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.
Тепловизор для охоты
Еще одной сферой деятельности человека, где применяются тепловизоры, является охота. С их появлением добыть зверя стало гораздо более легкой задачей. Ведь теперь охотник видит животное не только ночью, но и в сильный снег и туман, с расстояния около 300 м. Такие приборы отличаются от других своими характеристиками. Особое значение имеют:
- разрешение матрицы;
- диаметр объектива;
- частота обновления кадров;
- продолжительность непрерывной работы;
- защищенность;
- наличия дополнительных опций.
Значение разрешения матрицы в том, что от него зависит то, на какой дальности будет обнаружена цель. Высокое разрешение позволяет получить качественное изображение и идентифицировать животное. Это нужно и для безопасности, так как тепловое пятно зверя можно перепутать с излучением другого охотника. На большинстве охотничьих устройств установлены неохлаждаемые матрицы, называемых микроболометрами, с разрешением 640×480 или 384×288 пикселей.
От диаметра объектива зависят оптическое увеличение и поле угла зрения. Увеличение и угол взаимосвязаны между собой. Чем шире угол поля зрения, тем меньше оптическое увеличение, и наоборот. Чтобы вести прицельную стрельбу на дальней дистанции нужно выбирать приборы с меньшим углом и большим увеличением.
Частота обновления кадров характеризует скорость смены кадров в видоискателе устройства
Если для стационарных тепловизоров и медицинских устройств этот показатель не представляет важности, то для охоты он имеет критическое значение. Ведь, для попадания в быстро бегущую цель необходимо, чтобы кадры сменялись без зависаний
Это обеспечивает частота от 25 до 50 Гц.
От продолжительности непрерывной работы тоже зависит очень много. Ведь будет обидно, а иногда и опасно для жизни, если устройство перестанет работать в самый неподходящий момент. Чтобы этого не случилось, охотничьи тепловизоры оборудуются аккумуляторами с повышенной емкостью. Но опытные охотники берут еще и дополнительный запас батарей. Можно приобрести быстросменные блоки с аккумуляторами, чтобы увеличить время работы устройства. Помочь оптимизировать время действия тепловизора может и программное обеспечение, которое позволяет настроить спящий режим, яркость дисплея и отключение некоторых функций, требующих энергозатрат.
Говоря о защищенности, имеется в виду, что охотничий тепловизор эксплуатируется в самых разных условиях. Это может быть и повышенная влажность, и экстремальные температуры, и чрезмерные механические нагрузки. Считается, что качественный тепловизор охотника должен сохранять работоспособность при температуре от -30 °С до +50 °С и не выключаться после падения с 2-х метровой высоты.
К дополнительному оборудованию и опциям, свидетельствующим о принадлежности устройства к охотничьим тепловизорам, относятся:
- стадиометрический дальномер и баллистический калькулятор;
- микрофон с видеорекордером;
- гироскоп, компас и акселерометр;
- возможность пристрелки с одного выстрела;
- функция показа картинки в картинке;
- передача данных по Bluetooth и Wi-Fi;
- наличие цифрового зума;
- пульт дистанционного управления;
- внешний монитор или способность передавать информацию на экран смартфона;
- лазерный дальномер.
Казалось бы, что при таком наборе, охотничий тепловизор просто лишен недостатков. Но это не так. Среди его минусов:
- высокая стоимость, в том числе комплектующих и дополнительного оборудования;
- трудность в определении цели на большой дальности;
- энергозависимость от аккумуляторных батарей.
Все сказанное об охотничьих тепловизорах в полной мере относится и к военным моделям.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Это, по сути, количество точек, определяющее чёткость изображения. Чем выше разрешение матрицы тепловизора, тем точнее будет полученная информация о температуре объекта. В самых простых моделях инженерных тепловизоров матрица прибора имеет размеры 120х120px; в моделях, предназначенных для проверки сложного оборудования, применяются матрицы от 320х240px и более.
Частота обновления кадров в тепловизорах обычно не превышает 9 Гц, в дорогих моделях, имеющих возможность работы с потоковым видео, частота обновления может превышать это значение, доходя до 30 Гц и более. Такие тепловизоры используются для телемониторинга сложных механизмов в момент их работы на предельном режиме, для определения предельных характеристик теплоёмкости объектов.
ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ
Основной параметр для выбора тепловизора.– Обычно для задач, связанных с металлургией, производством стекла, цемента и т.п. требуются тепловизоры с пределом измерений до 1500-2000 градусов.
– Для проверки теплоизоляции зданий применяются тепловизоры с пределом до 250 градусов.
– Для проверки теплоизоляции высокотемпературных инженерных систем (теплотрасс, печей) применяются тепловизоры с пределом до 600-1500 градусов.
ЗАПИСЬ ИК-ИЗОБРАЖЕНИЯ
Большинство современных тепловизоров способно делать снимки ИК-изображения и сохранять их на карту памяти, некоторые модели способны снимать видео и передавать потоковое изображение на мониторы и ПК, дорогие модели способны также при помощи специального программного обеспечения делать панорамные снимки.
Строительные нормы и правила
Для установления и закрепления норм теплопотерь дома существуют своды правил (СП), нормы и правила (СНиП), применяемые при строительстве, и ГОСТ:
- СП 131.13330.2012 – о строительной климатологии;
- СП 50.13330.2010 – о тепловой защите зданий;
- СП 60.13330.2012 – об отоплении, вентилировании и кондиционировании в зданиях воздуха.
- СНиП 2.04.07-86* – о тепловых сетях;
- СНиП 2.08.01-89* – о жилых зданиях;
- СНиП 2.04.05-91* – об отоплении, вентилировании и кондиционировании.
- ГОСТ 22270-76 – об оборудовании для кондиционирования, вентиляции и отопления;
- ГОСТ 30494-2011 – о параметрах микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий;
- ГОСТ 31311-2005 – об отопительных приборах.
Данные энергетического паспорта МКД должны соответствовать вышеуказанной технической документации и быть в пределах регламентированных нормативов.
Как работают тепловизоры в аэропортах и на вокзалах
Если для медицинских приборов важны конкретные показатели температуры, то для тех, которые установлены в аэропортах и железнодорожных вокзалах, особую важность имеет выявление факта ее превышения. А после этого уже врачи будут разбираться с диагнозом и лечением
Учитывая, что люди в таких местах находятся в одежде, и только лицо остается открытым, именно с него, вернее со лба, производятся замеры. Наиболее точно температуре тела соответствует кожа в углу глаз, но многие люди носят очки, что мешает снятию инфракрасного излучения с этого участка кожи. Оптимальным расстоянием для получения лучшего результата является дистанция от 3 до 6 м.
Для стационарных приборов, устанавливаемым в местах с большим количеством людей, предусмотрено специальное программное обеспечение, которое использует алгоритм распознавания конкретных лиц. При этом игнорируются другие, неживые объекты. Такие устройства работают в автоматическом режиме. Заложенные параметры позволяют настроить звуковую сигнализацию, которая срабатывает при выявлении человека с повышенной температурой. Оператору нет необходимости все время смотреть в монитор.
Применяемые в аэропортах тепловизоры, несмотря на всю важность своей работы, являются самыми примитивными представителями этих устройств. Зачастую они даже не оборудованы цветными дисплеями
Хотя это и необязательно, градусы они все же показывают.
Пример проведенных тепловизионных исследований коттеджа
Тепловизионная диагностика-обследование ограждающих конструкций загородного дома проводилась с целью выявления дефектов фасада, инфильтрации холодного воздуха и сверхнормативных теплопотерь. В ходе обследования коттеджа тепловизолом была сформирована база термограмм. В отчет по результатам тепловизионного исследований дома включены фото, наиболее ярко и полно- отражающие состояние ограждающих конструкций фасада коттеджа. Так же были сделаны рекомендации, какие необходимо провести фасадные и отделочные работы, для уменьшения теплопотерь в доме.
Выводы по результатам тепловизионного обследования:
Тепловизионное обследование проводилось как внутри помещения, так и снаружи, при температуре окружающего воздуха 3 грд. С, относительной влажности 85%, температуре внутри помещения от 17 до 26 грд. С. В процессе обследования было проведено обзорное ИК — термографирование с целью выявления теплопотерь и инфильтрации холодного воздуха.
При наружном обследовании было установлено, что основные теплопотери происходят:
- по наружным стенам через железобетонное межэтажное перекрытие
- по цоколю через железобетонное перекрытие
- через кровлю, вследствие недостаточного неравномерного утепления, вследствие намокания утеплителя из-за недостаточной вентиляции, (софиты не имеют вентиляционных отверстий)
Рекомендовано провести дополнительное утепление наружных стен фасада коттеджа, мест монтажа оконных блоков, цоколя. Провести ревизию кровельного утеплителя на предмет намокания, заменить софиты на вентилируемые, при необходимости дополнительно утеплить кровлю.
При внутреннем обследовании помещений было установлено, что основная инфильтрация холодного воздуха происходит:
- в местах монтажа оконных блоков
- в местах примыкания подвижных частей оконных блоков
- в местах примыкания стен и потолочного перекрытия
Рекомендовано:
- Провести ревизию мест указанных на термограммах, как с инфильтрацией холодного воздуха и значительной инфильтрацией холодного воздуха, с целью дальнейшей герметизации и утепления указанных мест.
- Провести регулировку оконных петель с целью улучшения примыкания подвижных частей, при необходимости установить дополнительные уплотнители.
Отчет тепловизионного обследования коттеджа в Первомайском:
Как измерять температуру человека
Измерение температуры тела человека является, наверное, одной из самых важных функций тепловизора. Ведь от этого зависит жизнь и здоровье людей. Поэтому такой прибор должен обладать большой точностью. Их погрешность составляет не более 0.5 °С. А измерение производится с расстояния от 1 до 1.5 м, что является безопасным для медицинского работника, если человек инфицирован.
Медицинские тепловизоры имеют достаточно большой объем встроенной памяти и могут сохранить до 100 000 тепловизионных изображений с данными конкретных людей. А входящая в комплект тренога позволяет устанавливать их, например, на проходных предприятия.
Цены за услуги тепловизорного обследования
Тепловизионным обследованием выявляются инженерные ошибки, дефекты материалов, браки после ремонта с помощью специальных приборов тепловизоров. В тепловизионном обследовании главная задача проверить и спрогнозировать состояние жилого помещения и выявить огромное количество недостатков: в теплоизоляции, отопительных системах, инженерных конструкциях, электропроводки, установить причину высокой влажности или сухости воздуха и другие дополнительные задачи. Стоимость хорошего тепловизора начинается от 3000$. Средняя стоимость услуг тепловизионного обследования составляет:
- квартира – от 1$ за 1м.кв.;
- загородный дом – от 4$ за 1м.кв.
Клиентов долго искать не приходиться. Каждый владелец жилья желает знать, где происходят тепловые потери и существуют ли скрытые недостатки в крепости. Тепловизором как рентгеном сканируется помещение изнутри и снаружи здания, после чего все видно как на ладони. Конечно, существуют некоторые нюансы, о которых детально описано ниже. Тепловизор – это прибор, который показывает правду о состоянии здоровья вашего дома. А здоровых домов не бывает, бывают только не дообследованные
Так же обратите внимание на другие преимущества данной бизнес идеи и оборудования для ее реализации
RGK TL-80 (Россия)
Съёмка
Встроенная в RGK TL-80 камера видимого диапазона помогает быстро обнаружить утечку тепла: для этого на картинку накладывается радиометрическое изображение. А подсветка, лазерный указатель и функция 32-кратного масштабирования упрощают специалисту обнаружение дефектов в слабо освещённых помещениях или на большом расстоянии.
Кроме того, у пользователя RGK TL-80 есть возможность записать видео или голосовой комментарий
Обратите внимание на частоту обновления кадров: у RGK она составляет 50 Гц, в то время как у других моделей данной ценовой категории — всего 9 Гц. Это помогает специалисту получить качественное видео во время быстрого сканирования объекта
Обработка результатов
Вместе с прибором компания поставляет и программное обеспечение — RGK Vision. Здесь 3 активных окна: «Настройки», «Анализ» и «Отчёты». В первом окне можно изменять параметры видимого и инфракрасного изображения: коэффициент излучения, отражённую температуру и расстояние до объекта. Во втором окне — анализировать показатели прибора в различных точках. В третьем — сохранять результаты в удобных форматах *.RTF или *.PDF.
Производитель подготовил руководство пользователя: в нём есть подробные описания всех 3 активных окон. Например, для третьего окна производители дают советы по правильному составлению отчётов.
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.
Условия проведения съёмок
Локальное пятно на крыше
Учитывая, что под понятием «тепловизионная диагностика зданий» понимается очень широкий список работ, обобщённые условия проведения съемок сформулировать сложно. В перечисленных выше стандартах для каждого конкретного случая оговариваются отдельные требования.
Так, тепловизионный поиск протечек в мягкой кровле рекомендуется проводить сразу после захода солнца. Из-за разной скорости остывания, сухие и влажные участки будут иметь разную температуру.
Для проверки теплоизоляции ограждающих конструкций крайне важен тепловой контраст между температурой воздуха внутри помещений и внешней средой (не менее 15C), поэтому как наружную, так и внутреннюю тепловизионную съемку зданий рекомендуется выполнять поздней осенью или ранней весной
Оптимальное время суток – утро пасмурного дня.
Если при тепловой диагностике зданий в числе прочего необходимо проверить электрооборудование, то в дополнение к ГОСТ Р 54852-2011 следует принять во внимание рекомендации, оговоренные в РД 153-34.0-20.363-99. Обратите внимание, что проверка электротехнических коммуникаций должна проводится под нагрузкой, а нагрузочные токи в момент проверки должны превышать порог в 0.3 Iнорм.
Отдельно отметим, что в ходе диагностики нежилых помещений часто возникает ситуация, когда невозможно обеспечить требуемый температурный контраст. В этом случае необходимые для термографирования условия создают искусственно (тепловая пушка, аэродверь и т.д.).
Что лучше на охоте: тепловизор или прибор ночного видения
Таким вопрос иногда задаются не только далекие от охоты люди, но и бывалые охотники, раньше не пользовавшиеся этими устройствами. Сразу стоит сказать, что вопрос некорректен. Ведь это абсолютно разные устройства.
Прибор ночного видения предназначен для усиления яркости объектов в темноте. Это происходит с помощью электронно-оптического преобразователя. Хотя он и может преобразовывать инфракрасные лучи в видимые, но только определенного спектра, не имеющего отношения к излучаемому теплу. Принцип работы активных прицелов основан на излучении и улавливании, после отражения от цели, именно таких ИК-лучей.
Устройство для регистрации теплового излучения никакой активности не проявляет. Оно лишь пассивно фиксирует невидимые глазу ИК-лучи, попадающие в объектив. По этой причине говорить о том, что лучше, а что хуже, нельзя.
Интерпретация данных
При организации тепловизионных проверок зданий важно учитывать, что в данном случае особенно важна правильная обработка результатов измерений. Представление о том, что тепловизор сразу выдаёт искомый результат на экран, ошибочно, так как в большинстве случаев результаты, полученные в ходе термографической съёмки, должны быть откорректированы с учётом контактных замеров в реперных точках, влажности и температуры воздуха и ряда других показателей, прямо или косвенно участвующих в расчёте фактического результата
Представление о том, что тепловизор сразу выдаёт искомый результат на экран, ошибочно, так как в большинстве случаев результаты, полученные в ходе термографической съёмки, должны быть откорректированы с учётом контактных замеров в реперных точках, влажности и температуры воздуха и ряда других показателей, прямо или косвенно участвующих в расчёте фактического результата.
Более того, профессиональный отчёт о тепловизионной проверке должен включать математическое обоснование проверяемых величин.
Пример математического блока отчёта
С учётом вышесказанного, каждая термограмма должна сопровождаться не только текстовым выводом эксперта, но и значениями корректирующих коэффициентов, с использованием которых были рассчитаны конечные температуры.
Термограмма с данными
Но даже при выполнении всех методических указаний, существует ряд ситуаций, когда показания тепловизора нельзя интерпретировать однозначно.
Наиболее распространённый пример подобной «неоднозначности» – наличие конденсата в утепляющих конструкциях, отображаемое на термограмме, как зона промерзания. Несмотря на то, что такое явление тоже сигнализирует об отклонении от нормативов СНиП, рекомендации по его устранению отличаются от тех, которые формулируются для недостаточно утеплённых стен.
В связи с чем, специалисты, выполняющие инфракрасную диагностику зданий, должны не только в совершенстве владеть техникой тепловизионной съёмки, но и хорошо представлять все принципы работы систем утепления для жилых и промышленных зданий.
Электротехническая лаборатория «Мега.ру» принимает заказы на проведение тепловизионных проверок в зданиях и сооружениях любого типа, включая поиск дефектов в конструкции многоквартирного дома. Офис компании находится в Москве, но работы выполняются на любом строительном объекте в пределах Московской области.
Уточнить детали сотрудничества, и заказать выезд специалистов можно по телефонам, опубликованным на странице «Контакты».
Цены за услуги тепловизорного обследования
Тепловизионным обследованием выявляются
инженерные ошибки, дефекты
материалов, браки после ремонта с помощью специальных приборов
тепловизоров. В тепловизионном обследовании главная задача проверить и
спрогнозировать состояние жилого помещения и выявить огромное
количество недостатков: в теплоизоляции, отопительных системах,
инженерных конструкциях, электропроводки, установить причину высокой
влажности или сухости воздуха и другие дополнительные задачи. Стоимость
хорошего тепловизора начинается от 3000$. Средняя стоимость услуг
тепловизионного обследования составляет:
- квартира – от 1$ за 1м.кв.;
- загородный дом – от 4$ за 1м.кв.
Клиентов долго искать не приходиться. Каждый владелец жилья
желает
знать, где происходят тепловые потери и существуют ли скрытые
недостатки в крепости. Тепловизором как рентгеном сканируется помещение
изнутри и снаружи здания, после чего все видно как на ладони. Конечно,
существуют некоторые нюансы, о которых детально описано ниже.
Тепловизор – это прибор, который показывает правду о состоянии здоровья
вашего дома. А здоровых домов не бывает, бывают только не
дообследованные
Так же обратите внимание на другие преимущества данной
бизнес идеи и оборудования для ее реализации.
Что нужно учитывать, при тепловой съемке
- Тепловую съемку зданий на предмет утечек тепла нужно проводить в холодное время года, чтобы разница температур снаружи и внутри объекта была бы не меньше 20 градусов.
- Работа отопительной системы должна быть стабильной, а здание нормально (при номинальной мощности отопления) прогревалось бы не менее 48 часов.
- На стенах и фундаменте не должно быть снега и инея, которые являются теплоизоляторами. Желательно, чтобы снега не было и на кровле.
- Все конструкции объекта должны быть сухими — испарение воды охлаждает объект.
- Исследование проводится только в сухую погоду, наличие тумана, осадков не допускается.
- Здание не должно подвергаться воздействию прямого солнечного света последние 12 часов перед съемкой, т.к. энергия солнца меняет нормальную температуру. Обычно тепловая съемка снаружи начинается ранним утром и должна быть закончена в зимнее время до 9 часов.
- Максимально допустимая скорость ветра — 7 м/с. Но рекомендуется проводить исследования при скорости потока воздуха с наветренной стороны до 4 м/с, т.к. движение воздуха охлаждает.
- Тепловая съемка производится на расстоянии от объекта согласно техническим рекомендациям прибора. Необходимо выбирать позицию, чтобы плоскости объекта были перпендикулярны оси съемки.
Тепловые потери окон
Потери тепла за счет окон рассчитываются по следующей формуле:
Qок=Kок*Fок(tвнут-tвнеш), где
- Kок – коэффициент теплопроводности материала, °С м2/Вт;
- Fок – площадь стены, м2;
- tвнут – температура внутри помещения, °С;
- tвнеш – температура снаружи, °С
Так же как и у стен, снизить теплопотери окон можно за счет многослойности стекла. Также огромное влияние оказывают правильно установленные комплектующие и качественный утеплитель. Также большое влияние оказывает качество материалов, из которых изготовлено окно. Большая площадь окон также оказывает негативное влияние. Поэтому не стоит в регионах с холодными зимами устанавливать большие окна.
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.
