Pergam iResearch 2.0

Что такое Pergam iResearch

Pergam iResearch — программное обеспечение для профессионального анализа тепловизионных данных в режиме реального времени и по ранее записанным видеопоследовательностям. Программа работает с сырыми радиометрическими данными (RAW) — 16-битными значениями АЦП матрицы детектора, сохраняя точность измерений на всех этапах обработки. iResearch предоставляет широкие возможности для изучения, сравнения и интерпретации тепловизионных данных. Решение ориентировано на научные исследования, лаборатории неразрушающего контроля, испытательные центры и высокотехнологичные производства.

Программный интерфейс

Интерфейс Pergam iResearch следует подходам, принятым в профессиональном ПО для обработки тепловизионных данных. Основные функции собраны на виду и не требуют перехода по многоуровневым меню. Горизонтальная панель содержит операции с файлами, подключение камеры, запись и обработку данных. Вертикальная панель объединяет измерительные инструменты. Панель слева отображает параметры измерения, а справа — интерактивную гистограмму с автоматическим масштабированием.

При наведении курсора на термограмму встроенная инспекция пикселей мгновенно пересчитывает температуру с учётом всех параметров среды.

Поддерживаются единицы измерения °C, K, DV (сырые данные) и W/m²·sr.

Восемь инструментов измерения и сбора статистики

• Точка / Точка 3×3
  Мгновенное значение температуры в одном пикселе или усреднение по матрице 3×3 для уменьшения шумов в данных.
• Прямоугольник / Эллипс
  Площадные зоны с вычислением среднего, максимума, минимума, диапазона, стандартного отклонения и числа пикселей. Прямоугольник может быть построен по осевой линии для контроля протяжённых объектов.
• Линия / Ломаная
  Температурный профиль вдоль прямой или ломаной линии. Значения температуры в узлах отображаются прямо на термограмме, что упрощает контроль ключевых точек.
• Многоугольник / Лассо
  Произвольный замкнутый контур или интеллектуальная обводка мышью для объектов сложной формы.

Каждый инструмент формирует строку статистики в таблице данных и участвует в построении трендов, профилей и гистограмм. Площадные инструменты формируют изотерму — полупрозрачную заливку пикселей в заданном температурном диапазоне. Изотерма отображается в таблице статистики и используется при построении трендов.

Зоны локальной коррекции излучения (ε)

В реальных объектах встречаются материалы с разной излучательной способностью: печатная плата включает пластик (ε ≈ 0.95), медь (ε ≈ 0.15), припой (ε ≈ 0.50). При использовании единого значения ε = 0.95 медные элементы отображаются с искажённой температурой, что приводит к ошибкам при оценке результатов.

Pergam iResearch задаёт коэффициент излучения отдельно для каждой зоны. Математический модуль пересчитывает радиационную модель по пикселям, после чего термограмма обновляется с корректной температурной картиной.

Доступны четыре типа зон: прямоугольник, эллипс, многоугольник и прямоугольник по линии.

Радиометрическая коррекция

Блок «Параметры измерения» задаёт коэффициент излучения (ε), отражённую температуру фона (T_refl), пропускание атмосферы (τ), дистанцию и температуру окружающей среды. При изменении любого параметра система пересчитывает результаты измерений: значения под курсором, статистику ROI, тренды, гистограммы, профили и 3D-модель. Для прецизионных длительных экспериментов доступна онлайн-калибровка по стационарному АЧТ или по термопаре через COM-порт.

Блок настройки параметров измерения

Интеллектуальная запись по триггерам

Тепловые процессы могут развиваться непредсказуемо: например, термический разгон аккумулятора развивается за миллисекунды, но возникает после длительного периода накопления тепла. Для фиксации подобных событий используется система триггеров автоматического захвата данных.

Режимы триггеров:

• Одиночное срабатывание — запись предбуфера + события + постбуфера по достижении порога.
• Запись при выполнении условия — захват данных активен только при превышении заданного порога температуры.
• Серийные срабатывания — многократный захват (от 2 до 1000 событий)

Окно триггеров

Условие задаётся по любой ROI: метрика (Max/Min/Avg), оператор сравнения и порог (-50...+3000 °C). Предбуфер до 300 кадров фиксирует предысторию события, постбуфер до 1000 кадров — его последствия.

Дополнительно поддерживаются time-lapse запись (один кадр каждые N секунд) для длительного мониторинга, разбиение на блоки и блокировка авто-NUC во время записи.

Пять окон анализа данных

Таблица данных

Состоит из трёх секций: зоны коррекции коэффициента излучения, настройки изотерм и результатов измерений. При редактировании параметров элементов выполняется мгновенный пересчёт температур.

Окно профилей

Температурный срез вдоль линий с интерактивной привязкой «график → пиксель на термограмме». Используется для анализа сварных швов и теплоотводов.

Окно гистограмм

Распределение температур по всему кадру или выбранной области. Столбцы окрашены в соответствии с палитрой термограммы.

Окно трендов

Графики температура–время и температура–кадр для всех элементов измерения, включая зоны изотерм. Кривые Avg, Max и Min. Пересчёт всего файла запускается одной кнопкой и выполняется в фоновом режиме. Данные экспортируются в CSV и графические форматы, включая векторные.

3D-визуализация

Модуль преобразует термограмму в рельефную поверхность (ось Z — температура). Рендеринг выполняется через OpenGL на GPU. Доступны режимы отображения поверхности и сетки, 3D-изотерма (температурный срез) и экспорт в двойном разрешении.

Генератор попиксельной карты излучения (ε)

Когда отдельных зон с локальным коэффициентом излучения недостаточно (печатная плата с десятками элементов, стальная деталь с хаотичными окислами), применяется автоматический расчёт ε-карты — каждому пикселю присваивается свой коэффициент от 0.01 до 1.00.

Окно карты коэффициентов излучения

Методы расчёта ε-карты

• По одному кадру — деталь нагревается до известной температуры, программа вычисляет ε для каждого пикселя
• По двум кадрам — прецизионный дифференциальный метод (ISO 18434). Влияние фоновой температуры математически исключается
• Интерактивный эквалайзер — тонкая подстройка рассчитанной карты коэффициентов

Карта сохраняется в открытом бинарном формате float32 и может быть создана внешними алгоритмами (Python, MATLAB).

Математическая обработка видеопоследовательностей

Пакетный процессор считывает исходный архив данных, применяет алгоритмы покадрово и записывает результат в новый файл. Исходные данные остаются неизменными.

Доступные методы обработки и анализа:

• Арифметика
  Сложение, вычитание и умножение с константой или между двумя файлами. Дифференциальная термография: вычитание «фона» выделяет тепловую нагрузку.
• Шумоподавление
  Усреднение всех кадров (субмилликельвинная точность), скользящее среднее, блочная децимация, экспоненциальное сглаживание.
• Пространственные фильтры
  Медианный (фильтр дефектных пикселей), Гауссов, Bilateral (удаление шума при сохранении границ), DDE — усиление локального контраста, Edges (оператор Собеля) — получение карты градиентов.
• Стабилизация деформаций
  Компенсация растяжения/сжатия образца при механических испытаниях. Виртуальная «фиксация» образца для измерений без геометрических сдвигов между кадрами.
• Фильтр событий
  До трёх условий (область × метрика × оператор × порог). Кадры, не удовлетворяющие условиям, исключаются из обработки — из больших архивов выделяются только значимые события.

Окно математической обработки и анализа

Экспорт в открытые форматы

Поддерживается экспорт данных в следующие форматы:

• CSV — матрица температур для каждого кадра с метаданными. Поддержка интеграции с Excel, MATLAB и Python.
• HDF5 — извлечение фрагментов из больших архивов без потери точности.
• MP4 / AVI — видео с наложением измерений, изотерм, маркеров экстремумов и цветовой шкалы, пригодное для презентаций и отчётов.

Во всех режимах доступна обрезка по области интереса — экспорт только выбранной зоны, что существенно сокращает объём данных.

Окно экспорта данных

Поддерживаемые камеры

• Pergam Spectr UC 384/640/1280
  Неохлаждаемые, 25 Гц, LWIR (8–14 мкм). Общепромышленное применение: −20…+650 °C.
• Pergam Spectr 640 UC (50/100 Гц)
  Неохлаждаемые высокоскоростные. Три диапазона до экстремально высоких температур до +2000 °C.
• Pergam Spectr 640M/BB/L (Охлаждаемые)
  MCT, хлодильник Стирлинга, от 100 Гц, MWIR/LWIR, NETD < 20 мК. Ручное управление временем интеграции, моторизованное колесо спектральных фильтров, синхронизация по внешнему TTL-сигналу. Максимальный набор калибровочных таблиц до +3000 °C.