Кожне нагріте тіло випускає теплове випромінювання, інтенсивність і спектр якого залежать від властивостей тіла і його температури. Для тіл з температурою кілька десятків градусів характерно випромінювання в інфрачервоній області спектра електромагнітних коливань. Інфрачервоне випромінювання невидиме для людського ока, але може бути виявлено різними приймачами теплового випромінювання і тим або іншим способом перетворено у видиме зображення.
Аналіз джерел інформації дозволяє привести короткий перелік областей застосування і об'єктів контролю для теплобачення, наведений у таблиці 1 [3].
Таблиця 1 - Області застосування теплобачення
Область примі-неніяОб'екти контроляОбнаружіваемие дефекти123Енергетікалініі електропередачухудшеніе теплоізоляції теплотрассипрямие витоку води, пари, газів труби димовиетрещіни в трубах статори турбогенераторовкороткіе замиканіяЯдерная енергетікаядерние реакториотклоненія температурних режимів радіоактивні відходи порушення технологічних процесів при утилізації Електронікаполупроводніковие прилади однорідність напівпровідників інтегральні мікросхемидефекти pn-переходу друковані плати зміна номіналу вузли і блоки електронної аппаратурикороткіе замикання, обриви, загрязненіярезістори, конденсатори струмові витоку автомобілі-лестроеніестеклатрещіни в стеклах, загартовування стекол система обігріву витоку тепла шини відшарування корду від гуми Будів-тельствостеновие панелі дефекти стику панелей димові трубитрещіни, погіршення теплоізолюючих властивостей підземні комунікації ділянки інфільтрації води ІК аерофотос'емкаелементи земного ландшафту теплове забруднення водного і повітряного басейну ліс і водні басейни осередки пожеж ділянки геотермальної діяльності пошук корисних копалин, тектонічні ізмененіяфауна хвороби рослин сельхозпосеви ступінь дозрівання культур залізнич-Рожнов транспортбукси перегріви вагони-холодільнікіутечкі тепло- та електричної енергії енергогосподарство дефекти теплоізоляції Нефтехіміяенергохозяйствоутечкі тепло- та електричної енергії трубопроводи витоку газів і нафти цистерни контроль рівня рідини хімічні реактори дефекти теплоізоляції Медіцінагастроентерологія запальні процеси онкологія локальні пухлини травматологія травми психологія і психіатрія психічні процеси Іскусствонастенная живопис структура і дефекти фресок. картини виправлення початкового задуму (фарби, глини) кінематографія створення спеціальних ефектів Інші областікріміналістікаобнаруженіе стріляних гільз таможняобнаруженіе схованок, детектор брехні
. 4 Аналіз розвиненою моделі ТК (на прикладі виявлення заглиблених хв)
Аналіз розвиненою моделі ТК розглянуто нижче на прикладі виявлення протипіхотних і протитанкових мін у ґрунті (див. малюнок 2.2). Номенклатура таких мін досить широка, проте в теоретичних моделях найчастіше їх імітують однорідним диском, розташованим у ґрунті на глибинах від 1 до 15 см. Грунт нагрівається сонячним випромінюванням, добовий хід якого моделюють функцією:, де циклічна частота пов'язана з добовим зміною сонячної освітленості.
Більшість дослідників вважають, що виявлення міни за допомогою тепловізора можливо завдяки локальному обуренню ТФХ грунту, яке виникає при внесенні міни в грунт. Це доводиться чітко фіксується в експериментах добовим ходом, що добре узгоджується з найпростішою моделлю ТК. Однак, термографічний контраст в місці розташування міни залежить не тільки від температури, але і від зміни коефіцієнта випромінювання грунту, обумовленого її розпушенням і зміною вологості. Додатковим фактором є наявність рослинності, яка затінює справжню температуру поверхні грунту.
) Класична модель виявлення мін в грунті. Нехай потрібно знайти в ґрунті протипіхотні безоболонкові міни на основі тринітротолуолу. Класична двомірна модель ТК в циліндричних координатах дозволяє одержати залежності сигналу від часу, глибини залягання, розмірів міни, ТФХ і нерівностей грунту (рисунок 2.2). Внаслідок нижчої інтегральної теплопровідності тринітротолуолу в порівнянні з типовими грунтами, в денний час над міною має місце локальне підвищення температури, тобто gt; 0, досягаючи майже ~ 5 ° С в середині дня (малюнок 2.3). Для неглибоко залягають хв у нічний час може мати місце інверсія, коли ділянка грунту над міною характеризується зниженою температурою. У простій моделі виявлення мін найбільш сильним фактором, що впливає на, є глибина залягання міни l.
Малюнок 2.2 - Модель ТК хв, заглиблених в грунті: а - схема контролю і граничні умови на поверхні грунту; б - дискретизація просторової сітки на поверхні (моделювання шорсткості)
2) Розвинена модель ТК (на прикладі виявлення заглиблених хв). Нехай безоболонковий міна з тринітротолуолу діаметром 20 см знаходиться в грунті на двох глибинах...
