Практическое применение тепловизоров

· Строительство и реконструкция зданий

На сегодняшний день чаще всего тепловизоры используют для проведения энергоаудита как строящихся, так и уже построенных домов и сооружений. Обнаружить с их помощью теплопотери легко. На появившемся во время осмотра, на экране тепловизора изображении сразу будут видны места, имеющие строительные дефекты (горячие области). Это позволяет с минимальными затратами сил выявить зоны с повышенными потерями тепла, мостики холода и дефекты в теплоизоляции здания. Но возможности инфракрасных камер не ограничиваются только этим. С их помощью легко можно обнаружить наличие избыточной влаги в стенах, потолках и т.д. А ведь такая вроде бы незначительная проблема может привести к повреждению как теплоизоляции сооружения, так и к коррозии металлических элементов строительных конструкций. А следовательно создать проблемы для безопасности и здоровья людей, и привести к увеличению потерь тепла.

Суровые погодные условия во многих местах в России заметно сказывается на общем состоянии всех зданий, причем большинство из них в той или иной мере нуждаются в ремонте, восстановлении или реконструкции.

В процессе ремонта и реставрации любого дома, тепловизор, как правило, бывает чрезвычайно полезен и удобен. Его используют для поиска неявных, скрытых от глаз проблем и повреждений. А так же позволяет выявить области с повышенной влажностью невидимые невооруженным глазом.

При проведении обследований плоских крыш кровель с небольшим градусом уклона тепловизор является одним из наиболее передовых способов обнаружения протечек. Благодаря ему обнаружение влажной кровельной изоляции и теплоизоляции самого здания можно совершить в кратчайшие сроки. Такой вид обследований уже прекрасно зарекомендовал себя, как один из самых экономичных по трудозатратам способ поведения диагностики. И заметно поспособствовал в случае его применения сокращению расходов на обслуживание зданий. Благодаря ему значительно продлевается срок службы плоских крыш, благодаря появившейся возможности раннего выявления протечек, что дает необходимые сведения выявления проблем на ранних стадиях и для последующего проведения локального ремонта кровли.

· Водоснабжение и отопление.

Места утечки воды благодаря тепловизорам могут быть обнаружены на очень ранних стадиях. Поскольку разница температур между сухими и влажными материалами легко выявляется с помощью тепловизора. А это позволяет экономить значительное количество сил и времени.

Рис.17 Определено направление труб отопления

Скрытно проложенные трубы, встроенные в полы системы водяного отопления и охлаждения прекрасно видны на экране тепловизора. Обычно практически всегда есть возможность отрегулировать температуру воды (или иного носителя тепла в замкнутых отопительных системах) таким образом, чтобы на короткий промежуток времени получить достаточную разность температур (буквально в несколько градусов), и определить как местонахождение труб, или обнаружить место течи.

· Электрические сети и их оборудование.

Тепловизоры так же часто используют и для диагностики электрических сетей и их оборудования. Со временем из-за ослабления соединений в них возникает избыточное сопротивление тока, что, как правило, вызывает заметное повышение температуры в проблемных местах. По этой причине могут возникать повреждения проводки и оборудования. Кроме того, перед окончательным отказом системы снижается и производительность электросети, увеличиваются потери, так как электроэнергия начинает затрачиваться на ненужное производство тепла.

Рис.18 Диагностики электрических сетей с помощью тепловизора

Неоспорим так же тот факт, что для детального и качественного обследования электросетей и электрооборудования в процессе функционирования чаще всего необходимо произвести остановку работающего устройства. Тепловизор же произвести всю диагностику без выключения электричества.

Тепловизор малогабаритный "Альфа-КТ-5"

Рис.19 Тепловизор "Альфа-КТ-5

Высокочувствительный компактный тепловизор "Альфа-КТ-5" обеспечивает преобразование невидимого глазом инфракрасного излучения в видимое изображение, наблюдаемое в окуляр. Прибор предназначен для:

поиска и обнаружения человека, других объектов по собственному инфракрасному излучению при проведении аварийно-спасательных работ, в том числе в условиях задымленности и полной темноты;

оценки состояния теплотрасс, высоковольтных линий электропередач и другого промышленного оборудования;

обнаружения мест утечки тепла из зданий;

Термическая чувствительность и пространственное разрешение прибора сохраняются и при панорамировании с высокими угловыми скоростями, что обеспечивает обнаружение и распознавание объектов в режиме кругового обзора за кратчайшее время.

Прибор позволяет осуществить обнаружение человека по его собственному излучению на расстоянии до 1000 м, обнаружение транспортных средств и другой техники – на расстоянии более 3 км, в том числе в условиях полной темноты и задымленности.

2.1.Пирометры

Пирометры - это приборы, которые используют электромагнитное излучение тел для определения их температуры.

Рис. 20. Схематическое устройство пирометра:

1 — контролируемый объект; 2 — инфракрасное излучение; 3 — оптическая система; 4—зеркало: 5— оптический видоискатель; 6— оптическая ось видоискателя; 7 — счетно-измерительное устройство; 8 — корпус пирометра; 9 — электронное устройство; 10 — кнопка; 11 — датчик; 12 — зажим для подсоединения измерительного прибора

Поверхности всех тел веществ, температура которых выше абсолютного нуля излучают электромагнитные волны. Причем характер этого излучения и характеристики зависят от температуры.

Диапазон теплового излучения лежит в пределах 0,1 - 1000 мкм. Кроме излучения тела также поглощают излучение от других тел. В целом тело часть энергии поглощает, часть отражает, часть пропускает далее. Все это характеризуется соответствующими коэффициентами. В физике теплового излучения существует понятие абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело это тело, которое поглощает все падающее на него излучение. Относительно такого тела и рассматривается поглощение и излучение тел.

На практике ни одно тело не поглощает и не излучает как абсолютно черное. Моделью абсолютно черного тела может быть отверстие камеры, внутренняя поверхность которой имеет хорошую поглощательную способность и одинаковую температуру.

Излучательная способность абсолютно черного тела и его зависимость от температуры имеет вид:

Рис.21. Длина волны максимума интенсивности излучения определяется законом Вина: λm = b/T

b - постоянная Вина, Т - абсолютная температура

Зная законы излучения температуру излучаемой поверхности можно определить по измеренному потоку излучения, падающему на определенную поверхность.

Существуют следующие приемники излучения:

· Черные и серые приемники (термические). К этим приемникам относятся датчики температуры (терморезисторы, термопары) закрепленные на зачерненных принимающих излучение пластинках. Их чувствительность не зависит от длины волны.

· Селективные чувствительные элементы. Это фотоэлементы, фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы. Абсолютная чувствительность селективных чувствительных элементов намного выше.

Приемники излучения вызывают в соответствующей электрической схеме обработки сигнала изменение силы тока, сопротивления, напряжения.

При высоких температурах излучающей поверхности (выше 650 °С) приемником излучения может служить и глаз наблюдателя.

Различают пирометры:

· Оптические пирометры - чувствительны к излучению в определенной полосе частот.

· Радиационные пирометры - чувствительны во всем диапазоне частот.