Тепловизор Fluke и его применения

Протекание всех процессов происходит при определенных температурах. Температура может быть как необходимым условием, так и характеризовать различные процессы. Именно поэтому в науке и технике температурные измерения занимают до 40% всех измерений. Температура может свидетельствовать о состоянии оборудования, а измерение и контроль температуры может дать ценную информацию при диагностике.

Температуру можно измерить различными способами. Одним из них является измерение температуры по инфракрасному излучению.

Известно, что все тела, имеющие температуру, отличную от абсолютного нуля, испускают электромагнитное излучение. Его интенсивность и распределение по спектру зависит от температуры. Для температур, которые чаще всего измеряются в технике, большая часть теплового излучения находится в инфракрасном диапазоне. Поэтому очень часто инфракрасное излучение также называют тепловым излучением.

Оптические приборы, измеряющие температуру по излучению, собирают поток излучения от тела и по результатам измерения потока излучения определяют температуру. Одними из таких приборов, являются тепловизоры.

Тепловизоры для бесконтактного измерения температур используются уже давно. Первоначально они применялись для измерения высоких температур, например, температур расплавов металлов. С появлением недорогих приборов появилась возможность широкого применения тепловизоров не только для измерения температур технологических процессов, но также для промышленной и строительной диагностики.

Основными преимуществами бесконтактного измерения температуры являются возможность измерять объекты с безопасного расстояния; возможность измерять движущиеся объекты; объекты, находящиеся под напряжением; объекты, которые невозможно или запрещено измерять контактным способом. При этом, диагностика производится во время работы оборудования без его остановки.

Тепловизионное изображение очень наглядно и легко доступно для интерпретации, поскольку оно дает информацию о распределении температур. Кроме того, без знания абсолютного значения температуры оно дает много качественной информации, которую невозможно или очень трудно получить другими способами.

Например, на рис. 1 и на рис. 2 показаны вводы трансформатора в видимом диапазоне с отметкой температуры и в инфракрасном диапазоне, без указания температур. По термограмме, даже не имея данных об абсолютных значениях температуры в каждой точке, уже можно сказать, что наблюдается какая-то аномалия, вызывающая перегрев ввода на одной из фаз трансформатора.

Остановимся на применении тепловизоров для диагностики зданий. В первую очередь, прибор позволяет осуществлять поиск дефектов, влияющих на энергоэффективность зданий, а именно, мест с поврежденной теплоизоляцией, повышенными потерями тепла и дефектов строительных конструкций. Кроме оценки энергоэффективности зданий, тепловизоры применяются для диагностики различного оборудования, которое обеспечивает функционирование здания, например для проверки электрораспределительных систем, диагностика неисправностей и контроля эффективности работы систем кондиционирования и вентиляции, а также поиска течей и мест скопления влаги.

Какие требования можно предъявить к тепловизору, предназначенному для диагностики зданий?

К любому прибору, с которым работает специалист, обычно предъявляются стандартные требования: надежность, удобство в работе и простота управления. Кроме этого, есть требования, которые определяются спецификой обследования зданий и их оборудования. При обследовании зданий тепловые изображения обычно имеют небольшие диапазоны температур, дефекты характеризуются малыми перепадами температур, а так же имеют сравнительно большие размеры. Обследование часто приходится проводить с близкого расстояния. Когда работаешь в условиях ограниченного пространства в окружении различных предметов, находящихся в помещении, всегда есть вероятность задеть что-то, поэтому прибор должен быть достаточно прочным, чтобы без проблем перенести возможные случайные удары или столкновения. В комплекте прибора должны быть все необходимые инструменты для работы с ним. И конечно, прибор должен быть доступным по цене, но при этом сохранять необходимые рабочие характеристики, чтобы они удовлетворили пользователя.

Летом этого года корпорация Fluke Corporation, мировой лидер по производству переносного электронного контрольно-измерительного оборудования, представила новый тепловизор Fluke TiS, в котором учтены все основные требования инженеров ЖКХ, электриков, специалистов, занимающихся обслуживанием систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и холодильного оборудования, установщиков изоляции, сторителей, установщиков крыш и окон. Тепловизор Fluke TiS - идеальный прибор для обнаружения скрытых проблем, проникновения влаги, потерь энергии или нарушения изоляции, а также локального перегрева электрических компонентов.

Fluke TiS - это эффективный и доступный тепловизор. Ручная фокусировка позволяет получать четкие изображения в широком диапазоне расстояний съемки. Конструкция имеет удобное трехкнопочное меню, разработанное для интуитивного управления и навигации. В своем ценовом сегменте прибор имеет самый большой дисплей с диагональю 3,6 дюймов и разрешением 120 x 120 пикселов. В таблице представлены основные харарктеристики нового прибора. Остановимся на некоторых из них.

Диапазон измеряемых температур -20…+100 °С. Если рассмотреть диапазон температур, которые являются самыми актуальными при обследовании энергоэффективности зданий, то это температуры приблизительно -20…+30 °С. Если посмотреть, какие температуры важны при обследовании электрооборудования, то это температуры приблизительно от 20 °С и выше. Важной является температура около 80 °С, поскольку при ней происходит оплавление большинства видов используемой на проводах изоляции, поэтому температуры выше 80° С для бытовой электропроводки и бытового электрооборудования считаются аварийными. При обследовании и диагностике систем отопления интересны температуры 30…70 °С. При обследовании работы систем кондиционирования и вентиляции важны температуры 10…50 °С. Таким образом данный диапазон охватывает все практически важные температуры для обследовании зданий.

Температурная чувствительность 0,1 °С. Это минимальный перепад температур, который можно достоверно заметить на тепловизионном изображении. Такой чувствительности достаточно для выявления даже незначительных дефектов теплоизоляции, где обычно требуется повышенная чувствительность.

Частота обновления изображения 9 Гц позволяет видеть живое изменяющееся изображение на дисплее и вместе с тем удовлетворяет требованиям экспортных ограничений, что позволяет не заботиться об оформлении экспортных лицензий при приобретении тепловизора.

Погрешность ±5 °С или ±5%. При работе с тепловизорами обычно важно выявить небольшие перепады температур, которые как раз и говорят о наличии дефекта, в то же время можно пожертвовать точностью определения абсолютного значения температуры.

Приемник излучения 120х120 пикселов. Это несколько меньше, чем у более дорогих тепловизоров, но этого достаточно для получения четкого изображения. Такое изменение размера приемника излучения не оказывает влияния на практические возможности использования тепловизора. А мгновенное поле зрения, которое определяет угловые размеры отдельной точки на изображении, остается таким же, как и у других, более дорогих тепловизоров данного семейства: 2,5 мрад (Рис.3 и Рис.4).

Диапазон рабочих температур -10…+50 °С позволяет использовать тепловизор в любое время года, в отапливаемых и в неотапливаемых помещениях.

Степень защиты корпуса IP54 говорит о том, что корпус имеет достаточную защиту от попадания внутрь пыли даже в условиях сильной запыленности, а так же защиту от проникновения влаги даже при работе под проливным дождем.

Подтвержденная способность тепловизора пережить падение с высоты до 2 м позволяет его безбоязненно использовать и не бояться случайных толчков и ударов.

Масса тепловизора 1,2 кг позволяет свободно держать тепловизор в одной руке, а расположение кнопок таково, что до них можно дотянуться большим пальцем руки. В то же время колесо фокусировки объектива находится на таком расстоянии, что его можно вращать указательным пальцем. Все это позволяет использовать тепловизор только одной рукой. В этом можно легко убедиться, взяв тепловизор в руки. На рис. 5 показан внешний вид тепловизора.

Тепловизор TiS позволяет получать изображения в стандартном формате .bmp или jpg, которые можно сразу же вставить в отчет или переслать тем, кто хотел бы увидеть результаты обследований. Так же он позволяет сохранять изображения в специализированном радиометрическом формате .is2, который хранит все данные о температурах и позволяет свободно обрабатывать результаты измерений с помощью программы обработки тепловизионных изображений.

В комплект тепловизора входит программа SmartView, предназначенная для обработки изображений, анализа и составления отчетов (Рис.7).

Для всех тепловизоров Fluke используется одна и та же достаточно мощная универсальная программа обработки тепловизионных изображений. Это означает, что даже недорогой тепловизор имеет точно такие же возможности по обработке и анализу изображений после проведения съемки, как и прибор высшего класса, который просто позволяет получить больше дополнительной информации без применения дополнительных средств. Не смотря на то, что тепловизор TiS не имеет встроенной камеры видимого изображения или записи голосового комментария к тепловому изображению, при необходимости их можно добавить к тепловому изображению позже при помощи программы SmartView.

Программа SmartView позволяет свободно обрабатывать радиометрические, тепловые изоражения, то есть изображения, содержащие значения температур. Она позволяет использовать восемь самых популярных тепловизионных палитр для представления изображения. Также она дает возможность настроить диапазон температур цветовой палитры, построить изотермы – выделить на изображении области с заданным диапазоном температур, исправить неправильно заданные во время съемки коэффициент излучения или температуру фона. При помощи данной программы так же получить значение температуры для каждой точки, построить профиль температур вдоль линии, определить значение минимальной, максимальной и средней температуры для прямоугольных, эллиптических областей, а так же для областей произвольной формы.

Кроме функции обработки изображения программа SmartView имеет мощные инструменты для создания отчетов. Отчеты о результатах обследования создаются на основе шаблонов. Вместе с программой предоставляется три стандартных шаблона отчетов: основной, сравнение и обзор термограмм. Если же эти шаблоны не удовлетворяют требованиям пользователя, то на их основе можно создать свои шаблоны.

Все описанное выше позволяет получить от недорогого прибора TiS такую же эффективность, как и при использовании дорогих приборов самого высшего класса. Благодаря тепловизору становится доступным новый взгляд на мир, открывающий то, что раньше было невидимым, и о чем приходилось только догадываться.

Для строительного инспектора становится доступной возможность увидеть тепловые потери и дефекты ограждающих конструкций (Рис.8 и Рис.9).

Электрик может заблаговременно обнаружить невидимые проблемы с электрооборудованием, найти скрытую проводку, перегруженные и несбалансированные участки электросети (Рис.10 и Рис.11).

Для специалиста по системам отопления, кондиционирования и вентиляции открывается возможностьмгновенно проверить эффективность котлов, радиаторов, кондиционеров, обнаружить места утечки воздуха из систем вентиляции и, следовательно, добиться оптимального функционирования этих систем (Рис.12 и Рис.13).

С помощью нового тепловизора TiS кровельщики легко смогут определить места течей и накопления влаги. А сантехник -быстро обнаружить места образования пробок в канализации (Рис.14 и Рис.15).

В комплект поставки тепловизора входит тепловизиор TiS со стандартным инфракрасным объективом, сетевой блок питания/аккумулятор, зарядное устройство (с сетевыми адаптерами) карта памяти SD, универсальное USB-устройство для чтения карт памяти для загрузки изображений на компьютер, ПО SmartView™ с бесплатными обновлениями в течение всего срока службы изделия прочный жесткий футляр для переноски мягкий футляр для транспортировки; ручной ремешок, руководство пользователя на компакт-диске; гарантийный документ DVD-диск с обучающими материалами. (Рис.6) - может нумерацию стоит поменять?

Тепловизор TiS делает доступным тепловидение, как новую технологию диагностики совершенно разным специалистам, занимающимся диагностикой и обслуживанием современных зданий.

Подводя итог, новый тепловизор Fluke идеален для:

• контроля энергопотребления и проверки изоляции от атмосферных воздействий: позволяет строительным организациям повысить эффективность теплоизоляции домов и промышленных корпусов путем обнаружения мест потерь тепла, проникновения холодного или теплого воздуха и дефектов воздуховодов и ограждающих конструкций (Рис.16);
• эффективного обнаружения повреждений гидроизоляции в системах кровли для последующего ремонта или замены, позволяющего предупредить повреждение всей крыши;
• обнаружения проникновения влаги: точное обнаружение мест с повышенной влажностью за внешней или внутренней облицовкой стен, потолков или полов с ковровыми покрытиями;
• предотвращения появления плесени: поиск мест роста плесени за счет обнаружения неизвестных источников влажности;
• контроля электрической изоляции: обнаружение перегревающихся компонентов цепей, распределительных щитов, электродвигателей, насосов и другого оборудования (Рис.17);
• проверки систем обогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха: Удобен и эффективен при обнаружении утечек воздуховодов, проверке конденсатоотводчиков, компрессоров, котлов, радиаторов, кондиционеров.

Краткие характеристики тепловизора TiS