Ako zvoliť termokameru a pyrometer: odborné odporúčania

Obsah článku

• Ako funguje bezkontaktný tepelný detektor
• Funkcie termovíznych snímačov a pyrometrov
• Spektrálna citlivosť (spektrálny rozsah)
• Nameraný teplotný rozsah
• Chyba údajov o teplote (presnosť merania)
• Rýchlosť merania
• Optické rozlíšenie
• Prah citlivosti na teplotu (charakteristika NETD)
• Automatická kompenzácia meraní
• Navádzací systém (pohľad)
• Diaľkový displej tepelného skenera
• Vymeniteľné, voliteľné šošovky
• podmienky používania
• signalizácia
• Palubná pamäť
• Rôzne režimy zobrazenia
• Detekcia povrchovej vlhkosti
• PC komunikácia
• Osvetlenie pracovného priestoru
• Ergonómia, druh vykonania
• Možnosti napájania infračerveného tepelného skenera
• Náklady

Pyrometre a termokamery sa veľmi efektívne používajú na zisťovanie únikov tepla v existujúcich budovách alebo únikov chladu v chladiacich systémoch. Pre staviteľov vám diagnostika pomocou infračervených zariadení umožňuje identifikovať nedostatky v tepelnej izolácii domu, nedeštruktívne určovať kvalitu použitých materiálov a na základe získaných údajov eliminovať úniky, zvyšovať energetickú účinnosť budovy. Vzhľadom na to, že na výstupe máme presné a systematizované údaje (hodnoty teploty sa ukladajú), je možné analyzovať situáciu ako celok, určiť mieru naliehavosti problémov a postupne ich riešiť, počnúc závažnejšími problémami..

Termovízne snímače a pyrometre sú nenahraditeľné, napríklad, ak sa rozhodnete kúpiť dom na sekundárnom trhu a nemáte potuchy, ako boli obvodové konštrukcie izolované. Veľmi dobre objasňujú situáciu s technickým stavom elektrických inštalácií: napríklad zvýšená teplota vodiča alebo ističa naznačuje, že je preťažená, a ak sa pripojenie zahrieva, znamená to, že na tomto mieste je zlý kontakt. Infračervené zariadenia tiež pomáhajú identifikovať chyby pri vykonávaní tepelnej ochrany pecí, kotlov a krbov, ukazujú tepelný výkon vykurovacích trás a miest úniku, úroveň naplnenia nádrží a nádrží. Tepelné skenery dokážu ľahko odhaliť zamokrenie stavebných prvkov, poškodenie izolácie, kolónie zamorených škodcov.

Hlavným účelom prenosného termokameru / pyrometra budovy je detekcia chýb, energetický audit uzavretých štruktúr a pomocných programov..

Ako funguje bezkontaktný tepelný detektor

Všetky objekty, ktoré majú teplotu vyššiu ako absolútna nula, vyžarujú infračervené vlnové dĺžky od 0,74 do 1 000 mikrónov. Uviedol to v roku 1800 anglický vedec William Herschel, slávny prieskumník Slnka. Ukázalo sa, že špeciálne žiarenie nie je emitované iba horúcimi kovovými alebo elektrickými výbojmi (všetci to videli), ale tiež orgánmi s nízkou teplotou vrátane teploty pod 0 ° C. Infračervené lúče sú emitované excitovanými iónmi a vlnová dĺžka sa mení s rôznym zahrievaním objektu (čím je povrch teplejší, tým kratšia vlna a intenzívnejší tok). Človek môže vnímať túto energiu ako teplo s kožou, ale nevidí ju..

Trvalo dlho, kým sme sa naučili zaregistrovať infračervené žiarenie, tepelné lúče, rozpoznať ich a spracovať prijaté informácie. V roku 1967, Wahl Instruments Inc. bol vyvinutý prvý prenosný pyrometer.

Pyrometer aj termokamera sú optoelektronické zariadenia, ktoré zachytávajú neviditeľné infračervené žiarenie z objektov so šošovkami a prevádzajú ho na elektrický signál v prijímači a už sa spracúva na ľahko čitateľný typ indikácie (obrázok alebo čísla). Výsledné elektrické napätie je úmerné výkonu prijímaného toku žiarenia, preto je možné získať presné hodnoty digitálnej teploty aj na tepelných fotografiách.

Termovízor, podobne ako digitálny fotoaparát, má maticu, ale každý z jeho pixlov neukazuje farbu a jas, ale hodnotu teploty v určitom bode študovaného objektu. Na displeji dostane užívateľ rastrový obraz, kde sú zóny s rôznym ohrevom zobrazené v určitých farbách, takže môžete veľmi rýchlo získať všeobecný dojem o teplotnej situácii v diagnostikovanej zóne. V zásade sa zariadenie skladá z:

• šošovky (vyrobené z germánia);
• prijímač infračerveného žiarenia (najčastejšie na základe bolometra – odpor, ktorý mení odpor v závislosti od sily prúdu);
• spracovateľská jednotka.

Pyrometer je rádovo jednoduchší v dizajne a je oveľa lacnejší, neexistuje termogram, „fotografia“, ale priemerná povrchová teplota testovaného objektu je uvedená v digitálnej / textovej forme.

Diagnostika týchto zariadení je lacná a rýchla – podľa princípu „point-shoot“. Najrýchlejšia rýchlosť odčítania teploty je k dispozícii do 0,15-0,5 sekundy. Rozsah ich pôsobenia je obmedzený iba priemerom pracovného miesta (pri odstránení sa rozširuje) a priehľadnosťou ovzdušia (dym, prach, vodná para, oxid uhličitý, ozón – znižujú citlivosť). Údaje je možné získať z niekoľkých centimetrov aj z niekoľkých desiatok metrov.

Funkcie termovíznych snímačov a pyrometrov

Ak chcete začať s výberom infračerveného detektora, mali by ste zodpovedať niekoľko základných otázok, ktoré vám pomôžu určiť typ zariadenia, a potom by ste mali zvážiť konkrétne modely:

1. Z akého materiálu sú predmety, z ktorých budete testovať??
2. Aká je približná teplota diagnostikovaných oblastí?
3. Z akej vzdialenosti sa merania vykonajú?
4. V akom prostredí bude zariadenie pracovať (okolité teploty, priehľadnosť priestoru medzi zariadením a objektom …).

Spektrálna citlivosť (spektrálny rozsah)

Všimnite si, že rôzne materiály emitujú rôzne vlnové dĺžky. Napríklad kov a sklo dobre odrážajú, takže vydávajú krátku vlnu, zatiaľ čo iné materiály – dlhé. Existuje koncept „povrchovej čiernosti“ a existuje zodpovedajúci koeficient, ktorý sa niekoľkokrát líši pre kovy a pre organické materiály. Realita je taká, že niektoré pyrometre a termokamery nedokážu prečítať všetky vlny a nemôžu testovať všetky materiály. Majú úzku špecializáciu, pretože sú navrhnuté pre konkrétny sortiment, aby pracovali s konkrétnymi materiálmi. Existujú však tiež širokospektrálne univerzálne zariadenia, ktoré sú vhodné pre väčšinu stavov diagnostiky stavieb. Vlnové dĺžky, ktoré zachytávajú, sa zvyčajne pohybujú v rozmedzí 6 až 14 mikrónov, napríklad MicroRay RIDGID IR-100 alebo ADA TemPro 1600. Výrobcovia takmer vždy uvádzajú tento parameter vo svojich pasoch..

MicroRay RIDGID IR-100

Nameraný teplotný rozsah

Pyrometer a termokamera môžu vnímať teplotu v širokom rozsahu: od -50 do +3000 stupňov, niekedy sú „naostrené“ na nízke hodnoty (vrátane mínus tie) a niekedy iba na vyhrievané telesá. Ak chcete dosiahnuť čo najpresnejšie výsledky, vyberte zariadenie, ktoré má najužší rozsah. Nemá zmysel kupovať teplotný detektor, ktorý meria ďaleko viac ako tisíc stupňov, ak je našou úlohou diagnostikovať domácnosť – stačí domácnosť Bosch PTD 1 (od -20 do +200), ale na sledovanie vozového parku elektrických motorov bude potrebné niečo iné – napríklad DeWalt DCT 414 S1 (-30 až +550). Hlavné je dodržiavať zlaté pravidlo: „teplotný rozsah by mal prekrývať teplotu objektu o 25%.“ Je potrebné poznamenať, že čím väčší je rozsah nameraných teplôt, tým je zariadenie drahšie. Niektoré pokročilé modely majú vymeniteľné frekvenčné filtre, ktoré umožňujú nastaviť zariadenie na širší teplotný rozsah.

DeWalt DCT 414 S1

Chyba údajov o teplote (presnosť merania)

Tento parameter je vždy uvádzaný výrobcami pyrometra alebo termokamery, je počítaný v laboratórnych podmienkach na absolútne čiernych telách a predovšetkým závisí od spôsobu spracovania informácií, avšak skutočnosti (najmä transparentnosť prostredia a správnosť činností používateľa) sa prispôsobujú. Väčšina prenosných tepelných snímačov je presná s presnosťou na 2% svojich výsledkov..

Rýchlosť merania

Táto charakteristika pyrometra sa nazýva aj „zotrvačnosť“, „doba odozvy“. Výkon týchto zariadení je neporovnateľný s výkonom kontaktných zariadení na diagnostiku teploty. Indikátory 0,25-0,5 sekundy sa považujú za normálne (X-Line pIRo-850M – 0,5 s), tepelné skenery so zotrvačnosťou do 0,15 sekundy sú vysokorýchlostné, je to však dôležitejšie pre testovanie pohybujúcich sa objektov alebo zmenu svoju fyzickú kondíciu.

Optické rozlíšenie

Druhé meno najdôležitejšej vlastnosti pyrometrov a termovíznych snímok je „index pozorovania“, ktorý priamo závisí od optiky zariadenia. Optické rozlíšenie ukazuje pomer vzdialenosti od zariadenia k testovanému povrchu k priemeru diagnostického bodu (skúma sa jeho priemerná teplota). V tomto prípade je potrebné zvoliť pyrometer v súlade s veľkosťou skúmaného objektu, pretože základné diagnostické pravidlo stanovuje, že objekt musí úplne spadnúť do pracovného poľa detektora a prekrývať ho tak, aby sa tam nedostali cudzie telesá s ich „teplotami“. Inými slovami: špecifický zameriavací indikátor určuje vzdialenosť, od ktorej je možné merať objekty určitej veľkosti, pričom táto charakteristika zariadenia zároveň určuje minimálnu veľkosť zaznamenanej tepelnej anomálie. Optické rozlíšenie v pomere 10: 1 až 40: 1 sa považuje za univerzálne, pre prácu na veľké vzdialenosti sa vyžaduje zariadenie s mierkou pozorovania 100: 1 a vyššou..

Aby sa používateľ nezviazal s konkrétnymi vzdialenosťami, použije sa variabilné zaostrenie (zväčšenie), zatiaľ čo zaostrenie môže byť manuálne alebo automatické. Vymeniteľné šošovky sa tiež používajú na prácu v rôznych podmienkach..

Prah citlivosti na teplotu (charakteristika NETD)

Ukazovateľ tepelnej citlivosti termokamery zobrazuje možné chyby pri testovaní teploty v dvoch susedných bodoch. Toto je charakteristika matrice, ktorá určuje, aký malý môže byť zaznamenaný rozdiel medzi teplotou objektu a jeho pozadím. Normálny ukazovateľ je 0,1 stupňa pri +30 ° C (niekedy označujú výrobcovia v kelvinoch), ale mnoho zariadení pracuje s veľkosťou podrobnejšou, čo vám umožňuje veľmi presne určiť nielen prítomnosť, ale aj tvar teplotnej anomálie a podľa toho aj príčinu jej výskytu. Napríklad termokamera Testo 881 má index citlivosti 0,05 stupňa.

Testo 881

Automatická kompenzácia meraní

Presnosť diagnostiky do značnej miery závisí od vonkajších faktorov a môže byť dosť ťažké manuálne nakonfigurovať zariadenie, preto mnoho moderných termovíznych snímačov v automatickom režime môže kompenzovať niektoré negatívne body. Napríklad, odrazivosť povrchu objektu („emisivita“) sa môže korigovať – ​​od 0,2 do 1 (v krokoch po 0,1). Môže sa zistiť a kompenzovať okolitá teplota a vlhkosť vzduchu. Medzitým niektoré lacné zariadenia niekedy nemajú ani manuálne nastavenie, aby tieto faktory zohľadnili..

Navádzací systém (pohľad)

Vizuálne zameranie pomáha regulovať oblasť tepelného zobrazovania. Vedenie môže byť v zásade optické a laserové. Optika pomáha diagnostikovať na veľké vzdialenosti, testovať veľmi horúce predmety (od 1200 stupňov), alebo ak lúč jednoducho nie je viditeľný v silnom prirodzenom svetle. Laserové zameriavače prichádzajú do „bodu“, „dvojitých lúčov“, „kruhov“ a na jednom zariadení je možné vybrať z niekoľkých možností. „Bod“ a „dvojitý“ sú namierené na objekt zo vzdialenosti 2-3 desiatok metrov a „kruh“ je vhodný na tesné testovanie (do 7 metrov). Dvojitý pohľad tiež vytvára bod na správnom mieste, ale tu je priesečníkom dvoch laserových lúčov. Pohľad v tvare kruhu je dobrý, pretože ukazuje obrysy pracovného miesta tepelného snímača. Väčšina moderných termokamer a pyrometrov používa bezpečnú žiaru druhej triedy – laser.

Bosch PTD 1

Diaľkový displej tepelného skenera

Veľkosť matice (veľkosť infračerveného detektora) – tento ukazovateľ sa vzťahuje iba na termokamery. Veľkosť matice určuje počet citlivých prvkov (elementárne bolometre) a podľa toho dostupnú zrozumiteľnosť obrazu. Z tohto ukazovateľa vyplýva dôležitá vlastnosť tepelného snímača (čo je plocha povrchu na pixel) – „priestorové rozlíšenie“ alebo „zorné pole“. Ako sme už uviedli, každý pixel na displeji predstavuje zobrazenie nameranej teploty v určitom bode v testovanej zóne. Čím lepšie rozlíšenie, tým jemnejšie detaily sa dajú rozlíšiť na termograme a vyvodiť závery o príčinách teplotných anomálií. Napríklad zariadenie s detektorom 160 x 120 pixelov meria 19 200 bodov, zatiaľ čo matica s rozmermi 320 x 240 pixelov (Testo 882) už diagnostikuje 76 800 bodov.

Testo 882

Niektoré termokamery sú vybavené dotykovým displejom, ktorý nemá vplyv na technické vlastnosti zariadenia..

Displej pyrometra. V pyrometroch sa na LCD obrazovke zobrazuje digitálna alebo textová informácia, ktorá sa môže nachádzať v jednom alebo viacerých riadkoch (Ryobi RP4030). Takmer všetky pyrometre majú podsvietený displej, ktorý umožňuje meranie v tmavých miestnostiach.

Ryobi RP4030

Vymeniteľné, voliteľné šošovky

Zmenou šošovky môže užívateľ výrazne diverzifikovať funkčnosť termokamery. Teleskopická optika vám umožňuje priblížiť / vzdialiť oblasť snímania, a tak testovať malé objekty vo veľkej vzdialenosti. Ak potrebujete preskúmať veľký, rozšírený objekt, môžete použiť širokouhlý objektív a získať panoramatický obrázok. Je potrebné poznamenať, že čím väčší je zorný uhol šošovky, tým kratšia bude pracovná vzdialenosť a naopak..

podmienky používania

Pri výbere pyrometra alebo termokamery je veľmi dôležité venovať pozornosť tomu, pri akej okolitej teplote môže byť zariadenie použité a pri akej vlhkosti. Výrobcovia tieto informácie neskrývajú, ale nezamieňajú ich s podmienkami uchovávania – existuje širší rozsah. Niektoré lacné zariadenia sú v tomto ohľade obmedzené a sú navrhnuté pre použitie v interiéri (teplota od 0 do +40 stupňov, vlhkosť až 80%). Všestrannejšie termálne skenery pracujú vonku, pri teplotách pod teplotou nižšou ako 90% a vlhkosti. Pri porovnaní niekoľkých modelov sa pozrite na hodnotenie IP bývania, priemer je IP54.

signalizácia

Táto funkcia vám umožňuje nastaviť indikátor maximálnej alebo minimálnej teploty, po detekcii ktorého sa automaticky vydá zvukový signál alebo sa spustí svetelná indikácia. Užívateľ tak nebude chýbať kritické zmeny teploty a bude včas reagovať na problém (Fluke Ti25)..

Fluke Ti25

Palubná pamäť

Zapamätanie meraní sa vykonáva v pyrometroch aj v termálnych zobrazovačoch. Môže to byť krátkodobé ukladanie čerstvých údajov až do ďalšieho merania, ako aj zápis na vstavané a vymeniteľné médiá (rôzne pamäťové karty). Drahé termokamery môžu nahrávať hlasové komentáre, ukladať diagnostické údaje ako video (v režime IR alebo vo viditeľnom rozsahu)..

Rôzne režimy zobrazenia

Moderný termokamera okrem režimu „úplného IR“ dokáže vytvárať aj bežné digitálne fotografie alebo pravidelné videozáznamy s vysokou obnovovacou frekvenciou (viac ako 40 Hz). Viditeľný obrázok môže byť položený na infračervený obraz, čo uľahčuje identifikáciu chybnej oblasti. V niektorých zariadeniach môžete nastaviť extrémne teploty, pri ktorých sa na viditeľnej fotografii v infračervenom režime budú na viditeľnej fotografii zobrazovať iba oblasti, ktoré sú mimo mierky. Môžete ich jednoducho nastaviť tak, aby sa vybrali v úplne infračervenom obraze (Flir InfraCAM). Displej môže tiež zobrazovať nájdené rosné body a oblasti so zníženou vlhkosťou. Na uľahčenie orientácie sa na obrazovke zobrazí projekcia laserového označenia. Funkcia izotermy je niekedy k dispozícii v termických zobrazovačoch – daný teplotný rozsah sa zobrazuje v určitej farbe.

Flir InfraCAM

Detekcia povrchovej vlhkosti

V manuálnom režime sa zadáva vlhkosť a teplota vzduchu a samotné zariadenie zobrazuje problémové oblasti v testovanej oblasti. Vlhkosť sa dá merať aj v automatickom režime po pripojení špeciálnej rádiovej sondy. Ďalšou funkciou je alarm o zistenom rosnom bode.

PC komunikácia

Obrázky získané na základe vyšetrenia sú k dispozícii na prezeranie priamo na displeji. Avšak na analýzu a podávanie správ, na použitie zariadenia ako rekordéra, sa informácie odosielajú do počítača. Pripojenie je možné cez analógové alebo digitálne výstupy. Prítomnosť konektora USB sa považuje za dobrú formu, napríklad Optris LaserSight (LS) a ďalšie. Softvér je zvyčajne súčasťou balíka a je aktualizovaný zadarmo, ale niekedy ho musíte kúpiť osobitne.

Optris LaserSight

Osvetlenie pracovného priestoru

Mnoho pyrometrov a termovíznych obrazoviek má vstavané LED svetlá, ktoré osvetľujú predmet štúdie, takže diagnostika je možná aj pri slabej viditeľnosti.

Ergonómia, druh vykonania

Moderné termokamery a pyrometre sa používajú buď trvalo alebo ako prenosné. Prvé sa používajú vo výrobe, sú napájané zo siete a často majú úzku špecializáciu a druhé sú univerzálnejšie, líšia sa svojou malou hmotnosťou a skromnými rozmermi..

Priemyselné termokamery a pyrometre sú oblečené v kovovom kufríku, sú dobre chránené pred všetkými vplyvmi (prach, vibrácie, vlhkosť, triesky, vysoká teplota). Stacionárne prístroje zvyčajne poskytujú presnejšie údaje..

Prenosné zariadenia na infračervenú diagnostiku môžu vyzerať ako kamera alebo videokamera, ale najčastejšie sa vyrábajú vo forme pištole vyrobenej z konštrukčného plastu, kde sa spúšťač používa na začatie testovania, na konci puzdra je ovládací displej s ovládacími tlačidlami ponuky. Ich hmotnosť zriedka presahuje 500 g, mnohé z nich sú ľahšie ako 200 gramov (ADA TemPro 900 – 170 gramov). Dobre navrhnutý prístroj je držaný a ovládaný jednou rukou. Kvalitné zariadenia sú chránené pred pádom z výšky 2 metrov (Fluke TiR1), výrobca to s istotou uvádza.

Fluke TiR1

Možnosti napájania infračerveného tepelného skenera

Stacionárne zariadenia sú napájané zo siete prostredníctvom postupných zariadení. Prenosné tepelné detektory sú obvykle napájané alkalickými batériami (AA, CZK, AAA, „tabletky“). Mnoho výrobcov dodáva svoje tepelné skenery rôznymi nabíjateľnými batériami (nikel-kadmium a lítium-iónové), mimochodom, môžete tiež pripojiť napájanie cez port USB. Tí z nich, ktorí sa zaoberajú výrobou elektrického náradia a majú k dispozícii kompletné systémy batérií, inštalujú batérie z energetických jednotiek do pyrometrov a termokamery. Napríklad DeWalt DCT 414 S1 a model S1 DCT416S1 sú vybavené 12-voltovou jednotkou s kapacitou 1,5 Ah. Milwaukee zašiel o kúsok ďalej a predáva svoje termokamery a pyrometer bez batérie a nabíjačky. Zákazník, ktorý už má mobilný nástroj tejto spoločnosti, môže ušetriť veľa tým, že do diagnostického nástroja dodá systémovú batériu M12..

DeWalt S1 DCT416S1

Výber technických a funkčných charakteristík vhodných pre vaše podmienky, ako aj úspešná konfigurácia tepelného snímača sú určite dôležitou úlohou, ale mali by ste venovať pozornosť aj metrologickej podpore výrobcu, aby sa výsledky energetického auditu (v prípade potreby) mohli legalizovať na príslušných orgánoch. Zariadenie musí byť štandardizované! Vzhľadom na technickú zložitosť a vysoké náklady na tieto meracie zariadenia vám odporúčame, aby ste sa obozretne venovali otázkam záruky a servisu..

Náklady

Pyrometer, na rozdiel od termovízneho snímača, je jednoduchšie a relatívne lacné zariadenie. Modely základnej úrovne je možné kúpiť za približne 2 500 rubľov, napríklad pre ADA TemPro 300 s teplotným rozsahom od -32 do +350 stupňov alebo podobný LaseroLer ThermoSpot. S rozšírením rozsahu sa náklady zvyšujú takmer proporcionálne (cena značky ADA TemPro 1200, ktorá je schopná merať až do 1200 stupňov, je 9500 tisíc). Iné cenové modely sú ťažko viditeľné – výrobcovia konajú podľa vlastného uváženia a ponúkajú rôzne sady ďalších možností. Pamätajte, že zariadenia od spoločností, ktoré vyrábajú elektrické náradie (DeWalt DCT 414 S1 – 5000, Ryobi RP4030 – 3500, Bosch PTD 1 – asi 4500 rubľov), majú dobré technické a prevádzkové vlastnosti za mierne náklady..

S termokamerami (na stavebné účely) je situácia komplikovanejšia. V týchto zariadeniach je okrem základných prevádzkových funkcií (90% ceny tvoria vlastnosti matrice a optiky) potrebné zohľadniť veľké množstvo ďalších funkcií, ktoré uľahčujú život používateľa. Nezabudnite na šírku základnej sady dodávok a na „propagáciu“ značky. Len málo termovíznych snímačov stojí okolo 30 000 rubľov, jedná sa o rozpočtové modely, napríklad Fluke VT04 a model VT02, ako aj DeWalt DCT416S1. Mierne vyššia ako minimálna cena pre zariadenie FLIR i3 – približne 43 000. Za priemerné možno považovať tepelné snímače, ktoré stoja približne 100 000 rubľov (Testo 875-1 alebo Fluke TiS). Existujú modely pre 250 000 (Testo 875-2) a 430 000 rubľov (FLIR T335). Na porovnanie, čisto profesionálny FLIR P640 stojí viac ako 1,5 milióna.

Odhadované náklady na energetický audit (prieskum + správa) súkromného domu špecializovanými organizáciami sú od 50 rubľov na meter štvorcový budovy. Spravidla zaberajú najmenej 10 000 budov na jednoposchodovú budovu. Možno si prenajať termokameru, deň, v ktorom budete používať priemerné zariadenie, vás bude stáť asi 2 – 3 000 rubľov, samozrejme, musíte ako zálohu nechať asi 20 – 40 000 rubľov. Môžete ušetriť trochu, ak si požičiavate model, ktorý je jednoduchší a dlhší čas, napríklad tým, že sa s niekým spojíte.