Тест недорогих тепловизоров

в 2:27, , рубрики: C2, diy или сделай сам, flir, Fluke, TG165, VT04, гаджеты, котики, коты, котэ, тепловидение, тепловизор, тест, физика

Здравствуйте.

Тепловизор — штука предельно полезная любому, кто любит что-то делать своими руками, что-то изучать и т.д. Но долгие годы они были недоступны по цене. К счастью, прогресс постепенно исправляет эту ситуацию.

Несколько месяцев назад я устраивал сравнительный тест недорогих тепловизоров Fluke VT04, FLIR TG165 и прототипа FLIR C2. Потом немного потестил серийный FLIR C2. Ну а сейчас подумал: а почему я до сих пор не написал про это на Geektimes?..

В принципе, все результаты тестов я тогда сразу же выкладывал на YouTube, так что те, кому лень читать, могут посмотреть видео. Но предупреждаю, там суммарно минут 40-45. Кому больше интересен текст — тем эта статья. Кому всё это скучно — для тех в конце статьи котики.

Статья делается на основе видео, так что разбита в точности по ним на следующие части:
1 — общий обзор;
2 — технические характеристики;
3 — тест, обследование электроники;
4 — тест, обследование электрооборудования;
5 — тест точности измерений;
6 — тест, обследование помещения.

Итак, пункт 1: общий обзор.

Для начала цены, раз уж в заголовке стоит «недорогих». Я взял цены на момент написания статьи у одного первого попавшегося продавца, у которого есть все три модели. Возможно, что-то можно купить и дешевле. Что интересно, цены оказались такими же, как и несколько месяцев назад…

Итак:
— Fluke VT04 — 35 000 рублей;
— FLIR TG165 — 40 000 рублей;
— FLIR C2 — 64 000 рублей.
Там, в ЮЭсЭй, VT04 — $500, TG165 — $500, а C2 — $700.

Теперь берём в руки.

Fluke VT04 совершенно разочаровал. Я не имею ничего против Fluke вообще, у меня на работе их тепловизор и он был куплен по моей рекомендации. Но в данном случае складывается ощущение, что его корпус и эргономику проектировали с целью подтолкнуть покупателя купить что-то по-дороже…

Его рукоятка очень широкая, неудобная. Хотя в основном всё покрыто резиной, рукой берёшься за жёсткий неприятный пластик, причём переход с голого пластика на покрытый резиной — это весьма большая ступенька, которая давит на пальцы.

Спусковая клавиша VT04 — просто творение Сатаны… Она узкая, скользкая и требует большого усилия чтобы снять кадр, да ещё расположена под таким углом, что палец соскальзывает и нажимает на неё самым краем. В результате при активном пользовании прибором указательный палец реально начинает болеть!

Панели корпуса подогнаны плохо: где зазор, где резиновое покрытие поднимается от сжатия.
SD-карта ничем не прикрыта, при активной эксплуатации легко можно ею за что-то зацепиться и сломать. Плюс она держится только на трении, так что ещё и потерять можно…

FLIR TG165 после этого — просто небо и земля…
Корпус обрезинен полностью, все панели подогнаны идеально, рукоятка предельно удобной формы и размера, спусковая клавиша тоже «для людей». Ну и, разумеется, SD-карта держится на защёлке и прикрыта резиновой заглушкой, так что ничего с ней не станется ни при каких обстоятельствах. В добавок TG165 заметно компактнее.

FLIR C2 — это уже нечто совсем другое… Он сделан в форм-факторе… смартфона!
Наверное тем, кто привык снимать смартфоном, он будет предельно удобным. Но мне было, как минимум, непривычно: я привык снимать фотоаппаратами, ну в крайнем случае тепловизорами-пистолетами, а смартфона у меня вовсе нет. На мой взгляд стоило бы форму корпуса немного поменять, чтобы можно было держать C2 и как фотоаппарат-мыльницу. Но, увы, сделали его так, что только как смартфон, иначе либо на тачскрин не по делу нажимаешь, либо перекрываешь объектив, либо до кнопки спуска не дотянешься.

Но к качеству сборки сложно подкопаться даже у прототипа, а серийная модель оказалась и вовсе идеальной.

Пункт 2: технические характеристики.

Стоит начать с того, что Fluke VT04 позиционируется вовсе не как тепловизор, а как «визуальный инфракрасный термометр». В чём это заключается с технической точки зрения? В том, что в обычных тепловизорах стоит матрица, называемая микроболометр, состоящая из терморезисторов, а здесь установлена матрица пироэлектрических элементов. Пироэлектрические датчики характерны для инфракрасных термометров (пирометров), но там стоит один датчик. Тут же сделали матрицу 31x31 датчик, что позволило получить какое-никакое, а тепловое изображение.

Чтобы компенсировать очень малое разрешение, прибор получил относительно небольшой угол обзора 28°x28° и камеру видимого диапазона, чьё изображение смешивается с тепловым в различных соотношениях, в зависимости от пожеланий пользователя. Мы можем сначала в чисто ИК-диапазоне найти тёплое/холодное пятно, а потом постепенно перейти к видимому изображению и точно понять, какому реальному объекту оно соответствует. Сохраняя картинку в собственном формате Fluke можно потом на компьютере менять коэффициент смешивания. В альтернативном BMP, естественно, такой возможности нет, просто условный скриншот экрана. Кстати, сохраняет он этот BMP ну очень долго…

Большим минусом VT04 оказалось измерение температуры не по центральному пикселю матрицы (а в идеале — любому пикселю на выбор), что было бы логичным, раз уж число пикселей нечётное, а усреднёно по квадрату 7x7 пикселей. Учитывая малое разрешение матрицы, получаем весьма большую область, температуру небольшого объекта точно уже не измеришь:

Изображение с Fluke VT04

Серые уголки показывают область усреднения. Как видно, температура получилась заметно ниже той, которую ждёшь от пальца… Кстати, не на столько ниже, на сколько можно ожидать с учётом усреднения по такой области. Но об этом в пункте 5.

Сохранение картинки в собственный формат Fluke ничего не меняет: на компьютере всё также можно посмотреть только усреднённую температуру большого квадрата в центре. Скорее всего это из-за очень больших шумов матрицы, которые в разы больше, чем у микроболометра.

Но, конечно, нельзя сказать, что у прибора одни минусы. Есть и серьёзный плюс!
Его можно поставить на штатив и настроить автоматическую съёмку. Либо интервальную, либо по превышению критической температуры. Так что для задачи длительного наблюдения за статичным объектом он может оказаться лучшим выбором.

FLIR TG165 тоже позиционируется не как тепловизор, а как «тепловизионный инфракрасный термометр». Но тут техническая сторона совсем иная, нежели у Fluke. Он создаёт тепловизионную картинку с помощью обычного тепловизионного модуля FLIR Lepton с микроболометром разрешением 80x60 пикселей. Но этот микроболометр для экономии не калиброван, температуру не измеряет! Вместо этого в прибор встроен отдельный пирометр, который измеряет температуру примерно по центру обзора тепловизора. Для более точного определения области измерений встроен двойной лазерный указатель, который показывает не только само место (середина отрезка, соединяющего две точки от лазеров), но и диаметр области усреднения (расстояние между точками). Кстати, этот диаметр втрое меньше стороны квадрата, по которому усредняет температуру VT04, так что небольшие объекты измеряются куда точнее:
Изображение с FLIR TG165

Обратите внимание, что тут больше угол обзора (50°x38°) и куда меньше шумов.
Однако функционал прибора абсолютно минимален: только показывать тепловую картинку, измерять температуру в одной точке и сохранять «скриншоты» экрана в BMP. Но в абсолютном большинстве случаев другого и не нужно! Так что на мой взгляд для большинства людей эта модель будет оптимальной.

Вот FLIR C2 — это уже тепловизор без всяких оговорок. Тоже модуль FLIR Lepton с микроболометром разрешением 80x60 пикселей, но уже калиброванный, мы измеряем температуру непосредственно по изображению. Сохранив картинку в единственно возможный «радиометрический JPEG» (JPEG скриншот с прикреплёнными данными с АЦП микроболометра и исходником картинки с видимой камеры) и открыв специальной программой (бесплатно скачивается с сайта FLIR) мы можем узнать температуру любой точки, смотреть распределения температуры и т.д.
Изображение с прототипа FLIR C2

Увы и ах, температуры выше 150°C Lepton принципиально не понимает… Если TG165, например, измеряет от -25°C до +380°C, то тут у нас только от -20°C до +150°C. В большинстве случаев хватит, но не всегда.

Ещё минус — время автономной работы. Гарантируют только два часа. Два прошлых прибора работают не меньше восьми.

Но далее огромный плюс — технология FLIR MSX. Нагляднее всего её можно понять из этого короткого видео:

На изображении с камеры видимого диапазона выявляются контуры, которые затем добавляются на тепловое изображение, позволяя решительно повысить его детализацию. Я не встречал ничего лучше в плане объединения тепловой и видимой картинки. Причём MSX лидирует с огромным отрывом, предоставляя одновременно максимум информации из обоих диапазонов.

Плюс угол обзора тут, на мой взгляд, ближе к оптимальному: 41°x31°.
Наконец, что очень радует, C2 можно подключить к компьютеру и он опознается как веб-камера, передавая в реальном времени изображение.

Пункт 3: тест, обследование электроники.

В качестве тестового объекта выступает открытый системный блок.

Fluke VT04 показывает, что с такой работой справляется вполне.

Но есть ряд трудностей:
— совмещение видимого и теплового изображения из-за параллакса не точное;
— приходится постоянно переключать режимы смешивания видимого и теплового изображения чтобы понять, что там у нас греется;
— кадры сохраняются ну очень долго, если есть задача потом кому-то ещё показать увиденное, то это сильно тормозит работу;
— матрица «тормозная», картинка реально может смазываться при быстрых движениях;
— приходится довольно долго «сканировать» из-за не самого большого угла обзора, есть риск что-то пропустить;
— как уже говорилось выше, температуру мелких объектов точно измерить не получится.

Изображение с Fluke VT04Изображение с Fluke VT04

FLIR TG165 справляется с работой заметно лучше. Хоть у него и нет дополнительной камеры видимого диапазона, относительно большое разрешение тепловой картинки позволяет и так понять, на что мы смотрим. Большой угол обзора позволяет сразу осмотреть большую площадь. Ну и в плане измерения температуры небольших объектов он куда лучше. Хотя, конечно, совсем мелкие детали им не измерить.
Изображение с FLIR TG165Изображение с FLIR TG165

Наконец, FLIR C2. Увы, с совмещением теплового и видимого изображения на близких дистанциях у него всё ещё хуже, чем у VT04. На дистанции менее 1 м он в этом плане не рассчитан. Приходится MSX отключать, иначе только мешает. Причём это можно было бы исправить программно, расширить диапазон компенсации параллакса на малые дистанции, но этого не было ни в прототипе, ни в серийной модели.

Тем не менее C2 всё равно лучше, чем TG165, справляется с этой работой: в добавок ко всем плюсам 165-го он ещё и умеет измерять температуру самых мелких деталей на плате.
Изображение с прототипа FLIR C2

Пункт 4: тест, обследование электрооборудования.

В целом результаты такие же, как и в прошлом тесте.
Но есть важное отличие: из-за увеличенного расстояния (лезть вплотную под 380 вольт желания как-то нет) FLIR C2 тут уже вполне работает с MSX. Думаю, на картинках ниже его значимость будет ясна. Особенно порадовал встроенный в прибор фонарик подсветки, который позволяет максимально эффективно работать даже в тёмном помещении. У Fluke из-за плохого освещения камера видимого диапазона стала заметно менее эффективной.

Про TG165 можно сказать, что лазер тут стал полезным уже не только как указатель области измерений, но и как указатель того, на что мы смотрим (напомню, что область измерений примерно совпадает с центром изображения). Помогает в отсутствии камеры видимого диапазона. На малых расстояниях из-за того же параллакса это не работало.
Изображение с Fluke VT04Изображение с FLIR TG165
Изображение с прототипа FLIR C2

Пункт 5: тест точности измерений.

Изначально в моих планах не было такого теста. Но как-то я включил VT04, направил на стену и увидел на экране это:
Изображение с Fluke VT04
И вот как-то мне не верится, что у меня в квартире +30…

В инструкции к прибору сказано, что после включения ему нужно 5-10 минут на прогрев чтобы давать точные показания. И действительно, постепенно его показания стали уменьшаться… Но даже после получаса работы меньше 26°C на этой стене он показывать никак не хотел. А я никак не хотел верить в такую температуру в квартире: все остальные измерители температуры (включая TG165 и С2), найденные дома, говорили про 23-24°C.

Но ведь это ещё не показатель… Нужно что-то с заведомо известными температурой и коэффициентом излучения. В качестве такого тестового объекта была выбрана вода с тающим льдом. Её коэффициент излучения заведомо 0,96, а температура просто по определению равна 0°C. Термопара моего мультиметра только подтвердила, что определение выполняется.

Подождав 5-10 минут после включения проверяем Fluke VT04 на столешнице, а затем на тестовой воде:
Изображение с Fluke VT04Изображение с Fluke VT04

Как видим, он стабильно завышает показания. Причём, похоже, чем выше температура — тем сильнее.
Теперь FLIR TG165:
Изображение с FLIR TG165Изображение с FLIR TG165

Просто шикарно! Трудно ожидать от инфракрасного измерителя температуры точности выше этой. Просто-таки эталонный прибор. Вновь могу всем рекомендовать брать TG165.
Наконец C2:
Изображение с прототипа FLIR C2
Изображение с прототипа FLIR C2

Хм… Обратите внимание: при комнатной температуре он показывает в точности то, что надо, а вот когда речь заходит о холоде — серьёзно занижает. Впрочем, тут у меня прототип, что будет в серийной модели? Через несколько недель я узнал:
Изображение с серийного FLIR C2

Уже получше, укладывается в норматив, но всё равно не идеально.

У меня есть предположение, что т.к. нагревать проще, чем охлаждать, дешёвые матрицы калибруют только от комнатной температуры и выше, а ниже комнатной — экстраполяция. В прототипе алгоритм экстраполяции был плохо отработан, так что показания совсем сильно занижались, в серийной модели уже поправили, стало укладываться в нормативы, но не более того. Впрочем, повторюсь, что это лишь моё предположение.

Пункт 6: тест, обследование помещения.

Вновь можно сказать тоже самое, что и в пунктах 3 и 4.
Fluke VT04 справляется с задачей, работать вполне можно.

Изображение с Fluke VT04Изображение с Fluke VT04

Но есть куча недостатков, особенно мешают низкое разрешение с малым углом обзора.
FLIR TG165 работает куда лучше.

Изображение с FLIR TG165Изображение с FLIR TG165

Изображение гораздо детальнее, угол обзора куда больше — то, что нужно. Особо не подкопаешься.
Но FLIR C2 за счёт MSX всё равно впереди.

Изображение с прототипа FLIR C2Изображение с прототипа FLIR C2

Ну и, наконец, обещанные котики:

Котэ. Изображение с прототипа FLIR C2
Котэ. Изображение с прототипа FLIR C2
Котэ. Изображение с прототипа FLIR C2

Автор: egigd

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля