрата, по якому усредняет температуру VT04, так що невеликі об'єкти вимірюються куди точніше:
Зверніть увагу, що тут більше кут огляду (50 ° x38 °) і куди менше шумів.
Однак функціонал приладу абсолютно мінімальний: тільки показувати теплову картинку, вимірювати температуру в одній точці і зберігати «скріншоти» екрану в BMP. Але в абсолютній більшості випадків іншого і не потрібно! Так що на мій погляд для більшості людей ця модель буде оптимальною.
Ось FLIR C2 - це вже тепловізор без будь-яких застережень. Теж модуль FLIR Lepton з мікроболометр дозволом 80x60 пікселів, але вже калібрований, ми вимірюємо температуру безпосередньо по зображенню. Зберігши картинку в єдино можливий «радіометричний JPEG» (JPEG скріншот з прикріпленими даними з АЦП мікроболометр і ісходником картинки з видимої камери) і відкривши спеціальною програмою (безкоштовно скачується з сайту FLIR) ми можемо дізнатися температуру будь-якої точки, дивитися розподілу температури і т.д .
На жаль і ах, температури вище 150 ° C Lepton принципово не розуміє ... Якщо TG165, наприклад, вимірює від -25 ° C до + 380 ° C, то тут у нас тільки від -20 ° C до + 150 ° C. У більшості випадків вистачить, але не завжди.
Ще мінус - час автономної роботи. Гарантують тільки дві години. Два минулих приладу працюють не менше восьми.
На зображенні з камери видимого діапазону виявляються контури, які потім додаються на теплове зображення, дозволяючи рішуче підвищити його деталізацію. Я не зустрічав нічого кращого в плані об'єднання теплової та видимої картинки. Причому MSX лідирує з величезним відривом, надаючи одночасно максимум інформації з обох діапазонів.
Плюс кут огляду тут, на мій погляд, ближче до оптимального: 41 ° x31 °.
Нарешті, що дуже радує, C2 можна підключити до комп'ютера і він розпізнається як веб-камера, передаючи в реальному часі зображення.
Пункт 3: тест, обстеження електроніки.
В якості тестового об'єкта виступає відкритий системний блок.
Fluke VT04 показує, що з такою роботою справляється цілком.
Але є ряд труднощів:
- поєднання видимого і теплового зображення через паралакса не точне;
- доводиться постійно перемикати режими змішування видимого і теплового зображення щоб зрозуміти, що там у нас гріється;
- кадри зберігаються ну дуже довго, якщо є завдання потім комусь ще показати побачене, то це сильно гальмує роботу;
- матриця «гальмівна», картинка реально може змазуватися при швидких рухах;
- доводиться досить довго «сканувати» через не найбільшого кута огляду, є ризик щось пропустити;
- як уже говорилося вище, температуру дрібних об'єктів точно виміряти не вийде.
FLIR TG165 справляється з роботою помітно краще. Хоч у нього і немає додаткової камери видимого діапазону, щодо великий дозвіл теплової картинки дозволяє і так зрозуміти, на що ми дивимося. Великий кут огляду дозволяє відразу оглянути велику площу. Ну і в плані вимірювання температури невеликих об'єктів він куди краще. Хоча, звичайно, зовсім дрібні деталі їм не виміряти.
Нарешті, FLIR C2. На жаль, з суміщенням теплового і видимого зображення на близьких дистанціях у нього все ще гірше, ніж у VT04. На дистанції менше 1 м він в цьому плані не розрахований. Доводиться MSX відключати, інакше тільки заважає. Причому це можна було б виправити програмно, розширити діапазон компенсації паралакса на малі дистанції, але цього не було ні в прототипі, ні в серійної моделі.
Проте C2 все одно краще, ніж TG165, справляється з цією роботою: на додаток до всіх плюсів 165-го він ще й вміє вимірювати температуру найдрібніших деталей на платі.
Пункт 4: тест, обстеження електроустаткування.
В цілому результати такі ж, як і в минулому тесті.
Але є важлива відмінність: через збільшеного відстані (лізти впритул під 380 вольт бажання якось немає) FLIR C2 тут уже цілком працює з MSX. Думаю, на картинках нижче його значимість буде ясна. Особливо порадував вбудований в прилад ліхтарик підсвічування, який дозволяє максимально ефективно працювати навіть в темному приміщенні. У Fluke через погане освітлення камера видимого діапазону стала помітно менш ефективною.
Про TG165 можна сказати, що лазер тут став корисним вже не тільки як покажчик області вимірювань, але і як покажчик того, на що ми дивимося (нагадаю, що область вимірювань приблизно збігається з центром зображення). Допомагає в відсутності камери видимого діапазону. На малих відстанях через те ж параллакса це не працювало.
Пункт 5: тест точності вимірювань.
Спочатку в моїх планах не було такого тесту. Але якось я включив VT04, направив на стіну і побачив на екрані це:
І ось якось мені не віриться, що у мене в квартирі +30 ...
В інструкції до приладу сказано, що після включення йому потрібно 5-10 хвилин на прогрів щоб давати точні свідчення. І дійсно, поступово його свідчення стали зменшуватися ... Але навіть після півгодини роботи менше 26 ° C на цій стіні він показувати ніяк не хотів. А я ніяк не хотів вірити в таку температуру в квартирі: всі інші вимірювачі температури (включаючи TG165 і С2), знайдені будинку, говорили про 23-24 ° C.
Але ж це ще не показник ... Треба щось зі свідомо відомими температурою і коефіцієнтом випромінювання. В якості такого тестового об'єкта була обрана вода з тающим льодом. Її коефіцієнт випромінювання свідомо 0,96, а температура просто за визначенням дорівнює 0 ° C. Термопара мого мультиметра тільки підтвердила, що визначення виконується.
Почекавши 5-10 хвилин після включення перевіряємо Fluke VT04 на стільниці, а потім на тестовій воді:
Як бачимо, він стабільно завищує свідчення. Причому, схоже, чим вище температура - тим сильніше.
Тепер FLIR TG165:
Просто шикарно! Важко очікувати від інфрачервоного вимірювача температури точності вище цієї. Просто-таки еталонний прилад. Знову можу всім рекомендувати брати TG165.
Нарешті C2:
Хм ... Зверніть увагу: при кімнатній температурі він показує в точності те, що треба, а от коли мова заходить про холод - серйозно занижує. Втім, тут у мене прототип, що буде в серійної моделі? Через кілька тижнів я дізнався:
Вже краще, укладається в норматив, але все одно не ідеально.
У мене є припущення, що оскільки нагрівати простіше, ніж охолоджувати, дешеві матриці калібрують тільки від кімнатної температури і вище, а нижче кімнатної - екстраполяція. У прототипі алгоритм екстраполяції був погано відпрацьований, так що показання зовсім сильно занижувалися, в серійної моделі вже поправили, стало вкладатися в нормативи, але не більше того. Втім, повторюся, що це лише моє припущення.
Пункт 6: тест, обстеження приміщення.
Знову можна сказати те ж саме, що і в пунктах 3 і 4.
Fluke VT04 справляється із завданням, працювати цілком можна.
Але є купа недоліків, особливо заважають низький дозвіл з малим кутом огляду.
FLIR TG165 працює куди краще.
Зображення набагато детальніше, кут огляду куди більше - те, що потрібно. Особливо не підкопаєшся.
Але FLIR C2 за рахунок MSX все одно попереду.
Ну і, нарешті, обіцяні котики:
