Разработка тепловизионного канала СП-1 АСДМ "Лидар" (стр. 5 из 7)

Программно-математическое обеспечение «ИРТИС-2000»

Программный пакет IRTIS разработан для эффективного функционирования системы в полевых и лабораторных условиях.

Включенный в стандартный комплект поставки прибора и являющийся неотъемлемой частью тепловизионной камеры «ИРТИС-2000» программный пакет обеспечивает отображение, анализ, обработку, просмотр и распечатку кадров. Основная программа пакета – ScanIR, также в пакет входит программа для обработки термограмм, построения термопрофилей и облегчения подготовки термографических отчетов – IRPreview. Пакет разработан для ОС Windows 95/98/NT/2000/XP.

По желанию пользователя разработчиками ПМО к программам могут быть добавлены дополнительные функции, необходимые для более эффективного функционирования системы в соответствии с конкретным ее применением.

Программный пакет позволяет записывать динамический термографический фильм, измерять абсолютное значение температуры в любой точке или области термоизображения, конвертировать термограммы и данные, полученные в ходе обработки в стандартные форматы для последующего использования в другом ПО.

ПМО тепловизора «ИРТИС-2000» поддерживает большой набор сервисных функций, таких как:

– вывод максимальной, минимальной и средней температур в поле кадра;

– остановка кадра для предварительного анализа;

– запись динамического термографического фильма;

– запись отдельных термограмм;

– измерение температур;

– автонастройка динамического диапазона;

– выбор различных палитр и изотерм;

– покадровое суммирование;

– сглаживание (smoothing);

– увеличение резкости (sharpening);

– контрастирование (contrasting);

– кадрирование (cutting);

– вращение (rotation);

– цветовая коррекция (colorcorrection);

– конвертирование в формат PCX и BMP.

Программа «ScanIR» необходима для функционирования тепловизора «Иртис-2000», без нее невозможна визуализация передаваемого тепловизионной камерой изображения. «ScanIR» включает в себя програмный драйвер тепловизионной камеры и набор инструментов для изменения параметров визуализации изображения.

Для установки «ScanIR» необходимо скопировать папку с программой и дополнительными файлами с компакт-диска прилагаемого к тепловизору на жесткий диск компьютера. Для запуска программы необходимо запустить ScanIR.exe.

Минимальные требования к компьютеру:

– компьютер – Pentium – 200 MMX;

– жесткий диск – HDD 2 Gb;

– оперативная память – 64 Mb;

– операционная система – Windows 95/98/2000/XP.

Для установки соединения между тепловизором и компьютером необходимо провести настройку сетевой карты. Нужно в свойствах протокола TCP/IP указать:

– IP-адрес: 192.168.0.1 (последнее значение может варьироваться от 1 до 255 кроме 32);

– маску подсети: 255.255.255.0;

– подтвердить указанные изменения;

– перезагрузить компьютер.

– запустить «ScanIR».

– установить соединение нажав F5.

В программе «ScanIR» широко используются «горячие» клавиши, с их помощью достигается необходимая оперативность доступа к функциям, заложенным в программе.

«ScanIR» поддерживает 8 палитр псевдоцвета переключение, между которыми осуществляется прямо во время сканирования, а также возможно и с уже сохраненным кадром. Также существует режим инверсии палитры включаемый нажатием клавиши 9.

Нажатием клавиши F1 включается режим «только тепловизионное изображение», используемый при вводе изображения в программу «Alarm».

Для улучшения информативности кадров возможны следующие действия:

– изменение диапазона отображаемых температур;

– автоподстройка диапазона отображаемых температур под каждый кадр (F8);

– сдвиг палитры относительно шкалы температур;

– оконтуривание изображений (нажатием сочетания клавиш Alt+F3);

– сглаживание изображения (F3);

– нерезкое маскирование (F4);

– изменение скорости сканирования (Alt+1,2,3,0)

Программа дает возможность записать последовательность тепловизионных кадров в виде фильма (Alt+F), что позволяет отслеживать динамику развития событий при КС.

2.3 Тепловизор «Скат»

Описание работы и функции тепловизора «Скат»

Тепловизор «Скат» представляет собой оптический инфракрасный прибор, предназначенный для обнаружения и визуализации тепловых полей.

Приёмник теплового излучения в тепловизоре представляет собой неохлаждаемую микроболометрическую матрицу на основе пироэлектрика. Пироэлектрики (от греч. pyr – огонь) – кристаллические диэлектрики, обладающие спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, то есть поляризацией в отсутствии внешних воздействий. Обычно спонтанная поляризация пироэлектриков не заметна, так как электрическое поле, создаваемое ею, компенсируется полем свободных электрических зарядов, которые «натекают» на поверхность из его объёма и из окружающего воздуха. При изменении температуры величина спонтанной поляризации изменяется, что вызывает появление электрического поля, которое можно наблюдать, пока свободные заряды не успеют его скомпенсировать. Это явление называется пироэлектрическим эффектом или пироэлектричеством.

Типичные представители пироэлектриков: турмалин, триглицинсульфит, титанат бария, титанат свинца, сегнетоэлектрические цирконаты свинца, сополимеры винилиденфторида (PVDF), моногидрат сульфат лития.

Действие пироэлектрика в тепловизоре основано на регистрации электрических сигналов, возникающих в кристалле при изменении его температуры под действием излучения.

Приёмник излучения имеет максимум спектральной чувствительности в диапазоне длин волн 8ч13 мкм. Подобные микроболометрические матрицы очень перспективны, поскольку являются неохлаждаемыми и не требуют заливки жидкого азота.

Объектив тепловизора с фокусным расстоянием F=50 мм изготовлен из германия, материала, прозрачного для теплового излучения в диапазоне 8ч13 мкм.

Тепловизор «Скат» имеет класс защиты корпуса от внешних воздействий IP65, что характеризует его как прибор с пыленепроницаемой конструкцией, защищённой от попадания водяных струй. Таким образом, тепловизор является всепогодным.

Тепловизор имеет высокостабильную электронную развёртку («жесткий растр»), частоту кадровой развёртки 25 Гц, что обеспечивает быстрое обновление тепловой информации, а, следовательно, и высокое быстродействие тепловизионной системы обнаружения аномальных тепловых выбросов. Отсутствие электромеханической системы развёртки и необходимости охлаждения приёмной матрицы обеспечивает высокую надёжность ибольшой(не менее 10 000 часов) срок службы, что делает тепловизор «Скат» идеальным для использования в системе мониторинга.

Помимо этого основного преимущества, «Скат» имеет большое количество сервисных возможностей, таких как: автоматическая коррекция температурного диапазона, высокую температурную чувствительность, высокую скорость обработки тепловой информации. Имеется возможность вывода информации как на аналоговый телевизионный монитор, так и ввода информации в ПК по высокоскоростной цифровой линии передачи.

Общий вид тепловизора «Скат» и вид установленного на ОСН тепловизора показаны на рисунках 2.6 и 2.7 соответственно.

Рис. 2.7. Общий вид тепловизора «Скат»

Рис. 2.8. Тепловизор «Скат», установленный на ОСН СП-1 вместе с визирующей камерой

Программно-математическое обеспечение

ПМО, применяемое для обработки информации с тепловизора «Скат», отличается от ПМО для тепловизора «ИРТИС». Дело в том, что термограммы, полученные термографом «ИРТИС» и обрабатываемые программой ScanIR, изначально несут в себе информацию о температуре наблюдаемого объекта, и программа может измерять значение абсолютной температуры при обработке термограмм. К тому же визуализация тепловизионного изображения с «ИРТИС» невозможна без самой программы ScanIR.

Тепловизионные изображения «Ската» снимаются непосредственно в программе «Alarm», выходной формат изображения – .jpeg. Данный формат не несёт в себе информации о температуре объекта, но получающиеся чёрно-белые изображения являются визуализацией интенсивности теплового излучения наблюдаемого объекта.

Для обработки информации тепловизионных изображений с тепловизора «Скат» на СП-1 используется программа MIMVisualizer 1.0. Программа поддерживает большой набор сервисных функций:

– просмотр изображений форматов.bmp и.jpg;

– построение сечений (профилей интенсивности) изображения по вертикали, горизонтали и в любом направлении в пределах кадра;

– вывод распределения интенсивности в трёхмерном виде;

– настройка шкалы интенсивности изображения;

– построение гистограммы изображения;

– просмотр изображения в чёрно-белой и цветной палитрах;

– настройка резкости и размытия изображения;

– операции сложения и вычитания между несколькими изображениями;

– инвертирование изображения.

– измерение расстояния между двумя точками (в пикселях)

Описание программы MIMVisualizer

Для установки программы MIMVisualizer необходимо скопировать папку с программой на жёсткий диск компьютера. Для запуска программы необходимо запустить файл mimvis.exe. При появлении сообщения о необходимости ввода серийного номера программы нужно открыть файл serial.txt, находящийся в папке с программой, и скопировать серийный номер.

MIMVisualizer отображает интенсивность тепловизионного изображения и включает в себя набор инструментов для изменения параметров визуализации изображения.