ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ

Термины и определения в области теплового контроля

(ISO 10878:2013, Non-Destructive testing — Infrared thermography — Vocabulary, IDT)

Издание официальное

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений» (ФГУП «ВНИИОФИ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 371 «Неразрушающий контроль»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 октября 2019 г. № 1072-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 10878:2013 «Неразрушающий контроль — Инфракрасная термография — Словарь» (ISO 10878:2013 «Non-Destmctive testing — Infrared thermography — Vocabulary». IDT).

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ISO/TC 135 «Неразрушающий контроль», SC 8 «Инфракрасная термография».

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5)

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© ISO. 2013 — Все права сохраняются © Стандартинформ. оформление. 2019

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии II

2 60 инфракрасный радиометр (infrared radiometer): Прибор для измерения энергии инфракрасного излучения.

Примечание — Инфракрасная камера — частный случай инфракрасного радиометра

2.61    инфракрасный отражатель (infrared reflector): Материал с высоким (близким к 1.00) коэффициентом отражения в инфракрасном диапазоне.

Пример — Полированное золото — отличный инфракрасный отражатель, широко применяемый в зеркалах с внешней отражающей поверхностью.

2.62    инфракрасный измерительный прибор (infrared sensing device): Прибор, предназначенный для исследования объектов путем регистрации параметров их инфракрасного излучения.

Пример — К наиболее распространенным типам инфракрасных измерительных приборов относятся сканирующие и матричные инфракрасные камеры, инфракрасные термометры.

2.63    инфракрасный термодатчик (infrared thermal detector): Датчик, поглощающий инфракрасное излучение и формирующий электрический сигнал, соответствующий его температуре.

Пример — Сигналом может служить величина электрического сопротивления (болометр), напряжения (термоэлемент) или электрической поляризации.

2.64    инфракрасное термографическое тестирование (термографическое тестирование) (infrared thermographic testing, thermographic testing): Исследование материалов и изделий с применением инфракрасной термографии.

2.65    инфракрасная термография (ИК-термография) (infrared thermography, ermography infrared, IR thermography): Методика формирования изображений объектов путем регистрации их инфракрасного (теплового) излучения.

2 66 мгновенное поле зрения (instantaneous field of view. IFOV): Стягиваемый угол, в пределах которого измерительный прибор собирает лучистую энергию на один чувствительный элемент, или угловая проекция чувствительного элемента на поверхность объекта измерения.

Примечания

1    Величина стягиваемого угла выражается в градусах или миллирадианах на сторону в случае прямоугольной апертуры и в градусах или миллирадианах — в случае круглой апертуры

2    Для инфракрасного термометра поле зрения определяет размер пятна измерения, для линейного сканера/ матричного тепловизора — шаг сканирования или точку термограммы и служит мерой пространственного разрешения

3    Мгновенное поле зрения эквивалентно горизонтальному или вертикальному полю зрения индивидуального датчика Для датчиков малых размеров стягиваемые углы или проекции а и определены соотношениями а = а//и 6 = blf, где а и Ь — горизонтальный и вертикальный размеры датчика, 1— эффективное фокусное расстояние оптической системы

4    Мгновенное поле зрения может быть выражено величиной телесного угла в стерадианах

5    Мгновенное поле зрения может иметь неодинаковые размеры по горизонтали и вертикали

2 67 освещенность (irradiance): Поток энергии (мощность), падающий на единицу площади.

Примечание — Величина освещенности выражена в ваттах на квадратный метр

2 68 изотерма (isotherm): Зона на термограмме, соответствующая заданному интервалу температур.

Примечание — Для наглядности условный цвет для соответствующих температур может меняться на контрастный.

2.69    лазерный пирометр (laser pyrometer): Термометр инфракрасного излучения, использующий подсветку объекта измерений лазерным лучом для расчета по его отражению коэффициента излучения объекта и автоматической корректировки измеренных значений температуры (в предположении диффузного отражения от объекта).

Примечание — Не следует путать лазерные пирометры и инфракрасные термометры с лазерным прицелом. в которых луч лазера служит только для наведения на область измерений

2.70    ограничивающее разрешение (limiting resolution): Минимальная пространственная частота объекта измерений, отражаемая с использованием прибора.

2.71    частота строк (line scan rate): Число строк изображения объекта измерений, регистрируемых сканирующим или матричным прибором в течение 1 с.

2.72    частотный диапазон нагружения (load frequency range): Частотный диапазон нагружения при измерении упругих деформаций.

2.73    захват (lock-in technique): Способ обнаружения известной несущей при высоком уровне шума; обнаруживаемый сигнал может быть, в частности, температурным.

Примечание — Данный способ широко применяется в сфере неразрушающего контроля

2.74    длинноволновый инфракрасный диапазон (long-wave infrared): Диапазон длин волн от 7 до 14 мкм, в котором работают определенные инфракрасные приборы.

2.75    пространственное разрешение измерений (measurement spatial resolution): Минимальный размер области измерений, выражаемый величиной стягивающего угла.

Примечания

1    Величина стягиваемого угла выражается в миллирадианах

2    Для измерения пространственного разрешения используются тесты с щелевым и точечным отверстиями

2.76    теллурид ртути кадмия; HgCdTe (mercury cadmium telluride): Материал, чувствительный к инфракрасному излучению в диапазоне от 1.5 до 14 мкм и широко применяемый в датчиках тепловизоров (особенно в диапазоне от 8 до 14 мкм).

Примечание — Как правило, такие датчики требуют охлаждения в процессе работы

2.77    средневолновой инфракрасный диапазон (mid-wave infrared): Диапазон длин волн от 3 до 5 мкм, в котором работают определенные инфракрасные приборы.

2.78    минимальный размер области измерения (minimum detectable dimension): Размер или длина наименьшей области измерения, на которые рассчитан прибор.

2.79    минимальный температурный контраст (minimum detectable temperature difference): Мера способности системы тепловизор. — наблюдатель обнаруживать объект определенной температуры на равномерном температурном фоне за ограниченное время.

Примечание —Для обьекта заданных размеров — минимальный температурный контраст с фоном, позволяющий обнаружить обьект Стандартный объект — круг, определяемый стягиваемым углом, причем и объект, и фон представляют собой температурно-однородные абсолютно черные тела

2.80    температурное разрешение (minimum resolvable temperature difference): Мера способности системы «тепловизор—наблюдатель» различать на экране периодические решетки (см. рисунок 2).

Примечание — Температурное разрешение представляет собой минимальную разницу температур между элементами стандартной испытательной периодической решетки (отношение сторон 7:1, четыре полоски) и абсолютно черным фоном, позволяющую различить рисунок из четырех полос

2 81 частотно-контрастная характеристика; ЧКХ (modulation transfer function. MTF): Мера способности тепловизионной системы воспроизводить изображение обьекта измерений.

Примечание — Измерение ЧКХ осуществляют с применением формализованной процедуры В ее рамках оценивают пространственное разрешение сканирующей или тепловизионной системы в зависимости от расстояния до обьекта измерений

2.82 компенсация движения (motion compensation): Корректировка ошибки измерений, вызванной перемещением или изменением формы обьекта измерений.

2 83 составной датчик (multi-element sensor): Одно- или двумерная решетка, составленная из инфракрасных датчиков.

2 84 ближний инфракрасный диапазон (near infrared): Диапазон длин волн от 0,75 до 1,9 мкм. в котором работают определенные инфракрасные приборы.

2.85 порог температурной чувствительности; разность температур, эквивалентная шуму (noise equivalent temperature difference): Разность температур менаду фоном и объектом измерения (абсолютно черные тела), при которой отношение сигнал/шум для конкретного инфракрасного прибора равно единице.

Примечание — Порог температурной чувствительности определен как временным, так и пространственным шумами, приведенными к температурному эквиваленту

1 — испытательный объект измерений; 2 — инфракрасная тепловиэионная система; 3 — дисплей; 4 — датчик;

5 — ближняя пластина с щелевой решеткой; 6 — дальняя пластина; b — ширина щели. / — рабочее расстояние

2.86    бесконтактный способ (non-contact style): Способ измерения температуры без контакта между объектом измерений и датчиком, как правило, по тепловому излучению объекта.

2.87    окрашенное тело (non-grey body): Объект, спектральные характеристики которого, в отличие от серого или абсолютно черного тела, зависят от длины волны.

Примечания

1    Такой объект может быть частично прозрачен для инфракрасного излучения Также используются термины «спектрально селективное* или «реальное тело».

2    Почти все реальные объекты окрашены, т. е их излучательная способность зависит от температуры и длины волны; большинство из них также характеризуется нулевым пропусканием Окрашенные тела называют также «селективные излучатели*.

Пример — Стекла и пластмассовые пленки.

2.88    коррекция неравномерности чувствительности по полю (non-uniformity correction): Осуществляемая программным обеспечением камеры компенсация различий в чувствительности отдельных элементов матрицы, а также погрешностей, вносимых иными факторами оптической или геометрической природы.

Примечание — В некоторых камерах предусмотрена ручная коррекция неравномерности чувствительности с использованием надеваемого на объектив специального колпачка.

2.89    число пикселей (number of pixels): Число элементов (точек, пикселей), составляющих изображение на мониторе.

2.90    пространственное разрешение в плоскости измерений (object plane resolution): Размер зоны в плоскости измерений, соответствующий мгновенному полю зрения и дистанции между инфракрасным прибором и объектом измерений.

2.91    излучение фона (observer background radiation): Совокупное излучение объектов, находящихся в задней полусфере, отраженное от объекта измерений.

2.92    непрозрачный (opaque): Непроницаемый для лучистой энергии.

Примечание — В термографии непрозрачными называют материалы, не пропускающие инфракрасное излучение (т = 0).

2.93    пассивная термография (passive thermography): Метод термографического исследования, основанный на регистрации собственного излучения объектов, без термостимулирования за счет внешнего источника энергии.

2.94    память пикового значения (peak hold): Функция прибора, обеспечивающяя удержание показаний на достигнутом пиковом уровне в течение заданного периода времени.

2.95    допустимая неопределенность (pennissible uncertainty): Указанная в технической документации неопределенность, в пределах которой идеальный излучатель считается практически пригодным.

Примечание — Температуру измеряют в градусах Цельсия либо Кельвина

2.96    фазировка (phase adjustment): Подстройка фазы сигнала под режим тепловой или механической нагрузки на объект измерений и фактического изменения температуры.

2.97    фотодетектор, фотонный детектор, квантовый детектор (photodetector, photonic detector, quantum detector): Инфракрасный датчик, использующий внутренний или внешний фотоэффект (для захвата падающих фотонов).

Примечание — Такие датчики характеризуются малой инерционностью (порядка микросекунд), ограниченным спектром чувствительности, как правило, требуют охлаждения в процессе работы, широко применяются в тепловизорах и инфракрасных термометрах

2.98    закон Планка (Planck's law): Физический закон, определяющий спектр неполяризованного электромагнитного излучения абсолютно черного тела при установившейся температуре 7 К.

См. рисунок 3.

Примечание — Закон сформулирован Максом Планком в 1900 г. Пример —Для целей термографии закон Планка рекомендуется иллюстрировать набором графиков спектра излучения.

Мд().) — яркость в зависимости от длины волны;). — длина волны Рисунок 3 — Графики яркости излучения абсолютно черного тела при различных температурах

2 99 точечный источник (point source): Источник, линейные размеры которого малы в сравнении с расстоянием между ним и инфракрасным измерительным прибором.

Примечание — Уникальная особенность точечных источников — обратно пропорциональная зависимость освещенности от квадрата расстояния

2.100    импульсная фазовая термография (pulsed phase thermography): Метод обработки в импульсной термографии, предусматривающий обработку данных в частотной, а не временной области.

Примечание — Фазовая информация часто вызывает особый интерес

2.101    импульсная термография (pulsed thermography): Метод активного термографического исследования. предусматривающий стимулирование объекта измерений импульсом энергии и регистрацию серии инфракрасных изображений, которые затем обрабатывают с целью лучшей визуализации дефекта и определения его параметров.

2.102    пироэлектрический датчик (pyroelectric detector): Тип теплового инфракрасного датчика, работающего как источник тока, сила которого пропорциональна скорости изменения температуры датчика.

2.103    пироэлектрический видикон, пировидикон (pyroelectric vidicon. pyrovidicon): Приемная телевизионная трубка с чувствительным слоем из пироэлектрического материала с диапазоном чувствительности примерно от 2 до 20 мкм. используемая в тепловизорах.

Примечание — На момент публикации такие устройства относятся к категории устаревших

2.104    пирометр (pyrometer): Прибор для измерения температуры по инфракрасному излучению.

Пример — Пирометр излучения, или радиационный пирометр, служит для измерения энергии видимого излучения и определения на этой основе цветовой температуры. Инфракрасный пирометр служит для измерения инфракрасного излучения и определения на этой основе температуры поверхности объекта измерений.

2.105    качественное инфракрасное исследование, качественная термография (qualitative infrared examination, qualitative thermography): Методика анализа термограмм с целью выявления аномалий и определения их расположения.

2.106    количественный анализ, количественная термография (quantitative infrared examination, quantitative thermography): Методика использования количественных измерений температуры для оценки серьезности аномалии и расстановки приоритетов реагирования.

2.107    инфракрасный фотоприемник на квантовой яме (quantum well infrared photodetector): Особый тип инфракрасного датчика, использующий эффект оптического возбуждения электронов (дырок) с переходом с базового на первый возбужденный уровень в валентной зоне квантовой ямы.

2.108    яркость, L (radiance): Распределение потока инфракрасного излучения в данном направлении по проекции площади источника на плоскость, перпендикулярную к данному направлению и по телесному углу.

Примечание —Для заданной точки на поверхности источника и заданного направления излучения

I ^{d/ 1}

L ■ vr ■    ■,

dA COSа

где d/ — плотность мощности излучения элементарного участка поверхности площади dA, а — угол между нормалью к этой поверхности и заданным направлением

[ИСО 80000-7 2008, 7.15 [5]]

2.109    излучательность, светимость (radiant exitance. radiosity): Совокупная энергия инфракрасного излучения (поток лучистой энергии), исходящая(ий) от поверхности объекта измерений.

Примечания

1    Светимость включает излученный, отраженный и пропущенный компоненты Только первый из них связан с температурой поверхности обьекта измерений

2    М * в каждой точке поверхности источника, где d<I> — поток лучистой энергии, Вт. исходящий от элемента поверхности площадью dA, мм²

[ИСО 80000-7 2008, 7.18 [5]]

2.110    эталонный источник (radiation reference source): Модель абсолютно черного тела или иной объект измерений с известной температурой и эффективной излучательной способностью, который ис-

пользуется в качестве эталона для обеспечения максимальной точности измерений. В идеале этот эталон должен быть прослеживаемым до соответствующих национальных или международных эталонов.

2.111    радиационный термометр, радиометр (radiation thermometer, radiometer): Прибор для измерения цветовой температуры бесконтактным способом — по тепловому излучению объекта.

Примечание —Для расчета истинной температуры по измеряемой таким прибором кажущейся необходимо выполнить калибровку и учесть излучательную способность объекта измерений

2.112    радиометрическое измерение температуры (radiometric temperature measurement): Выполняемое инфракрасной системой измерение характеристик излучения, по которым затем рассчитывают температуру.

Примечание — Помимо радиометрических данных в расчете участвуют поправки на излучательную способность объекта измерений, прозрачность воздуха и кажущуюся отраженную температуру

2.113    пирометр спектрального соотношения, цветовой пирометр (ratio pyrometer, bi-colour pyrometer): Инфракрасный термометр, служащий для определения температуры объекта измерений по соотношению яркости на двух различных длинах волн без необходимости учета излучательной способности.

Примечание — Пирометр спектрального соотношения предназначается для определения температуры «серого тела» и обычно применяется для измерения сравнительно высоких температур (выше 300 °С)

2.114    распознавание (recognition): Способность различать формы, такие как полосы, прямоугольники. абстрактные фигуры.

Примечание — Распознавание формы тепловой аномалии возможно при условии, что ее размеры в разы превышают размеры пиксела

2.115    отраженная кажущаяся температура, Г_геП (reflected apparent temperature): Кажущаяся температура посторонних объектов, отражающихся в объекте измерений.

(ИСО 18434-1:2008. 3.12(6)]

Примечания

1    Настоящее определение — одно из важнейших в термографии, так как отраженное излучение складывается с собственным излучением объекта измерений, что в отсутствие соответствующей коррекции может вызвать значительную погрешность

2    Ранее применялись также термины «отраженная температура среды», «отраженная температура» или «температура среды».

2.116    коэффициент отражения; р (reflection coefficient): Доля полной лучистой энергии, отражаемая телом.

Примечание — Безразмерная величина, характеризующая отражательную способность тела

2.116.1 отражательная способность (reflectivity reflectance): Доля отражаемой в полной лучевой энергии, падающей на поверхность.

Примечания

1    р = 1 - е - т. где е — излучательная способность: т — пропускательная способность;

у (идеального) зеркала отражательная способность близка к 1,0; у абсолютно черного тела р = 0

2    Технически отражательную способность рассчитывают как отношение отраженной мощности к полной мощности; коэффициент отражения представляет собой отношение отраженного потока к падающему

(ИСО 18434-1:2008. 3 11 (6)]

3    Термины «отражательная способность» и «коэффициент отражения» часто используют на взаимозаменяемой основе

4    Математически данная величина выражается как

где Ф, — отраженный световой поток или поток лучистой энергии.

Ф_т — падающий световой поток или поток лучистой энергии (ИСО 80000-7:2008. 7-22.2 (5)]

2.117 коротковолновый инфракрасный диапазон (short-wave infrared): Диапазон длин волн от 1 до 3 мкм, в котором работают определенные инфракрасные приборы.

2.118    одноэлементный датчик (single element sensor): Датчик, состоящий из одного элемента, чувствительного к инфракрасному излучению.

2.119    функция отклика на щелевое отверстие (slit response function): Мера пространственного разрешения измерений с использованием сканирующего инфракрасного прибора.

2.120    пространственная частота (spatial frequency): Мера детализации, основанная на использовании повторяющихся последовательностей форм, расположенных на равном расстоянии друг от друга.

Примечания

1    В плоскости измерений или в плоскости изображения может выражаться в числе повторов на миллиметр или пар линий на миллиметр

2    В тепловизионной системе может выражаться в числе повторов на миллирадиан или пар линий на миллирадиан

2.121    пространственное разрешение (spatial measurement resolution): Размер пятна измерения, зависящий от рабочего расстояния. Данная величина связана с функциями отклика на щелевое и точечное отверстия и т. л.

(ИСО 18434-1:2008.3.14(6])

Примечание —В случае бесконтактного инфракрасного термометра пространственное разрешение измерений может быть выражено в миллирадианах либо как отношение размера пятна на поверхности объекта измерения (определяемого как общее правило подоле лучистой энергии 95 %) к рабочему расстоянию В случае сканера. камеры или тепловизора пространственное разрешение измерений чаще всего выраженное в миллирадианах

2.122 спектральный коэффициент поглощения; a-_f (spectral absorption coefficient): Зависимость коэффициента поглощения от длины волны.

где 6Ф/Ф — относительное уменьшение спектрального потока лучистой энергии Ф, Вт, в коллимированном луче электромагнитного излучения на длине волны /.. мкм, обусловленное поглощением при прохождении бесконечно малого пути б/. м.

(ИСО 80000-7:2008. 7-25.2 (5]]

Примечание — Линейный коэффициент поглощения

2.123 спектральная излучательная способность; е. (spectral emissivity): Зависимость излучательной способности от длины волны.

Примечание — Выражается математически как

МьхС'У

где M-_t (/.) — спектральная светимость теплового излучателя, Вт/мм² мкм,

М_ь > ().) — спектральная светимость абсолютно черного тела при той же температуре, Вт/мм² мкм (ИСО 80000-7:2008, 7-21.2 (5Ц

2.124    спектральный коэффициент отражения; р. (spectral reflection coefficient):

Зависимость коэффициента отражения от длины волны.

2.125    спектральный отклик (spectral response): Интервал длин волн, в котором прибор или датчик чувствителен к инфракрасному излучению.

Примечания

1    Спектральный отклик измеряют в микрометрах (мкм).

2    Для конкретного инфракрасного датчика (инфракрасной камеры) можно построить график спектрального отклика

2.126    спектральный коэффициент пропускания; т_А (spectral transmission coefficient): Зависимость коэффициента пропускания от длины волны.

2.127    нормальный отражатель (specular reflector): Гладкая поверхность, отражающая большую часть падающего потока лучистой энергии под комплементарным относительно нормали углом (угол падения равен углу отражения).

Пример — Зеркало.

2.128    сферические аберрации (spherical aberration): Недостаток в функционировании оптических линз, определяемый их геометрией.

Пример — Если поверхность линзы образована сферическими сегментами, лучи с боковых направлений сходятся но в точке фокуса и но в фокальной плоскости.

2.129    пятно измерений (spot): Определенная в конкретный момент времени область (характеризуемая, если не оговорено иное, диаметром) плоскости измерений, включенная в процесс измерений.

Примечание — В измерении температуры по инфракрасному излучению большинство производителей определяют пятно измерений как область, из которой исходит 95 % принимаемого излучения при измерении бесконечно протяженного объекта единой температуры и излучательной способности

2.130    точечный радиометр (spot radiometer): Инфракрасный измерительный прибор, который может быть откалиброван по температуре либо по плотности мощности теплового излучения.

2.131    стандартный излучатель большой апертуры (standard large aperture radiator): Стандартный (эталонный) излучатель, угловые размеры которого в несколько раз превышают элементарное поле зрения используемого термографического прибора.

2.132    стандартный излучатель (standard radiator): Излучатель, используемый в качестве модели абсолютно черного тела.

2.133    стандартная щелевая решетка (standard slit pattern): Щелевая решетка, добавляемая к эталонному образцу для оценки температурного разрешения.

2.134    температура хранения (storage operating range): Диапазон температур, при которых допускается хранение прибора с гарантией его соответствия спецификациям при последующем использовании.

2.135    разрешение по напряжению (stress resolution): Характеристика измерения термоупругого напряжения.

Примечание — В приложении к инфракрасному прибору термин «разрешение по напряжению» применяется к температурному разрешению

2.136    покрытие, изменяющее свойства поверхности (surface-modifying material): Клейкая пленка, краска или аэрозоль, используемые для изменения (увеличения) излучательной способности поверхности измерений.

2.137    фон объекта измерений (target background): Совокупность объектов и атмосферы вокруг объекта измерений, излучение от которых попадает в поле зрения инфракрасной камеры и может оказывать влияние на результаты измерений.

2.138    плоскость измерений (target plane): Нормальная к линии визирования инфракрасного термометра плоскость, на которой он сфокусирован.

2.139    размер области измерений (target size): Диаметр круга в плоскости измерений инфракрасного термометра, центр которого лежит на линии визирования и из которого исходит 99 % мощности излучения, принимаемого прибором.

2.140    диапазонная термограмма (temperature difference imaging technique): Метод обработки сигнала с целью получения картины изменения суммы главных напряжений, состоящий в наложении термограмм максимально теплого и максимально холодного состояний, и формирования общей диапазонной термограммы.

Примечание — Диапазон обозначает полную амплитуду температуры

2.141    дрейф нуля температуры (temperature drift): Изменение со временем результата измерений (ошибка) температуры объекта, который в действительности сохраняет постоянную температуру. Данное изменение вызывается различными внешними факторами, а также непостоянством напряжения питания и различных характеристик измерительного прибора.

2.142    нестабильность поддержания температуры (temperature maintenance instability): Нестабильность температуры эталонного излучателя, т. е. величина стандартного отклонения значений температуры стандартного излучателя, измеренных с интервалом 10—15 с в течение 15—20 мин.

2.143    температурная чувствительность (temperature resolution): Минимальная кажущаяся либо реальная разница в температуре объекта измерения, которая приводит к формированию наблюдаемого сигнала (как правило, соответствует единичному отношению сигнал/шум).

Примечание — То же. что и разность температур, эквивалентная шуму (см 2 5).

2.144    тепловая аномалия (thermal anomaly): Распределение теплового излучения, отличающееся от эталонного (ожидаемого).

2.145    тепловой контраст (thermal contrast): Поддающаяся измерению величина разницы температур между соседними областями или объектами в конкретный момент времени.

Примечание — Обработка по тепловому контрасту применяется для повышения качества изображения объекта В простейшем случае тепловой контраст определяется между температурой объекта измерений и температурой эталонной области

2.146    температуропроводность; a (thermal diffusivity): Отношение теплопроводности х к произведению плотности р и изобарной удельной теплоемкости с_р

Р-Ср

где х—теплопроводность. ° ;

кг    ^м' *

р—плотность, £;

с. — изобарная удельная теплоемкость.

^    кг    •    К

Примечания

1    Величина температуропроводности выражается в квадратных метрах в секунду

2    Температуропроводность представляет собой характеристику перераспределения тепловой энергии в материале после изменения тепловой обстановки Тело с более высокой температуропроводностью достигает равномерного распределения температуры быстрее

2.147 тепловая активность, тепловая инерция; е (thermal effusivity, thennal inertia): Мера сопротивления материала изменению температуры.

Примечания

1 Математически данная величина выражается как

® = Jx-P с_р.

2.148 тепловой образ (thermal pattern): Область на термограмме, имеющая определенные размеры и форму.

Примечание — По тепловым образам часто выявляют тепловые аномалии

2.149    тепловое излучение (thermal radiation): Передача энергии путем испускания и поглощения электромагнитного излучения, распространяющегося со скоростью света.

Примечание —В отличие от кондуктивного и конвективного теплопереноса тепловое излучение распространяется и в вакууме Эта форма теплопереноса лежит в основе инфракрасной термографии, которая основана на регистрации теплового излучения обьекта измерений

2.150    тепловое разрешение (thermal resolution): Минимальная разница в кажущейся температуре между двумя абсолютно черными телами, которую способен обнаружить инфракрасный прибор.

2.151    тепловой образец (thermal test object): Образец, воспроизводящий определенный тепловой образ, характеризуемый определенной пространственной частотой, формой или температурой, на фоне равномерно излучающего фона, причем температура и излучательная способность образца и фона известны.

2.152    тепловая томография (thermal tomography): Метод обработки в импульсной термографии, предусматривающий обработку данных при сравнении со снимком, сделанным в определенный момент. такой как момент достижения наибольшего теплового контраста.

2.153    волновая термография (thermal wave imaging): Метод активного термографического исследования. предусматривающий стимулирование объекта измерений периодическими импульсами тепловой энергии, регистрацию последовательностей инфракрасных изображений и их обработку с целью улучшения «видимости» дефекта и определения его характеристик.

Примечание — Иногда данный термин применяют к методу импульсного инфракрасного термографического неразрушающего контроля

2.154    термистор (thermistor): Датчик температуры, как правило, полупроводниковый, с известной зависимостью электрического сопротивления от температуры.

2.155    коэффициент термоупругости (thermoelastic coefficient): Коэффициент пропорциональности между изменением температуры и произведением температуры обьекта на изменение суммы главных напряжений за счет термоупругого эффекта.

Примечание — Коэффициент термоупругости к,. Па^-1, представляет собой константу для конкретного материала и рассчитывается по формуле

к,—3L.

Р с_р

где а_;— коэффициент линейного теплого расширения, К' р — плотность материала. ^кг

Дж кг К

2.156    термоупругий эффект (thermoelastic effect): Явление зависимости температуры от адиабатической упругой деформации обьекта.

Примечание — В общем случае температура снижается при растяжении и повышается при сжатии Величина изменения температуры ДГ, К. пропорциональна изменению суммы главных напряжений

ЛГ = - k_f Т До,

где k_f— коэффициент термоупругости, Па^-1;

Т — температура обьекта, К;

До — изменение суммы главных напряжений, Па

2.157    термоупругостный стенд (измерение напряжений) (thermoelastic apparatus (stress measuring): Стенд для измерения распределения напряжений по объекту измерений с использованием термоупругого эффекта.

2.158    термоупругостный метод (измерение напряжений) thermoelastic method (stress measuring): Метод измерения напряжений, состоящий в измерении средствами инфракрасной термографии распределения температур, образованного при термоупругом эффекте и отображении результата как распределения суммы изменений главных напряжений.

2.159    термограмма (thermogram): Тепловая карта или изображение обьекта исследования с использованием цветового или полутонового кодирования для отображения распределения интенсивности инфракрасного излучения.

(ИСО 18434-1:2008. 3.17 (6)]

2.160    восстановление термографического сигнала (thermographic signal reconstruction): Применяемая в контроле качества материалов средствами импульсной термографии методика обработки сигнала, состоящая в восстановлении и улучшении изображения за счет использования временной последовательности снимков и полиномиальной аппроксимации графика снижения температуры.

2.161    медицинская термография (thermology): Применение термографии в медицине.

2.162    термометр (thermometer): Прибор для измерения температуры.

2.163    термостолбик (thermopile): Батарея термопар, соединенных последовательно для получения более высокого напряжения.

Примечание — Термопары составляются в радиационный термостолбик таким образом, чтобы эффективно собирать энергию излучения обьекта измерений, т е для использования в качестве теплового инфракрасного датчика

2.164    полный угол зрения (total field of view): Полный телесный угол обзора, как правило, прямоугольный в сечении для матричных устройств.

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Термины и определения..............................................................1

Алфавитный указатель терминов на русском языке.........................................18

Алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке...........................22

Библиография........................................................................27

2.165    посткалибровка (transfer calibration): Метод корректировки измеренного значения температуры или термограммы с использованием измеренных параметров размещенного рядом с исследуемым объектом эталонного источника.

2.166    стандарт передачи (transfer standard): Точность радиометрического измерительного прибора. калибровку которого осуществляют в соответствии с требованиями национальных стандартов, используемых при калибровке радиационных источников.

2.167    коэффициент пропускания (transmission coefficient): Доля пропускаемого в падающем на тело потоке лучистой энергии.

2.168    пропускательная способность, пропускание; т (transmissivity, transmittance): Доля пропускаемого в падающем на поверхность объекта инфракрасном излучении в заданном спектральном интервале.

Примечания

1    т = 1 - £ - р,

где т — пропускательная способность, е — излучательная способность, р — отражательная способность

[ИСО 18434-1 2008, 3 18 [6]]

2    Термины «пропускательная способность» и «пропускание» часто используют на взаимозаменяемой основе

3    Пропусканием называют долю пропускаемой телом энергии от общего падающего на поверхность тела потока инфракрасного излучения

где Ф, — пропущенный поток,

Ф_т — падающий поток

[ИСО 80000-7 2008. 7-47.3 [5))

Пример — Для абсолютно черного тела х = О.

2.169    среда передачи (transmitting medium): Состав пути распространения излучения между объектом измерений и измерительным прибором.

Примечание — Средой передачи могут служить вакуум, газ (например, воздух), твердое тело или жидкость в любых сочетаниях

2.170    вибротермография (vibrothermograptiy): Метод термографии, состоящий в исследовании изменений температуры, обусловленных воздействием на объект механических вибраций.

Введение

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения, необходимые для точного понимания или интерпретации документов, касающихся инфракрасной термографии и неразрушающего контроля с применением тепловых/инфракрасных средств. Настоящий стандарт является основанием для развития технологии инфракрасной термографии в академической и производственной сферах.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ

Термины и определения в области теплового контроля

Non-destructive testing Terms and definitions in the field of thermal control

Дата введения — 2020—11—01

1    Область применения

Настоящий стандарт определяет терминологию для применения в области неразрушающего контроля средствами инфракрасной термографии и составляет единую основу ее стандартного широкого применения.

2    Термины и определения

2.1    поглотительная способность (absorptivity): а.

Поглощение

Коэффициент поглощения [absorptance (coefficient absorptance)]: Поглощаемая материалом доля (от 1) лучистой энергии, падающей на его поверхность.

Примечания

1    Величина поглотительной способности безразмерна.

2    Для абсолютно черного тела эта величина составляет единицу (1,0) С технической точки зрения рассматривается вопрос о внутреннем поглощении на единицу длины пути распространения излучения В сфере термографии термины «поглощение» и «поглотительная способность» «часто используют на взаимозаменяемой основе

3    Поглощение представляет собой отношение величин энергии поглощенной телом и падающего на тело излучения

4    Поглощательная способность может зависеть от длины волны и указываться для конкретной длины волны или диапазона (см п. 2 122 «спектральный коэффициент поглощения»),

2.2    активная термография (active termography): Термографическое исследование материалов и объектов в инфракрасном диапазоне с дополнительным термостимулированием.

Примечание — Такое стимулирование может использовать любые способы передачи энергии оптические, акустические (ультразвуковые), индукционные, микроволновые и др.

2.3    диапазон рабочих температур (ambient operation range): Диапазон температур окружающей среды, в пределах которого прибор работает и в котором его функционирование соответствует спецификациям.

2.4    температура окружающей среды (ambient temperature): Температура воздуха вокруг объекта измерений.

Примечание — Не следует путать понятия «температура окружающей среды» и «отраженная окружающая температура» (часто встречающийся синоним термина «кажущаяся отраженная температура»),

2.5    компенсация температуры окружающей среды (ambient temperature compensation): Реализованная в измерительном приборе схема компенсации влияния температуры окружающей среды на результаты измерений.

2.6    стягиваемый угол (angular subtense): Угловой диаметр оптической системы или подсистемы.

Издание официальное

Примечания

1    Величина стягиваемого угла выражается в градусах или миллирадианах

2    В инфракрасной термографии — угол, в пределах которого измерительный прибор собирает лучистую энергию,

2.7    аномальная термограмма (anomalous thermal image): Наблюдаемая структура теплового излучения, не соответствующая ожидаемой (эталонной).

2.8    аномалия (anomaly): Ненормальность или отклонение от нормы в системе.

Пример — Отклонение от нормы, такое как аномальная термограмма или любое показание, расходящееся с ожидаемым в отсутствие аномалий.

2.9    просветляющее покрытие (anti-reflectance): Покрытие инфракрасных оптических элементов (линз, окон), служащее для повышения чувствительности в определенном диапазоне длин волн за счет минимизации или устранения отражений, ведущих к потерям энергии сигнала.

2.10    кажущаяся температура (apparent temperature): Показание термографической камеры без какой-либо коррекции, обусловленное всем потоком падающего на датчик излучения независимо от его источников.

(ИСО 18434-1:2008l⁶l. 3.1)

2.11    эффект масштаба (area effect): Изменения в показаниях инфракрасного радиометра, вызванные изменением площади обьекта измерений, находящейся в поле зрения прибора.

2.12    артефакт (artifact):

(1)    Обьект искусственного происхождения, обусловленный внешним влиянием.

(2)    Ошибка, обусловленная нескомпенсированной аномалией.

Пример — В термографии артефакт излучательной способности создает кажущуюся неравномерность температуры поверхности.

2.13    атмосферное поглощение (atmospheric absorption): Поглощение определенных длин волн солнечного излучения, в основном частицами водяного пара и различных загрязняющих веществ.

2.14    температура воздуха (atmospheric temperature): Температура воздуха между инфракрасной камерой и объектом.

2.15    окно прозрачности атмосферы (atmospheric window): Любой участок инфракрасного спектра, в пределах которого излучение хорошо распространяется в атмосфере (атмосферное поглощение минимально).

Пример — Известны следующие окна прозрачности атмосферы:

a)    0,78—2,0 мкм в ближнем инфракрасном диапазоне;

b)    2,0—5,5 мкм в среднем инфракрасном диапазоне;

c)    7,5—14,0 в дальнем инфракрасном диапазоне.

2.16    ослабляющая среда (attenuating medium): Материал или иная среда, ослабляющие инфракрасное излучение источника.

Пример — К примерам ослабляющей среды распространения можно отнести оптические окна, фильтры, воздушные промежутки, внешние оптические устройства.

2.17    абсолютно черное тело (blackbody): Идеальный излучатель и поглотитель тепловой энергии для всех длин волн.

Примечание — Абсолютно черное тело описывается законом Планка В своей классической форме этот закон рассматривает спектральное распределение энергии излучения абсолютно черного тела

2.17.1    радиационная температура: Температура черного тела, излучающего такой же поток энергии, что и объект измерений.

2.17.2    идеальный излучатель (blackbody radiator): Излучатель с близкой к единице величиной эффективной излучательной способности е (с > 0,98 по всему представляющему интерес диапазону длин волн).

2.17.3    эталон черного тела (blackbody reference): Калиброванный прослеживаемый образец, используемый для калибровки тепловизоров и инфракрасных термометров.

2.17    4 имитатор абсолютно черного тела (blackbody simulator): Образец, излучение которого близко к излучению абсолютно черного тела при той же температуре.

Пример — Полость или плоская пластина с фактурной поверхностью или покрытием, характеризуемая высокой стабильностью и равномерностью температуры и близкой к единице величиной излучательной способности.

2.18    центральная длина волны (central wavelength): Длина волны в середине спектрального диапазона чувствительности инфракрасного датчика.

2.19    охлаждаемый датчик (cooled sensor): Датчик, требующий охлаждения для повышения чувствительности к инфракрасному излучению за счет уменьшения влияния теплового шума.

2.20    чувствительный элемент (detecting element): Чувствительная часть датчика, на которую оказывает непосредственное влияние измеряемая величина.

Пример — Для устройств измерения температуры: термопара: терморезистор: фотоэлектрический, пироэлектрический или квантовый датчик.

2.21    двухтемпературное черное тело (differential blackbody): Образец с двумя параллельно работающими изотермальными плоскостями с разными температурами и близкими к 1.0 значениями эффективной излучательной способности.

2.22    дифракционный предел (diffraction limit): Предел дифракции в оптических системах.

2.23    диффузный отражатель, отражатель Ламберта (diffuse reflector, lambertian reflector): Поверхность. отражающая равномерно во всех направлениях.

Примечания

1    Поток отраженного излучения одинаков во всех направлениях, например от идеальной золотой сферы

2    Зеркало не является диффузным отражателем

2.24    краевой эффект (edge effect):

(1)    Эффект, вызванный ошибкой измерений с использованием термоупругого эффекта, главным образом в краевой области, в которой происходит смещение или деформация под неравномерной нагрузкой.

(2)    Изменение тепловых характеристик на краю объекта измерений, вызванное

2.25    эффективная излучательная способность s* (effective emissivity): Измеренное значение излучательной способности конкретной поверхности при существующих условиях (в противоположность справочному табличному значению для того же материала), которое может быть использовано для корректировки конкретных результатов измерений температуры.

Примечания

1    Эффективную излучательную способность иногда называют «светимость», однако применение этого термина нежелательно, так как он также используется для характеристики собственного излучения объектов

2    Эффективная излучательная способность зависит от множества факторов, а не определяется исключительно свойствами материала

2.26    эффективное число пикселей (effective namber of pixels): Пространственное разрешение полученного инфракрасного изображения.

Примечание — Эффективное число пикселей определяется для сканирующего термографического прибора в соответствии с шагом сканирования, а для прибора с матричным датчиком — числом пикселей матрицы

2.27    электромагнитный/радиочастотный шум (electromagnetic/radio frequency noise): Искажение электрических сигналов, вызванное электромагнитными или радиочастотными помехами.

Примечание — В инфракрасной термографии электромагнитные/радиочастотные шумы вызывают в отсутствие надлежащего заземления появление характерных помех на экране.

2.28    излучательная способность е (emissivity): Отношение энергетических яркостей излучения, отраженного от поверхности объекта измерения и от поверхности абсолютно черного тела при одной и той же температуре и в том же интервале длин волн.

2 29 относительная светимость (emittance): Отношение потоков мощности собственного излучения объекта измерения и абсолютно черного тела при одной и той же температуре и прочих условиях.

Примечания

1 Энергетическую светимость РР определяют путем интегрирования по всему диапазону длин волн от нуля до бесконечности

2.33    коэффициент заполнения (приборы с матрицей в фокальной плоскости) (fill factor): Доля общей площади датчика, занимаемая чувствительными элементами.

2.34    фильтр (инфракрасная термография) (filter): Оптический элемент, как правило, пропускающего типа, служащий для ограничения спектра чувствительности инфракрасных датчиков.

2.35    таблица систематической шумовой погрешности (table of systematic noise error): Таблица расхождений между величинами отклика отдельных пикселей при воздействии на них одного и того же излучения.

Примечание — Такие расхождения могут быть обусловлены нелинейными эффектами в датчике, неточностью настройки коэффициентов усиления и постоянных составляющих, а также различными медленно меняющимися во времени факторами, действие которых воспринимается как неизменное В охлаждаемых датчиках данные медленные процессы служат большую часть времени основным источником пространственного шума измеренной температуры

2.36    матрица в фокальной плоскости (matrix in the focal plane): Тип инфракрасного датчика, одно- или двумерная матрица индивидуальных чувствительных элементов (пикселей).

Примечание — Матрица чувствительных элементов, как правило, помещается в фокальной плоскости прибора В термографии матрицы прямоугольной или квадратной формы применяют в несканирующих измерительных приборах

2.37    фокальная точка (инфракрасная термография) (focal point): Точка изображения, соответствующая бесконечно далекой точке на оптической оси прибора.

Примечание — В инфракрасных термометрах соответствует минимальному размеру пятна измерения, в сканирующих или матричных тепловизорах — минимальному мгновенному полю зрения

2.38    температура задней полусферы (the temperature of the rear hemisphere): Температура обстановки вокруг измерительного прибора в зависимости от объекта измерения.

Примечания

1    Часто используют также термины «температура фона прибора* и «температура фона наблюдателя»

2    См «температура окружающей среды» (2 4)

2.39    усреднение (averaging): Усреднение результатов многократных измерений для улучшения отношения сигнал/шум.

2.40    частота кадров (frame repetition rate): Число полных полей зрения, обмеряемых за 1 с.

2.41    время измерения (frame time): Время, необходимое для сбора сигнальной информации ото всех элементов поля зрения или пикселей.

2 42 серое тело (grey body): Объект с постоянным (меньшим единицы) коэффициентом излучения в заданном спектральном диапазоне.

2.43 тон изображения (image display tone): Серый оттенок или тон термограммы.

2 44 обработка изображения (image processing): Преобразование изображения в цифровую форму и его последующее улучшение с целью подготовки к компьютерному либо визуальному исследованию.

Примечание — В случае инфракрасного изображения или термограммы обработка может включать в себя наложение температурной шкалы, формирование точечных замеров температуры, составление температурных профилей, модификацию изображений, их вычитание и хранение

2 45 линейный сканер (imaging line, scanner line scanner): Прибор с одномерным сканированием, формирующий изображение с использованием линейки чувствительных элементов, ориентированной перпендикулярно направлению сканирования.

2 46 тепловизор (imaging radiometer): Устройство, формирующее изображения инфракрасного диапазона, по которым можно выполнять количественные измерения температуры.

2.46.1    инфракрасная камера (инфракрасная термографическая камера) (infrared camera, infrared thermography camera, IRT camera): Прибор, осуществляющий сбор инфракрасного излучения от объекта измерения и формирующий монохромное или цветное изображение, на котором оттенки серого или условного цвета соответствуют распределению кажущейся температуры.

Примечание — Такие изображения иногда называют инфракрасными термограммами

2.46.2    инфракрасная тепловизионная система (инфракрасный тепловизор) (infrared imaging system, infrared thermal imager): Прибор, преобразующий пространственные изменения инфракрасного

излучения поверхности в оттенки серого или условные цвета в соответствии с мощностью излучения (температурой).

Примечание —См «инфракрасная камера»(246 1).

2.46.3 инфракрасный термограф (infrared thermographic instrument): Прибор, обеспечивающий преобразование измеренных значений энергии инфракрасного излучения в значения температуры и отображение термограммы.

2.47 антимонид индия; InSb (indium antimonide): Антимонид индия является полупроводником с узкой запрещенной зоной, с энергией 0,17 эВ при температуре 300 К (спектральный диапазон чувствительности к излучению — от 1 до 5 мкм) и широко применяется в датчиках инфракрасных тепло-визионных систем.

Примечание — Как правило, такие датчики требуют охлаждения в процессе работы

2 48 инфракрасный диапазон (infrared, infrared radiation. IR): Диапазон светового излучения с длиной волны более максимально видимой.

Примечания

1    Как правило, инфракрасный диапазон длин волн от 780 нм до 1 мм делят на три поддиапазона

-    IR-A 780—1400 нм;

-    R-B 1,4—3 мкм.

-    IR-C: 3 мкм — 1 мм.

[МЭК 60050-845 1987(7])

2    При выборе материала датчика необходимо учитывать используемый инфракрасный диапазон

2 49 инфракрасный болометр (infrared bolometer): Датчик, служащий для получения сигнала в форме изменения электрического сопротивления.

2.49.1    инфракрасный термистор-болометр (infrared thermistor bolometer): Термистор, используемый для приема энергии инфракрасного излучения.

2.49.2    инфракрасный термометрический болометр (infrared thermister bolometer): Тип теплового инфракрасного детектора.

2.50    калибровочный инфракрасный источник (infrared calibration source): Имитатор абсолютно черного тела или иной образец с известной температурой и эффективной излучательной способностью. используемый для калибровки.

2.51    инфракрасный датчик (infrared detector): Датчик, преобразующий поглощенную энергию инфракрасного излучения в электрический сигнал.

2.52    инфракрасное оптическое волокно (infrared fibre optic): Гибкое волокно из прозрачного для инфракрасного излучения материала, используемое для бесконтактного измерения температуры в отсутствие прямой видимости между измерительным прибором и объектом измерения.

2.53    инфракрасная волоконная оптика (infrared fibre optics): Волоконная оптика, предназначенная для работы с инфракрасным излучением.

2.54    инфракрасная матрица в фокальной плоскости (infrared focal plane array. IRFPA): Одно-или двумерная матрица индивидуальных чувствительных элементов, используемая, как правило, в качестве датчика в тепловизорах.

2.55    инфракрасное изображение (infrared image): Изображение распределения энергии инфракрасного излучения с использованием условных цветов или оттенков серого.

2.56    инфракрасный линейный сканер (infrared-imaging line scanner): Прибор с одномерным инфракрасным сканированием, формирующий двумерные термограммы обстановки с использованием линейки чувствительных элементов, ориентированной перпендикулярно направлению сканирования.

2.57    инфракрасный оптический элемент (infrared optical element): Элемент в составе инфракрасного измерительного прибора или тепловизора, обеспечивающий сбор, передачу, отсечение, преломление или отражение инфракрасного излучения.

2.58    инфракрасная лучистая энергия (infrared radiant energy): Энергия, излучаемая и распространяющаяся в форме электромагнитной волны с длиной от 760 нм до 1 мм.

2.59    инфракрасный бесконтактный термометр (infrared radiation thermometer): Нетелловизион-ный инфракрасный прибор, позволяющий определять температуру бесконтактным способом — путем расчета по параметрам теплового излучения объекта измерения (для определения «истинной» температуры необходимо знать излучательную способность объекта измерений).