Измерение температуры с помощью термометра не последний вариант, который есть у нас сегодня. Существует несколько новых технологий, которые появились благодаря науке и они обещают более эффективные результаты, чем традиционные термометры. Инфракрасные и тепловизионные, это совершенно новые технологии, которые становятся все более популярными, особенно в промышленном использовании. По сути, эти две технологии объединяет одна общая черта – способность представить значение температуры объекта в виде визуальной информации.
Существуют специальные инфракрасные и тепловые камеры изображения, которые отображают вариации значений температуры объекта с помощью цветовой палитры. Обе, камера инфракрасного и теплового изображения используются в различных областях: в военной, безопасности и наблюдениях и различаются способом определения значений температуры объекта, который оценивается.
Как тепловизоры работают
Тепловые камеры измеряют абсолютную температуру объекта. Термограмма (картина, которая получена) представляет собой значение среднего инфракрасного излучения, которое испускает тело или объект. В то время как большинству инфракрасных устройств нужен свет, это не имеет решающего значения для тепловых камер. Одним из главных преимуществ этих устройств является их способность работать в полной темноте, а значит, их эксплуатация не зависит от присутствия света. Эта особенность делает тепловые камеры наиболее подходящими для измерения температуры в системах видеонаблюдения.
Как инфракрасные камеры работают
Инфракрасные камеры получают, обрабатывают и измеряют луч инфракрасного света. Инфракрасная съемка показывает энергию излучения, которую объекты испускают в инфракрасном спектре. Энергия излучения каждого элемента варьируется в зависимости от вариации значений температуры каждого элемента в частности. Инфракрасные тепловые камеры генерируют изображение инфракрасного излучения объекта. Люди чаще всего используют инфракрасную камеру для измерения условий окружающей среды вокруг отдельных зданий. Основной целью является обнаружение потенциальных проблем в изоляции и проблем с влагой.
Инфракрасная камера или тепловизор
Основная разница между инфракрасной и тепловой камерой состоит в типе обнаружения. В связи с тем, что камеры могут измерять инфракрасное излучение объекта в средней инфракрасной области спектра, они также известны как ИК-детекторы. Когда дело доходит до идентификации инфракрасной сигнатуры объекта, инфракрасные и тепловые устройства отличаются. ИК-камера имеет возможность обнаруживать активные инфракрасные сигнатуры, в то время как тепловизор может обнаружить текущую сигнатуру объекта в соответствии с текущей тепловой картиной объекта, что измеряется.
Камеры видеонаблюдения день ночь могут самостоятельно переходить с цветного на черно-белый режим съемки и обратно в зависимости от уровня освещенности в зоне наблюдения. Переключение из одного режима в другой происходит посредством специального датчика, расположенного в камерах, который измеряет уровень освещенности. При наступлении темноты камеры день ночь переходят с цветного (дневного) на черно-белый (ночной) режим работы.
При установке на видеокамеру ИК подсветки, она сможет работать круглые сутки даже в полной темноте и передавать изображение высокого качества. Инфракрасное излучение не видно человеческому глазу, но фиксируется оптикой видеокамеры.
Уличные камеры видеонаблюдения с ИК подсветкой
Уличные камеры с ИК подсветкой защищены специальным герметичным кожухом от неблагоприятных погодных явлений (температура, влажность, пыль), и способны отлично функционировать в любое время суток, даже в полной темноте. Уличные камеры день ночь снабжены обогревателем, который позволяет поддерживать необходимую температуру.
В некоторых случаях для наружного наблюдения используют купольные камеры с ИК подсветкой. Они способны еще и следить за движущимся объектом, удерживая его во внимании оператора.
Выбор камеры видеонаблюдения день ночь
В наши дни камеры день ночь стали особенно широко популярны. По сути, они заменили собой просто цветные камеры, у которых чувствительность ниже по сравнению с черно-белыми. Если позволяет бюджет, лучше выбирать «истинные» или «true» камеры день ночь, в этом случае изображение и при дневной и при ночной съемке будет высококачественным.
Оказать помощь в выборе и покупке ИК камер, камер день ночь, уличных камер с ИК подсветкой готовы специалисты интернет-магазина сайт. Мы подберем для вас любое оборудование для видеонаблюдения известных мировых и отечественных брендов в соответствии с задачами и возможностями клиента.
В качестве продолжения моей недавней заметки, посвященной я хочу рассказать о простейшем способе переделки обычной веб-камеры в так называемую камеру ночного видения — способную воспринимать инфракрасный диапазон спектра.
Что такое инфракрасная камера ночного видения
Фактически любая цифровая камера может выступать в качестве ЭОП (электронно-оптического преобразователя) для прибора ночного видения (ПНВ) нулевого поколения (в таких ПНВ используется активная ИК-подсветка местности), поскольку сами матрицы камер воспринимают не только видимый, но и ИК спектр. Отсекается «лишний» свет при помощи светофильтров (в данном случае — ИК фильтр) и делается это для того, чтобы выдаваемое камерой изображение соответствовало воспринимаемому человеческим глазом. К слову, в дешевых камерах ИК-фильтр слабый или может вовсе отсутствовать — для проверки можно посветить пультом ДУ например в камеру мобильного телефона. Следовательно, демонтировав ИК-фильтр можно из обычной веб-камеры сделать камеру ночного видения , заодно повысив общую чувствительность веб-камеры и избавившись от зашумлённости изображения в условиях недостаточного освещения
Демонтаж ИК-фильтра с веб-камеры
Рассмотрю процесс демонтажа ИК-фильтра на примере веб-камеры Logitech Webcam C120 . В интернете есть неплохой с описаниями (на англ.) способов удаления ИК-фильтров с веб-камер основных типоразмеров. Даже если конкретной модели камеры там нет (как нет моей например) — полезно найти ближайшую похожую и ознакомиться с её устройством, в дальнейшем это пригодится при разборке своей камеры. Внимание — не любую камеру можно безболезненно лишить фильтра — .
- Первым делом необходимо разобрать корпус — сняв кожух с передней полусферы, вынув резиновую заглушку, закрывающую посадочное место крепежного винта и выкрутив сам винт. Для выполнения указанных операций потребуется как минимум тонкая крестовая отвертка (часовая подойдет лучше всего), заглушку удобно вынимать, подковырнув каким-нибудь острым предметом, хотя вполне реально обойтись ногтями.
- После развинчивания камера разбирается на две половинки-полусферы, для чего нужно потянуть их в разные стороны от центрального шва. При этом можно удалить штатную подставку, если она не понадобится в дальнейшем, а также вынуть светопроводник от индикаторного светодиода и снять кнопку, расположенную сзади камеры.
- Теперь необходимо вынуть из пазов плату с закрепленным на ней объективом. После чего с объектива снимается фокусировочное кольцо, а сам он откручивается от кожуха матрицы. Все снятое отложим в сторону и вплотную займемся главным — самой матрицей.
- Для снятия кожуха с матрицы нужно открутить два винта, расположенных на задней стороне платы. Кожух по периметру приклеен к плате, так что снимать его надо аккуратно, но с приложением некоторого усилия. После снятия кожу плату с матрицей лучше тоже отложить подальше, чтобы матрицу случайно не повредить.
- Переходим к главному шагу. ИК-фильтр приклеен к кожуху изнутри, лично у меня обратимо демонтировать его не получилось — пришлось просто выбить при помощи швейной иглы и вычистить остатки (делать это лучше в очках — ИК-фильтр стеклянный и мелкие кусочки стекла могут прилететь в глаз).
- Вот и всё, камера ночного видения готова! Осталось поставить на место кожух (при установке обращаем внимание на ключи, расположенные на кожухе и плате — выступы и дырочки соответственно, совмещением которых обеспечивается правильность расположения кожуха). Прикручиваем объектив в кожуху, подключаем камеру и .
Теперь достаточно лишь заключить камеру в удобный корпус (можно использовать и штатные, если его размеры и форма вас устраивают) и разместить в нужном месте — например над входной дверью, подключив провод камеры к компьютеры. И наслаждаться самостоятельно собранной системой видеонаблюдения!
Зачем еще может пригодиться инфракрасная камера
Помимо того, что инфракрасная камера сама по себе менее чувствительна к плохой освещенности и потому лучше обычной подходит для использования в качестве охранной, у нее есть еще несколько интересных особенностей:
- Первая и основная, вытекающая из самой сути ИК-камеры — она воспринимает ИК-излучение, а значит с такой камерой будет отлично работать невидимая невооруженным глазом ИК-подсветка (тот самый принцип ПНВ нулевого поколения). Дядюшка Ляо предлагает
Не знаю как вам, а мне всегда было интересно: как выглядел бы мир, если бы цветовые каналы RGB в глазу человека были чувствительны к другому диапазону длин волн? Порывшись по сусекам, я обнаружил инфракрасные фонарики (850 и 940нм), комплект ИК фильтров (680-1050нм), черно-белую цифровую камеру (без фильтров вообще), 3 объектива (4мм, 6мм и 50мм) расчитанные на фотография в ИК свете. Что-ж, попробуем посмотреть.
На тему ИК фотографии с удалением ИК фильтра на хабре уже писали - на этот раз у нас будет больше возможностей. Также фотографии с другими длинами волн в каналах RGB (чаще всего с захватом ИК области) - можно увидеть в постах с Марса и о космосе в целом.
Это фонарики с ИК диодами: 2 левых на 850нм, правый - на 940нм. Глаз видит слабое свечение на 840нм, правый - только в полной темноте. Для ИК камеры они ослепительны. Глаз похоже сохраняет микроскопическую чувствительность к ближнему ИК + излучение светодиода идет с меньшей интенсивностью и на более коротких (=более видимых) длинах волн. Естественно, с мощными ИК светодиодами нужно быть аккуратным - при везении можно незаметно получить ожег сетчатки (как и от ИК лазеров) - спасает лишь то, что глаз не может излучение в точку сфокусировать.
Черно-белая 5-и мегапиксельная noname USB камера - на сенсоре Aptina Mt9p031. Долго тряс китайцев на тему черно-белых камер - и один продавец наконец нашел то, что мне было нужно. В камере нет никаких фильтров вообще - можно видеть от 350нм до ~1050нм.
Объективы: этот на 4мм, еще есть на 6 и 50мм. На 4 и 6мм - рассчитанные на работу в ИК диапазоне - без этого для ИК диапазона без перефокусировки снимки получались бы не в фокусе (пример будет ниже, с обычным фотоаппаратом и ИК излучением 940нм). Оказалось, байонет C (и CS с отличающимся на 5мм рабочим отрезком) - достался нам еще от 16мм кинокамер начала века. Объективы до сих пор активно производятся - но уже для систем видеонаблюдения, в том числе и известными компаниями вроде Tamron (объектив на 4мм как раз от них: 13FM04IR). 
Фильтры: нашел опять у китайцев комплект ИК фильтров от 680 до 1050нм. Однако тест на пропускание ИК излучения дал неожиданные результаты - это похоже не полосовые фильтры (как я себе это представлял), а похоже разная «плотность» окраски - что изменяет минимальную длину волны пропускаемого света. Фильтры после 850нм оказались очень плотными, и требуют длинных выдержек. IR-Cut фильтр - наоборот, пропускает только видимый свет, понадобится нам при съемке денег.
Фильтры в видимом свете:
Фильтры в ИК: красный и зеленый каналы - в свете 940нм фонарика, синий - 850нм. IR-Cut фильтр - отражает ИК излучение, потому у него такой веселенький цвет. 
Приступим к съемке
Панорама днем в ИК: красный канал - с фильтром на 1050нм, зеленый - 850нм, синий - 760нм. Видим, что деревья особенно хорошо отражают именно самый ближний ИК. Цветные облака и цветные пятна на земле - получились из-за движения облаков между кадрами. Отдельные кадры совмещались (если мог быть случайный сдвиг камеры) и сшивались в 1 цветную картинку в CCDStack2 - программа для обработки астрономических фотографий, где цветные снимки часто делают из нескольких кадров с различными фильтрами.
Панорама ночью: видно отличие по цвету разных источников света: «энергоэффективные» - синие, видны только в самом ближнем ИК. Лампы накаливания - белые, светят во всем диапазоне. 
Книжная полка: практически все обычные объекты практически бесцветны в ИК. Либо черные, либо белые. Лишь некоторые краски имеют выраженный «синий» (коротковолновый ИК - 760нм) оттенок. ЖК экран игры «Ну погоди!» - в ИК диапазоне ничего не показывает (хотя работает на отражение). 
Сотовый телефон с AMOLED экраном: совершенно ничего не видно на нем в ИК, равно как и синего индикаторного светодиода на подставке. На заднем фоне - на ЖК экране также ничего не видно. Синяя краска на билете метро прозрачна в ИК - и видна антенна для RFID чипа внутри билета. 
На 400 градусах паяльник и фен - довольно ярко светятся:
Звезды
Известно, что небо голубое из-за Рэлеевского рассеяния - соответственно в ИК диапазоне оно имеет намного мЕньшую яркость. Возможно ли увидеть звезды вечером или даже днем на фоне неба?Фотография первой звезды вечером обычным фотоаппаратом:
ИК камерой без фильтра:
Еще один пример первой звезды на фоне города:
Деньги
Первое, что приходит на ум для проверки подлинности денег - это УФ излучение. Однако купюры имеют массу спец.элементов, проявляющихся в ИК диапазоне, в том числе и видимых глазом. Об этом на хабре уже кратко писали - теперь посмотрим сами:1000 рублей с фильтрами 760, 850 и 1050нм: лишь отдельные элементы напечатаны краской, поглощающей ИК излучение:
5000 рублей:
5000 рублей без фильтров, но с освещением разными длинами волн:
красный = 940нм, зеленый - 850нм, синий - 625нм (=красный свет):
Однако инфракрасные хитрости денег на этом не заканчиваются. На купюрах есть антистоксовские метки - при освещении ИК светом 940нм они светятся в видимом диапазоне. Фотография обычным фотоаппаратом - как видим, ИК свет немного проходит через встроенный IR-Cut фильтр - но т.к. объектив не оптимизирован под ИК - изображение в фокус не попадает. Инфракрасный свет выглядит светло-сиреневым потому, что RGB фильтры Байера - прозрачны для ИК . 
Теперь, если добавить IR-Cut фильтр - мы увидим только светящиеся антистоксовские метки. Элемент выше «5000» - светится ярче всего, его видно даже при не ярком комнатном освещении и подсветке 4Вт 940нм диодом/фонариком. В этом элементе также красный люминофор - светится несколько секунд после облучения белым светом (или ИК->зеленого от антистоксовского люминофора этой же метки).
Элемент чуть правее «5000» - люминофор, светящийся зеленым некоторое время после облучения белым светом (он ИК излучения не требует). 
Резюме
Деньги в ИК диапазоне оказались крайне хитрыми, и проверять их в полевых условиях можно не только УФ, но и ИК 940нм фонариком. Результаты съемки неба в ИК - рождают надежду на любительскую астрофотографию без выезда далеко за пределы города.В ночное время большинство камер видеонаблюдения становятся бесполезными из-за недостатка освещения. Постоянное освещение места размещения камеры не является выходом из ситуации.
Оптимальным выбором в этом случае становятся камеры с инфракрасной подсветкой.
Такие устройства ведут незаметное наблюдение в любое время суток и позволяют получать изображение даже в полной темноте.
ИК подсветка камеры выполняется в виде ламп или светодиодов, излучающих узкий инфракрасный спектр, незаметный человеческому глазу.
Днем ИК камера работает как обычное . В современных моделях переключение на инфракрасный режим происходит автоматически при достижении определенной освещенности.
При переключении режима день/ночь устройство самостоятельно корректирует фокус для достижения нужной четкости и резкости изображения.
Полученное изображение передается на служебный монитор или экран компьютера, а также записывается на жесткий диск. В ночное время сигнал отличается наличием искажений, связанных с отражением излучения от различных поверхностей, например, от растений, поэтому изображение выглядит иначе, чем в светлое время суток.
Основной характеристикой камеры с инфракрасной подсветкой является дальность обнаружения – расстояние от камеры, на котором силуэт отображается четко.
Зависит дальность от чувствительности камеры и мощности излучения.
Виды камер видеонаблюдения с ИК подсветкой
Камеры с ИК подсветкой бывают цветные и черно-белые. Монохромные объективы более чувствительны, чем цветные. Они имеют лучшую разрешающую способность и в темное время суток позволяют получать более точные изображения.
Цветные камеры при низкой освещенности выдают некачественные изображения, поэтому оптимальным становится вариант автоматического переключения на черно-белый режим в темное время суток.
По своей конструкции и предназначению ИК камеры бывают:
- модульные (без корпуса, монтируются в предметы интерьера);
- цилиндрические;
- (в виде полусферы);
- антивандальные (с защитным корпусом);
- уличные (в гермокожухе с обогревом);
- роботизированные поворотные.
По типу излучающих элементов различаются ламповые (галогенные) и светодиодные камеры. В ламповых ИК подсветка видна отчетливо, имеет небольшой срок службы (6 месяцев) и требует индивидуальных источников питания, зато они обеспечивают подсветку на расстоянии до 100 метров.
У светодиодных излучателей срок службы достигает 30 лет, но дальность составляет до 30 метров.
Они отличаются малым энергопотреблением, высокой надежностью и небольшими размерами.
Наряду с невысокой стоимостью продукция бренда отличается надежностью и качественным исполнением. Применяются камеры GTVS как в домашнем обиходе, так и на производстве.
| GT-D1280LIR | GT-W2100HIR | GT-SDA10X |
 |  |  |
| Тип | ||
| купольная | уличная цилиндрическая | скоростная с х10 кратным оптическим зумом |
| Дальность подсветки | ||
| 20 метров | 20 метров | 50 метров |
| ИК фильтр | ||
| механический | механический | механический |
| Разрешение | ||
| 720P | 1080P/960H | 720P |
| Сенсор | ||
| 1/3 SONY 1 Megapixel CMOS Sensor OV9712S | IMX322 | 1/3″ CMOS Sony IMX238 |
Samsung
Популярная южнокорейская компания и известный мировой производитель электроники выпускает аналоговые и с электромеханическим, электрическим и переключаемым ИК фильтром и повышенной точностью получаемого изображения.
Для устранения дефектов получаемого видео используются современные технологии, такие как авторегулировка усиления, шумоподавление и компенсация засветки.
| SCV-2081RP | SCO-2040RP | SCO-2080RHP |
 |  |  |
| Тип | ||
| уличная купольная | уличная цилиндрическая | корпусная |
| Дальность подсветки | ||
| 20 метров | 25 метров | 50 метров |
| ИК фильтр | ||
| электромеханический | переключаемый | Электромеханический |
| Разрешение | ||
| 600/700 ТВЛ | 650 ТВЛ | 700 ТВЛ |
| Сенсор | ||
| 1/3″ ПЗС-матрица Super HAD II | 1/3” CMOS | 1/3” Super HAD CCD II |
Pinetron
Южнокорейская фирма Pinetron входит в группу компаний Daewoo Electronics изанимается производством профессиональной техники для систем видеонаблюдения, и бытовой техники.
При производстве камер бренд делает ставку на повышенную степень защиты от пыли и влаги IP66, что позволяет применять их в самых тяжелых для техники условиях.
| PCB-70F-24 | PCD-70F-24 W | PCD-50F-24 |
 |  |  |
| Тип | ||
| уличная цилиндрическая | купольная | купольная |
| Дальность подсветки | ||
| 25 метров | 25 метров | 20 метров |
| ИК фильтр | ||
| механический | механический | механический |
| Разрешение | ||
| 720P/960H | 720P/960H | 720P/960H |
| Сенсор | ||
| 1/3″ Sony 1.3 MegaPixel CMOS Sensor | 1/3” КМОП-матрица 960H | |