Участок

Тепловизор

Что такое тепловизор

Тепловизор (тепловизионный прибор, инфракрасная камера) — это специальное устройство для получения изображений в диапазоне инфракрасных волн. Т.е., иначе говоря, тепловизор — это оптико-электронная система, которая предназначается для получения видимого изображения объектов, испускающих невидимое инфракрасное (тепловое) излучение. Обычно тепловизор используется для измерения температурного поля объекта или в качестве прибора ночного видения. Используя тепловизор можно мгновенно измерить температуру десятков тысяч точек объекта. Тепловизоры являются измерительными приборами, поэтому их иногда называют измерительными тепловизорами.

Первые тепловизионные приборы были созданы в 30-х годах XX века. Принцип действия тепловизора основывается на преобразовании инфракрасного излучения объекта в электрический сигнал, который усиливается прибором и воспроизводится на экране индикатора. В 70-х гг. прошлого века появляются тепловизоры, в которых тепловое изображение переводится в видимое уже непосредственно на экране, который покрывался светочувствительным веществом (люминофоры, полупроводниковые пленки, жидкие кристаллы).

Сфера применения тепловизоров очень широка. Тепловизоры применяются для определения местоположения и формы объектов, находящихся в темноте или в оптически непрозрачных средах. Применение тепловизоров также обуславливается необходимостью поиска горячих или холодных участков на температурном поле, наличие которых говорит о нарушениях штатного режима эксплуатации оборудования или всего объекта, опасных дефектах, потерях энергии и т.д. Современные тепловизоры позволяют не только локализовать такие «горячие точки», но и замерить их температуру.

Тепловизоры широко применяются как на крупных промышленных предприятиях, где постоянно проводится тщательный контроль за тепловым состоянием объектов, так и в небольших организациях, которые занимаются поиском неисправностей на различных объектах. Так, например, тепловизионное сканирование может безошибочно указать на место отхода контактов в системах электропроводки. Однако, самое широкое применение тепловизоры получили в сфере строительства, при оценке теплоизоляционных свойств конструкций и сооружений. Ведь, например, при помощи тепловизора с легкостью определяются области наибольших теплопотерь в строящемся доме, благодаря чему можно сделать вывод о качестве применяемых строительных материалов и утеплителей. В военной индустрии применение тепловизоров обусловлено необходимостью координации и ведения боевых действий в темное время суток без опасности обнаружения. Эта дорогостоящая аппаратура устанавливается на самолеты-разведчики, для оперативной оценки количества живой силы противника, а также ее расположения на участке боевых действий. Помимо инженерно-технического применения с 2008-2009 гг. тепловизоры активно используются в медицинских целях, например, для выделения из толпы лиц инфицированных вирусом гриппа.

К сожалению, тепловизор остается довольно дорогостоящим измерительным прибором. Это обусловлено, в первую очередь, стоимостью двух его основных элементов: матрицы и объектива (их стоимость достигает до 90% от стоимости всего прибора). Матрицы весьма сложны в производстве из-за многослойности, а объективы нельзя изготовить из стекла, поскольку простое стекло не пропускает ИК-излучение, поэтому для создания объективов тепловизоров используют редкие и дорогие материалы. К тому же, в тепловизионных приборах матрицу фоточувствительных элементов должна охлаждать микрокомпрессорная система, либо должна быть использована термостабилизация, с использованием термоэлектрической системы. Это делается для того, чтобы понизить «шум» матрицы и, следовательно, повысить пороговую чувствительность. Однако, в последнее время все большее распространение получают тепловизионные приборы обладающие неохлаждаемой микроболометрической матрицей.

ООО «ТД «Автоматика» является официальным представителем таких крупнейших производителей тепловизионного оборудования, как FLUKE (США), и SONEL (Польша). А также готов предложить самые распространенные модели тепловизоров мирового лидера — фирмы FLIR (США).

Основные принципы работы с тепловизором

Тепловизор иначе называется инфракрасной камерой. Это устройство, улавливающее тепловое ИК-излучение для преобразования его в видимое изображение. Такая картинка выводится на экран прибора. Она окрашивается теми оттенками, которые соответствуют температуре исследуемого объекта. Другое название изображения — термограмма.

Перед тем как начать работать тепловизором, нужно правильно подготовиться:

  • соблюсти условия проведения проверки — подобрать подходящее время, погоду;

  • убедиться, что двери с окнами здания закрыты;

  • освободить территорию от мешающих объектов — машин, больших предметов, посторонних людей, т.д.;

  • отапливать дом в течение двух-трех дней.

Для точности интерпретации результатов понадобится измерение температуры и влажности воздуха снаружи и внутри здания. Перед работой прибор настраивается: устанавливается верхняя, нижняя температурная отметка, диапазон термозахвата, уровень тепловой защиты.

Снаружи сканируются все основные поверхности сооружения, его главные составные части. Кроме фасада к ним относятся окна, двери, крыша, фундамент. Если постройка имеет несколько этажей, проверка начинается с нижнего. Внутри помещения обследуются по часовой стрелке. Отправная точка — входная дверь.

Полученные снимки — термограммы — сохраняются на внутреннюю память для дальнейшего исследования. Области с высокой температурой окрашиваются в оранжево-красные, желтые оттенки, вплоть до белого. Места с холодными участками обозначаются голубым, синим, фиолетовым цветами, до черного. На основе полученных измерений делается вывод о наличии или отсутствии серьезных дефектов теплоизоляции, о том, как работают защитные меры, нет ли протечек. При необходимости даются рекомендации о повышении энергоэффективности здания.

Важно правильно подобрать измеритель. Для строительных целей (проверка теплоизоляции) достаточно приборов, верхняя граница которых — +350 градусов Цельсия. Для проверки электросетей, промышленных установок верхний предел должен быть выше +350 градусов. На металлургических производствах, литейных заводах, в стекольной, энергетической промышленности целесообразнее высокотемпературные тепловизоры, способные улавливать температуру свыше +1000 градусов Цельсия. Рекомендую выбирать аппарат, имеющий 25% запаса температурного диапазона.

Хотите узнать больше о работе с тепловизором? Обратитесь к специалисту в этой области

Задать вопрос

Краткая инструкция для начала работы с тепловизором

Коротко о том, как пользоваться тепловизором, говорится в инструкции, которой сопровождается прибор. Указания для каждой модели могут несколько различаться. Порядок работы зависит от исследуемого объекта.

Для обследования частного дома на предмет тепловых утечек необходимо:

  • отойти от здания на расстояние не более чем 25 метров;

  • найти ракурс, при котором объект не закрывается растениями, автомобилями, камнями, другими препятствиями;

  • включить устройство, направить объектив или локатор на изучаемый объект;

  • после наведения фокуса прибор нужно зафиксировать на несколько секунд;

  • сохранить полученную термограмму в памяти устройства.

Передвигаясь в другое место для дальнейшей съемки, не нужно менять настройки. Частотность, диапазон, другие параметры должны оставаться прежними. Рекомендую убедиться, что после каждой смены ракурса снятые данные сохранены.

Инструкции изучения электроустановок несколько шире. Перед тем как использовать тепловизор, нужно надеть средства индивидуальной защиты — резиновые перчатки, каску, т.д. Это особенно важно, если требуется определить, нет ли повреждений в электрической сети, поскольку поможет уберечься в случае их наличия.

Порядок действий:

  • нужно отойти на расстояние не больше 70 сантиметров от изучаемого объекта;

  • после включения аппарата настраивается максимальная чувствительность;

  • для тестирования прибор направляется сначала на обесточенный кабель, затем — на питаемый, результаты должны отличаться;

  • убедившись, что тепловизор работает правильно, можно приступать к детальному обследованию.

Главное — не прикасаться к проверяемому оборудованию или установке даже при наличии средств защиты. Не стоит трогать в том числе закрытые узлы и коробы. Напоминаю, что полученные термограммы нужно сохранять. Все изображения, на которых обнаружены неисправности объекта, должны сохраняться с аннотациями (текстовыми или голосовыми), в которых указывается точное местоположение дефекта, например, номер опоры, расстояние от точки подключения на кабеле, т.д.

Получить подробную инструкцию для начала работы с тепловизором, обратившись к специалисту Написать

Требования к специалисту, который проводит диагностику тепловизором

Если проверить частный коттедж, дачный домик или пристройку можно самостоятельно — зачастую достаточно убедиться, что нет явных изъянов в теплоизоляции — то полноценный энергоаудит с точным выявлением каждого дефекта должен проводить специалист. Он точно знает, как правильно пользоваться тепловизором, каким нормативным документам (СНиПы, ГОСТы) должны соответствовать результаты, как их интерпретировать.

Человек, проводящий обследование тепловизором, соответствует следующим требованиям:

  • он точно знает, как функционирует устройство, как и для чего меняются настройки;

  • у него есть все требуемые допуски и лицензии;

  • прибор, которым специалист обследует здание или сооружение, должен быть проверен, о чем свидетельствует соответствующая отметка в техпаспорте;

  • специалист знает, что не стоит проводить проверку во время дождя или снега — сильные осадки способны исказить результат;

  • аудитор в точности соблюдает требования к условиям наружной, внутренней температуры;

  • если проверка проводится повторно, расстояние от объектива до объекта сохраняется прежним.

Важное свидетельство профессионализма аудитора — его допуск к платным проверкам обязательно должен содержать цену предоставляемой услуги.

Условие для проведения проверки тепловизором

Чтобы полноценный энергоаудит дал достоверную информацию с грамотными рекомендациями, перед тем как пользоваться тепловизором для обследования зданий, нужно соблюсти ряд условий.

Они включают не только предварительную подготовку, но и выбор подходящей погоды:

  1. Обследование не проводится при сильном ветре. Желательно проверять здание в полном безветрии, однако по разным источникам допустим ветер скоростью 2-7 м/с. Более сильные порывы приведут к смещению тепловых утечек, что сделает невозможным определение их положения в точности до миллиметра.

  2. Не должно быть осадков. Легкий туман зачастую не приводит к искажению результатов, однако дождь, снег, плотная туманная завеса задерживает инфракрасное излучение, поэтому измерение получается неточным.

  3. Перед обследованием здание не должно освещаться солнечными лучами в течение нескольких часов. В идеале следует выждать не менее 12 часов после заката — обычно проверка проводится ранним утром, но можно изучить дом и вечером, если день был пасмурным. Главное — исключить вероятность влияния на результат нагрева стен солнечными лучами.

Инфракрасное излучение не проходит через стекло и воду, в том числе распыленную. Тем не менее нагретое стекло отразится на термограмме как более светлая область. Зеркало же почти полностью отразит тепло, как и видимое изображение.

Настройка тепловизора

По умолчанию большинство приборов работают в автоматическом режиме, которого достаточно для получения общего представления о ситуации. Авторежим дает черновую термограмму. Для более точного изучения деталей, выявления нюансов необходима ручная настройка тепловизора. Используемый режим зачастую отображается в верхнем правом углу экрана.

Ручной выбор параметров не представляет большой сложности, главное — разобраться в предназначении кнопок, пунктов меню. Подробности того, как настроить тепловизор, содержатся в инструкции, идущей с конкретной моделью. Для примера рассмотрим измерители производства Fluke.

Авторежим включается по умолчанию, он отображается сверху справа как AUTO. Для перехода в ручной режим нужно нажать кнопку F2 и выбрать MANUAL. Другой способ переключения — нажать и удерживать несколько секунд кнопку F1.

В ручном режиме MANUAL можно снова нажать F2 для выбора уровня LEVEL и диапазона SPAN. Выбрав настройку, снова нажимаем эту же кнопку, чтобы выбрать увеличение INCREASE или уменьшение DECREASE параметра.

Ручной режим помогает:

  • определить место нагрева электрооборудования — для этого диапазон SPAN ставится на минимум, а уровень LEVEL увеличивается до тех пор, пока на картинке не останется лишь необходимая видимая область;

  • повысить контрастность термограммы, когда известна разница температур между изолированным и неизолированным местом — для этого в SPAN задается эта температурная разница, а в LEVEL — температура изолированной стены;

  • определить, когда температура в постоянно изменяющейся системе достигает определенного уровня, например, в паровой ловушке;

  • получить четкое изображение, несмотря на мешающие посторонние объекты, которые можно обойти ручными настройками.

Для более полного охвата ситуации рекомендую сохранять термограммы как ручного, так и автоматического режима. Автонастройки показывают общий контекст ситуации, а ручные — более конкретное содержание проблемы.

Тепловизионная съёмка с воздуха

Особняком стоит тепловизионная аэрофотосъёмка, на больших площадях позволяющая выявлять очаги пожаров, в том числе и тлеющие без дыма. Это значительно упрощает работу службе МЧС. Кроме того, тепловизионная аэрофотосъёмка помогает выявить утечки на трубопроводах, экономя массу средств и времени транспортникам. Основное требование к приборам, применяемым для съёмки с воздуха, аналогично таковому и для других камер – это высокая разрешающая способность. Так же важен небольшой размер и вес камеры, если речь идёт о съёмке с беспилотного аппарата.

Когда совпадают надежность, удобство и экономическая эффективность

Немножко отвлечемся и порассуждаем об автомобилях. Возьмем персональный автомобиль – самый обычный, каких миллионы. А ведь автомобиль на самом деле является средством передвижения повышенной опасности. Автомобиль для личного пользования экономически не эффективен, ибо дешевле обходится перемещаться общественным транспортом или на такси. По статистике, вероятность погибнуть на автомобиле по дороге в аэропорт намного выше, чем при полете на самолете.

Кроме того, на автомобиль необходимо ежегодно платить различные налоги и иногда штрафы гаишникам. Его могут угнать или повредить, можно угодить в ДТП и «попасть» на большие деньги. Но! Несмотря на все это, автомобили пользуются огромным спросом. Есть модели, на которые очереди вперед на годы. То есть, говоря простыми словами, иметь автомобиль – это дорого и круто. А теперь посмотрите на миф о тепловизорах № 1. Экономическая эффективность автомобилей только для личного пользования довольно низкая. Если же их рассмотреть для коммерческого использования, то картина меняется с точностью до наоборот. Автомобиль становится средством, приносящим прямую прибыль, или средством, опосредованно способствующим принесению прибыли. Он окупается за определенный промежуток времени и начинает приносить своему хозяину доход.

Рассказывать, как конкретно зарабатывать деньги на использовании тепловизоров, я в статье не буду. А вот почему тепловизоры технически и экономически более эффективны, чем многие другие системы видеонаблюдения на объектах транспорта (в аэропортах, морских портах, на железнодорожных станциях и мостах), мы сейчас увидим.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *