Устройство тепловизора
Большинство тепловизоров состоит из стандартного набора узлов, деталей и электронной начинки:
- объектив;
- датчик-приемник инфракрасного излучения;
- электронный блок обработки сигнала;
- дисплей;
- программное обеспечение;
- память;
- система управления.
Основными частями тепловизора являются объектив и датчик-приемник инфракрасного излучения (матрица). Их стоимость определяет 90% цены всего устройства. Причина в сложности изготовления и дорогих материалах. Объектив делают из германия, так как обычное стекло является непреодолимым препятствием для ИК-лучей. В комплекте с тепловизорами обычно идет чехол для хранения объектива.
Полупроводники для датчика изготавливают из дорогостоящего антимонида индия, ртуть-кадмий-теллура и других монокристаллов с похожими свойствами. Приемник преобразует прошедшее через объектив излучение в электрический сигнал и направляет его в электронный блок для дальнейшей обработки. Электронный блок, обработав полученный сигнал, передает его на дисплей.
Для четкого отображения теплограммы, дисплеи должны обладать хорошей яркостью, разрешением и достаточным размером. Чаще всего, они представляют собой жидкокристаллические экраны. Кроме инфракрасного изображения на мониторе могут отображаться:
- температурная шкала;
- дата и время;
- уровень заряда аккумулятора и другое.
Используемое программное обеспечение позволяет обработать цифровую информацию, превратив ее в качественное изображение и скопировать на любые носители. Для хранения полученных данных, в виде снимков, видео- и аудиозаписи, применяется как встроенная память, так и внешние устройства. Для освобождения места, всю информацию можно перенести в компьютер.
С помощью системы управления осуществляются настройка тепловизора. Это необходимо, чтобы оптимизировать изображение и лучше видеть точки с аномальной температурой. Настройки позволяют менять цветовую гамму, отрегулировать коэффициент излучения и видимость фоновой температуры, а также выполнить другие необходимые действия, помогающие проанализировать температурную ситуацию.
Принцип работы и цели применения тепловизоров
Загородный дом теряет тепло посредством излучения инфракрасных лучей, которые распространяются по мостикам холода в стенах на улицу. Тепловые лучи невидимы человеческому глазу, но посредством специальных измерительных приборов их можно улавливать, чтобы построить точную цветную картограмму распространения ИФ-излучения через конструкции.
Приборы, которые выявляют и регистрируют тепловое излучение, бывают двух видов: пирометры и тепловизионные камеры.
Пирометр просто направляется в требуемую точку и посредством сенсора измеряет температуру интересующего предмета с расстояния. Если мы знаем, где идёт утечка тепла, пирометром можно измерить степень этой утечки по температуре. Это самые простые и дешёвые измерительные приборы, однако они не дают общей наглядной картины тепловых утечек.
Такую картину могут предоставить только тепловизионные камеры со встроенным пирометром. Они снимают реальное изображение и накладывают поверх него тепловую гистограмму, которая показывает температуру излучения в разных местах. Это помогает с первых секунд съёмки понять, где имеется тепловая утечка и какова температура произвольной области на карте. С помощью тепловизора легко определить наиболее интенсивные места теплоотдачи, мостики холода, воздушные свищи и места с повреждённым или потерявшим свои свойства утеплителем.
В современных смартфонах есть функция тепловизионной съёмки, но она непригодна для сколько-нибудь серьёзного исследования, т.к. подобные устройства не оснащены полноценной тепловой камерой и пирометром. Они могут дать лишь общую картину теплового излучения со значительной погрешностью, поэтому для точных измерений не годятся.
Опасность тепловизоров
Опасность тепловизионного устройства — это один из мифов. Неспециалисты думают, что раз прибор может на расстоянии зафиксировать электромагнитные волны, значит он использует какое-то излучение. Но выше мы уже разобрались, что никакого излучения не существует. Поэтому можно с уверенность сказать, что тепловизор никакой опасности для жизни и здоровья человека не несет.
Единственное, что может вызывать опасение, так это то, что неисправный прибор покажет нормальную температуру у инфицированного человека, который заразит окружающих. Но, поставив прививку, можно легко избежать этой угрозы легко.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ФУНКЦИОНАЛ И ВОЗМОЖНОСТИ
Примеры применения тепловизоров
Тепловизоры хорошо подходят для получения информации о температуре труднодоступных объектов, чтобы определить теплопотери здания, оператор может затратить всего 30 минут времени, в то время как измерения обычными способами занимают огромное количество времени только на расстановку датчиков, да и то не всегда возможны. На некоторые детали подвижных механизмов механические датчики температур вообще физически невозможно установить так, чтобы они не мешали работе механизма, но тепловизор легко справляется с этой задачей, имея дистанционный тип работы, при этом показания тепловизоров предельно точны.
Можно ли проводить диагностику самостоятельно
Реальное и термофото
В предыдущих наших обзорах мы уже упоминали о том, что тепловизионное обследование может проводиться в двух режимах: энергетический аудит и выявление аварийных ситуаций.
В первом случае предполагается, что в ходе обследования будет проведена полная покадровая съемка контролируемых поверхностей, сопровождаемая составлением подробных термограмм и отчётов с интерпретацией полученных данных.
При этом, надо учитывать, что далеко не всегда результаты, полученные напрямую с дисплея прибора, соответствуют реальным температурам, и для приведения их «готовому» виду необходима специальная компьютерная обработка, учитывающая корректировки по результатам контактных измерений.
Очевидно, что для выполнения всех этих действий в полевых условиях необходимо не просто знание принципов работы тепловизора, а реальный практический опыт термографических исследований.
Отметим, что только такие данные могут быть основанием для оформления юридически корректных документов, поэтому результаты измерений подписываются с указанием квалификационного уровня специалиста, их выполнявшего.
Во втором случае, когда тепловизионная съёмка нужна лишь для того, чтобы быстро обнаружить аварийный узел или место протекания трубопровода, проверку можно выполнить и без составления отчётной документации (то есть, провести самостоятельный осмотр).
Но даже в этом случае необходимо знать, как правильно связать координаты термографического изображения и светового снимка объекта. В дорогих моделях тепловизоров такая привязка происходит автоматически, но в большинстве случаев приходится придерживаться специальной технологии съёмок.
Специально для таких случаев предусмотрен тариф «Аренда тепловизора с оператором», стоимость которого заметно меньше стоимости услуг с детальной проработкой отчёта.
Разница температур внутри и снаружи
Еще одна проблема заключается в том, что термограммы можно снимать только при разнице температур внутри дома и снаружи, не меньше 15 градусов. Здесь действует принцип – чем больше, тем лучше. Теплой весной, летом или осенью проводить измерения нельзя.
Разница минимум должна быть 15 градусов, иначе вы ничего не увидите. Что такое эти самые 15С?
Например, при +20 градусах в помещении и нуле на улице, измерение производить можно, но все же лучше это делать зимой. Однако и здесь будут вмешиваться посторонние факторы.
Если вы немного опоздали и на крышу уже лег снег, то ничего под этим снегом вы не увидите. Будь он толщиной всего 1см, не говоря уже о худших условиях.
Как подготовить помещение и условия проведения
Главное требование для помещений, в которых будут проводиться обследования – они должны быть прогреты. Для этого перед началом работ вся площадь должна отапливаться не менее двух суток. Это связано с необходимостью прогреть сами стены, а поднять перед работами внутреннюю температуру тепловентилятором будет неправильно.
Поскольку при обследовании происходит поэтапная термосъемка окон, стен, перекрытий и элементов конструкций, нужно убрать все посторонние предметы, которые будут мешать. В том числе с подоконников, всех углов и возле плинтусов, чтобы те были открыты. Если утечки тепла каких-либо конкретных стен неинтересны, от них мебель отодвигать не обязательно.
Согласно существующим стандартам, обследования тепловизором производятся при разнице внутренней и внешней температуры помещения более 10°С, чем она больше, тем нагляднее будут результаты. Такие условия позволяют проводить работы сезонно, начиная с октября, и с окончанием в апреле. Кроме того, нужно учитывать паспортные ограничения прибора – многие модели не могут работать при большом морозе.
Основные сферы применения тепловизора
Проверка дома тепловизором способна выявить:
- места наибольшего оттока тепла;
- засоры в отопительных системах;
- прорывы систем отопления: крупных тепломагистралей и внутрикомнатных теплых полов;
- точки избыточного и недостаточного воздухообмена;
- места, глубину и характер трещин в стенах, где невозможно определить другим методом;
- герметичность оконных стеклопакетов;
- дефекты в электрооборудовании, сопровождающиеся тепловыми всплесками и перегревом;
- места обитания грызунов и даже отследить сбежавшее животное, забившееся в подвал.
Проверка дома тепловизором должна выполняться как перед теплоизоляцией различными материалами, там и после выполнения работ, чтобы оценить их качество и исправить недостатки. Это реально повышает качество теплоизоляции и снижает затраты на обогрев в дальнейшем.
Fluke TiX580 (США)
Съёмка
Четкость снимков обеспечивает функция MultiSharp: она накладывает несколько изображений объекта с фокусировкой на близко расположенных и удаленных объектах. В результате получается точное изображение, резкое по всему полю зрения.
Как и Testo, производители Fluke TiX580 используют функцию SuperResolution с увеличением разрешения снимка до 1280х960 пикселей. А широкий угол обзора объектива — 34°x24° позволяет специалисту снимать крупные объекты без дополнительных объективов.
Обработка результатов
В отличие от предыдущей модели Fluke в нашем обзоре, функция IR-PhotoNotes позволяет сохранять прибору Fluke TiX580 не 3, а 5 изображений видимого диапазона вкупе с инфракрасным. Также в приборе доступна запись обычных или радиометрических видео. Используйте эти возможности, чтобы заказчик понял ваш отчёт с полуслова.
Одна из главных фишек прибора — беспроводное соединение с любыми смартфонами, планшетами и ПК. Прибор через систему Fluke Connect способен вывести изображение с экрана на 5 устройств одновременно. А для глубокого анализа результатов Fluke TiX580 поддерживает связь с ПО MATLAB и LabVIEW: здесь данные о температуре, видео и инфракрасные снимки объединяются, чтобы специалист выполнил расчёты в рамках научных исследований или опытно-конструкторских работ.
Стандарты и регламентирующие документы
Перечень нормативных и регламентирующих документов, необходимых для организации тепловизионного контроля зданий, условно можно разделить на два пакета: формулирующие, что контролировать, и поясняющие, как это делать.
Контролируемые нормативы перечислены в следующих документах:
- СНиП 23-02-2003 («Тепловая защита зданий»);
- ГОСТ 30494—2011 (о параметрах микроклимата в жилых и общественных помещениях);
- Технический регламент к безопасности зданий и сооружений (федеральный закон №384 от 30.12.2009 года).
Информация о том, как должно проводиться тепловизионное обследование, а также требования и рекомендации к составлению отчётной документации изложены в следующих стандартах:
- ГОСТ 26254-84 (о методах проверки теплоограждающих конструкций);
- ГОСТ Р 54852-2011 (подробное описание методики тепловизионного контроля, в приложениях приведены шаблоны отчётов);
- СП 13-102-2003 («Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений»).
Кроме этого, следует учитывать, что результаты термографирования будут иметь юридическую силу только в том случае, если диагностику выполнял специалист с необходимым уровнем квалификации.
Что это за квалификация и как она должна быть подтверждена, рассказано в ПБ 03-372-00 («Правила аттестации и основных требований к лабораториям неразрушающего контроля»).
ПРОИЗВОДИТЕЛИ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕПЛОВИЗОРОВ
Фирма FLIR, по сути, изобрела тепловизоры и занимается активным совершенствованием технологий, благодаря чему тепловизоры FLIR считаются лучшими. Характерные особенности тепловизоров FLIR – это экстремальная надёжность, высокая точность измерений и большой набор специализированного программного обеспечения для обработки изображений.
Тепловизоры Fluke считаются одними из лучших, высокая производительность приборов, запатентованная функция наложения обычного изображения и ИК картинки, надёжная конструкция корпусов с защитой от пыли и влаги, сделали их выбором множества строительных фирм.
Известная Германская компания Testo производит тепловизоры с 2007 года, добилась значительных успехов и признания профессионалов по всему миру. Собственная технология производства тепловизоров, высокая температурная чувствительность, специализированное программное обеспечение для создания профессиональных отчётов и очень высокое качество картинки, не смотря на разрешение матрицы, сделали репутацию тепловизорам Testo.
-
Китайский производитель тепловизоров, фирма получила множество международных сертификатов качества и экологической чистоты производства. Тепловизоры Dali – это всегда максимально портативные тепловизоры, при этом обладающие высокой чувствительностью вплоть до 0,05 ˚С, большинство приборов изготавливается в влагозащищённых прочных корпусах.
Тепловизор и его применение
Тепловизором определяется тепловое излучение на исследуемой поверхности бесконтактным путем. Принцип функционирования сформирован на считывании инфракрасного излучения. Энергия инфракрасного света превращается в электрические импульсы, считываемые контроллером, после чего на экран поступает соответствующая информация. Эта информация представляется в виде цветового изображения, каждый цвет которого соответствует определенным значениям температур.
Важно обратить внимание! Главным узлом тепловизоров является матрица, которая бывает 2 видов исполнения: охлаждаемая и неохлаждаемая. Приборы с охлаждаемой матрицей очень дорогие, поэтому неохлаждаемые пользуются популярностью. Область применения прибора довольно широка, так как только в строительстве его используют для обнаружения теплопотерь жилых зданий и сооружений
Когда определяется место теплопотерь здания, принимаются соответствующие меры по их устранению, сокращая расходы на отоплении
Область применения прибора довольно широка, так как только в строительстве его используют для обнаружения теплопотерь жилых зданий и сооружений. Когда определяется место теплопотерь здания, принимаются соответствующие меры по их устранению, сокращая расходы на отоплении
Приборы с охлаждаемой матрицей очень дорогие, поэтому неохлаждаемые пользуются популярностью. Область применения прибора довольно широка, так как только в строительстве его используют для обнаружения теплопотерь жилых зданий и сооружений. Когда определяется место теплопотерь здания, принимаются соответствующие меры по их устранению, сокращая расходы на отоплении.
Внешний вид тепловизора
Помимо строительства, рассматриваемое устройство применяется в следующих сферах:
- Военная техника. Применяют при проведении боевых действий
- Морская техника. Используются для повышения безопасности морских и прибрежных объектов
- Медицина. Применяются для выявления заболеваний
- Охота. Ускоряется процесс выслеживания добычи
Интересно знать! Главным параметром рассматриваемых приборов является их чувствительность. Стандартные приборы имеют показатель чувствительности, равняющийся 0,1 градусу. Такой параметр чувствительности вполне подходит для выявления теплопотерь частных домов.
На чувствительность тепловизора влияет размер используемой матрицы поэтому, чем больше ее размер, тем выше значение чувствительных элементов. Чем выше чувствительность прибора, тем лучше он реагирует на температурные показатели, а значит, и картинка на дисплее будет более качественной.
Сколько стоит тепловизор и его выбор
Каждый мастер мечтает иметь в своем арсенале все виды инструментов. Тепловизоры не являются исключением, так как с их помощью можно определить тепловые потери, а также своевременно их устранить. Цена такого прибора варьируется преимущественно в пределах от 25 до 500 тысяч рублей. Если планируется использование рассматриваемого прибора в бытовых целях, то достаточно приобрести устройство за 25-40 тысяч рублей. Несмотря на то, что прибор будет иметь минимальный набор опций, с его помощью можно получить вполне достоверные данные о теплоэффективности исследуемого объекта.
Что показывает тепловизор
Как выбрать устройство, зависит от целей, при которых планируется применять устройство. Стоимость тепловизионного оборудования промышленного назначения варьируется в пределах от 180 до 350 тысяч рублей. С их помощью можно получить высококачественные результаты исследования теплопотерь. Тепловизионные приборы стоимостью выше 500 тысяч рублей имеют максимальный класс точности, поэтому они применяются исключительно в таких случаях, где важна точность до 0,1 градуса.
Значимость тепловизионного оборудования очень высока, поэтому данный прибор находится в тесной взаимосвязи со строительством дома и системами отопления. Благодаря таким приборам можно достаточно быстро определить места тепловых потерь помещений, что позволит устранить их, и тем самым окупить затраты на проведенное исследование или покупку устройства. Устранив место потери тепла, можно значительно экономить финансы на отоплении. В видеоматериале рассказывается о том, как определяются теплопотери жилых домов с помощью тепловизора.
https://youtube.com/watch?v=J59c6VWBhHM%3F
Мобильный тепловизор для смартфона — на сколько реальны показания
Использовать специальный модуль тепловизора для смартфонов — просто гениальное решение. Это небольшой прибор, который вставляется в разъём и с помощью особого программного обеспечения позволяет превратить обычный смартфон в полноценный тепловизор. По сути, сам модуль содержит всего лишь детектор и аппаратно обеспечение, которое фиксирует тепловую картинку. А специальное программное обеспечение уже показывает эту картинку пользователю.
Тепловизор для смартфона на Android
Небольшой компактный модуль обладает неплохими характеристиками
Модуль тепловизора для смартфона на Андроид внешне выглядит как компактная веб-камера. Она имеет штекер стандарта micro-USB с помощью которого и соединяется с телефоном или планшетом. Наиболее популярным брендом в этой отрасли можно назвать Seek Thermal. Разбег цен на модули довольно большой. В разных регионах и магазинах можно встретить стоимость от 18000 до 22000 рублей. При этом модуль обладает весьма заманчивыми характеристиками, сравнимыми с полноценными тепловизорами. Диапазон температур составляет от -40ºС до 330ºС. Разрешение детектора — 320 на 240 точек. Гаджет позволяет использовать различные цветовые схемы, от градаций серого до полноцветного изображения.
Тепловизор для смартфона на Android
Тепловизор для смартфона на базе iOS
Так выглядит модуль от Flir для iPhone
Уже упомянутая нами компания Seek Thermal производит тепловизоры и для продукции Apple. Но для разнообразия мы посмотрим другую марку — Flir и их продукт — Flir One Gen 3. Стоимость прибора составляет примерно 20000 рублей. Внешне аппарат горазд крупней по своим габаритам, чем изделия от Seek Thermal. Внутри него имеется как детектор температуры, так и отдельная простая камера.
Измерять температуру тепловизор может в диапазоне -20ºС до 120ºС. Точность измерения довольно высокая — 0,1ºС. Разрешение теплового детектора составляет 80 на 60 точек, что несравненно мало. Зато разрешение, способное отобразится на экране имеет уже 1440 на 1080 точек. По заявлениям разработчиков на одном заряде батареи прибор может протянуть до 1 часа.
Тепловизор для смартфона на базе iOS
Принцип диагностики зданий, сооружений, домов (коттеджей), квартир с помощью тепловизора Flir
Специфическим моментом станет отсутствие ламп накаливания или дневного освещения
Они отвлекут «внимание» прибора и показатели станут размытыми, заниженными в случае действительных утечек. Тепловизионное обследование идеально в вечернее время суток.Для того чтобы верно определить проблемы готового дома, съемка тепловизором проводится зимой – разница между температурой внутри и на улице как минимум 15⁰, то есть желательны морозы
При этом соблюдается условие – отопление должно функционировать в помещениях не менее двух суток
Кроме того, если дом жилой и там расставлена мебель, лежат ковры и прочие интерьерные вещи, то важно освободить поверхности от бытовых предметов – они помешают достоверности
Тепловизионный снимок окна покажет, где есть проблемы защиты от потерь тепла
Как работает тепловизор и сколько он стоит
Первые тепловызоры придумали для военных еще в 70-х годах. Потом они
начали набирать популярность в строительстве. В начале тогда их
стоимость составляла 25 000$. Но прогресс не стоит на месте. Сегодня
можно приобрести очень функциональные модели тепловизоров начиная от
3000$. Любое тепло излучает инфракрасные волны. Воздух не задерживает
ИК-лучи в диапазоне 7-14мкм. Чем выше температура, тем более
коротковолновое излучение, что помогает дать полную картину
интенсивности тепла в разных местах диапазона захвата. Поэтому же
принципу работают схожие приборы – пирометры (инфракрасные термометры)
и датчики движения. Оптика нужна зеркальная (с покрытием золотом,
алюминием, медью или молибденом) так как обычное стекло после 1-1.5мкм
уже не прозрачно. На дешевых моделях может быть оптика из специального
пластика, который более прозрачен, чем стекло и способен улавливать ИК
лучи. Позже дополнительным вложением средств можно расширить арсенал
оборудования для повышения квалификации выполнения термографических
работ:
- Аэродверь – устройство для контроля
давления в помещении.
Применяется для анализа воздухопроницаемости и воздухообмена помещения. - Сканер влажности – высокочувствительный
прибор, который
измеряет влажность любых материалов на глубине 100мм. - Термогигрометр –
контрольно-измерительный прибор влажности
воздуха с параллельным расчетом точки россы. Контроль температуры
поверхности.
С таким арсеналом сокращается время и повышается качество
тепловизионного обследования помещений.
В каком виде выдается заключение тепловизионного обследования
От правильности оформления отчётной документации напрямую зависит эффективность затрат на тепловизионное обследование. Можно привести десятки ситуаций, когда после правильно выполненных измерений предприятия получали крупные штрафы из-за неопытности сотрудника, заполнявшего отчётную документацию.
Этот факт является ещё одной из причин, по которой данные работы следует поручать только аккредитованным в соответствующих СРО измерительным лабораториям.
Точный перечень информации, которая должны быть отражена в отчёте о термографическом обследовании, приведен в приложениях А, Б и В стандарта ГОСТ Р 54852-2011.
Здесь же отметим, что в нём обязательно должны присутствовать следующие данные:
- Полный перечень данных по используемому оборудованию (модель, серийный номер, дата метрологической поверки).
- Подробное описание внешних погодных условий, зафиксированных на начало проведения измерений.
- Термограммы и результаты расчётов.
- Описание дополнительных измерений (если таковые производились).
В тех случаях, когда термографирование проводилось рамках электроизмерительных проверок в сетях передачи электроэнергии, результаты обследования подшиваются к общему отчёту электролаборатории.
Компания «Мега.ру» принимает заказы на проведение тепловизионного контроля строительных и производственных объектов, включая термографическое обследование устройств контактной сети в сетях до 1000 В и выше. Уточнить условия сотрудничества и рассчитать точную стоимость работ можно, связавшись с нами по координатам, опубликованным на странице «Контакты».
