Hur man väljer en termisk avbildning och pyrometer: professionella rekommendationer

Pyrometrar och termiska bilder används mycket effektivt för att upptäcka värmeläckage i befintliga byggnader, eller kallläckor i kylsystem. För byggare kan diagnostik med hjälp av infraröda enheter identifiera defekter i värmeisolering i ett hus, inte på ett destruktivt sätt bestämma kvaliteten på de använda materialen och, baserat på de uppgifter som erhållits, eliminera läckor och öka byggnadens energieffektivitet. Med tanke på att vid utgången har vi exakta och systematiserade data (temperaturvärden sparas) är det möjligt att analysera situationen som helhet, bestämma hur brådskande problemen är och lösa dem i tur och ordning, börjar med mer allvarliga.

Termiska avbildare och pyrometrar kan inte ersättas, till exempel om du bestämmer dig för att köpa ett hus på sekundärmarknaden och inte har någon aning om hur de inneslutna strukturerna isolerades. De klargör mycket väl situationen med det tekniska tillståndet för elektriska installationer: till exempel en ökad temperatur hos en ledare eller en brytare indikerar att den är överbelastad, och om anslutningen värms upp betyder det att det är dålig kontakt på denna plats. Infrarödanordningar hjälper också till att identifiera fel i implementeringen av termiskt skydd av spisar, pannor och eldstäder, visar värmeutgången från värmningsvägar och läckage, fyllningsnivån på tankar och reservoarer. Termiska skannrar kan lätt upptäcka vattenfall av byggnadselement, skador på isolering, kolonier av infekterade skadedjur.

Så det huvudsakliga syftet med en bärbar termisk imager / pyrometer är feldetektering, energigranskning av inneslutna strukturer och verktyg.

Hur en icke-kontakt termisk detektor fungerar

Alla objekt som har en temperatur högre än absolut noll avger infraröda våglängder från 0,74 till 1000 mikron. Detta förklarades 1800 av den engelska forskaren William Herschel, den berömda utforskaren av solen. Det blev tydligt att speciell strålning inte bara avges av en röd het metall eller elektriska urladdningar (alla såg detta), utan också av kroppar med låg temperatur, inklusive under 0 ° C. Infraröda strålar avges av upphetsade joner, och våglängden förändras med olika uppvärmning av föremålet (desto varmare ytan, desto kortare vågen och desto intensivare flödet). En person kan uppleva denna energi som värme i sin hud, men ser den inte..

Det tog tid att lära sig att registrera infraröd, värmestrålar, känna igen dem och bearbeta den mottagna informationen. 1967 Wahl Instruments Inc. den första bärbara pyrometern utvecklades.

Både en pyrometer och en termisk avbildning är optoelektroniska enheter som fångar osynlig infraröd strålning från objekt med linser och omvandlar den till en elektrisk signal i mottagaren, och den har redan bearbetats till en lättläst typ av indikation (bild eller siffror). Den resulterande elektriska spänningen är proportionell mot kraften hos det mottagna strålningsflödet, därför är det möjligt att erhålla exakta digitala temperaturvärden även på termiska fotografier.

En termisk avbildning, som en digitalkamera, har en matris, men var och en av dess pixlar visar inte färg och ljusstyrka, utan temperaturvärdet vid en specifik punkt för objektet som studeras. På displayen får användaren en rasterbild, där zoner med olika uppvärmning visas i vissa färger, så att du snabbt kan få ett allmänt intryck av temperatursituationen i den diagnostiserade zonen. I grunden består enheten av:

• lins (tillverkad av germanium);
• en mottagare med infraröd strålning (oftast baserad på en bolometer – ett motstånd som ändrar motstånd beroende på strömmen i strömmen);
• processor.

Pyrometern är en storleksordning enklare i designen och mycket billigare, det finns inget termogram, ”fotografi”, men den testade objektets genomsnittliga yttemperatur anges i digital / textform.

Diagnostik med dessa enheter är billig och snabb – enligt ”point-shoot” -principen. Den snabbaste temperaturavläsningshastigheten är tillgänglig inom 0,15-0,5 sekunder. Handlingsområdet begränsas endast av arbetsplatsens diameter (den expanderar när den tas bort) och transparensen i luftmiljön (rök, damm, vattenånga, koldioxid, ozon – minska känsligheten). Data kan erhållas både från några centimeter och från flera tiotals meter.

Funktioner hos termiska bilder och pyrometrar

För att börja välja en IR-detektor bör du svara på några grundläggande frågor som hjälper dig att bestämma typen av enhet och sedan fortsätta att överväga specifika modeller:

1. Vilket material är de föremål du testar gjorda av??
2. Vad är den ungefärliga temperaturen för de diagnostiserade områdena?
3. Från vilket avstånd kommer mätningarna att göras?
4. I vilken miljö kommer enheten att fungera (omgivningstemperaturer, transparens i utrymmet mellan enheten och objektet …).

Spektralkänslighet (spektralområde)

Observera att olika material avger olika våglängder. Till exempel reflekterar metall och glas bra, så de ger ut en kort våg, medan andra material – långa. Det finns begreppet ”ytsvarthet”, och det finns en motsvarande koefficient, som är flera gånger olika för metaller och för organiska material. Verkligheten är att vissa pyrometrar och termiska bilder inte kan läsa alla vågor och inte kan testa alla material. De har en smal specialisering, eftersom de är designade för ett specifikt sortiment, för att arbeta med specifika material. Men det finns också brett spektrum universella enheter som är lämpliga för de flesta villkor för konstruktionsdiagnostik. Våglängderna som de fångar ligger vanligtvis i intervallet 6-14 mikron, till exempel MicroRay RIDGID IR-100 eller ADA TemPro 1600. Tillverkare indikerar nästan alltid denna parameter i sina pass.

MicroRay RIDGID IR-100

Uppmätt temperaturområde

Pyrometern och den termiska avbildaren kan uppleva temperaturen i ett brett intervall: från -50 till +3000 grader, ibland ”skärps” för låga värden (inklusive minus), och ibland endast för uppvärmda kroppar. Välj de enheter som har det smalaste intervallet för de mest exakta resultaten. Det är meningslöst att köpa en termodetektor som mäter långt över tusen grader, om vår uppgift är att diagnostisera ett hem – till och med ett hushåll Bosch PTD 1 (från -20 till +200) är tillräckligt, men för att övervaka en flotta av elmotorer krävs något annat – till exempel DeWalt DCT 414 S1 (-30 till +550). Det viktigaste är att observera den gyllene regeln: ”temperaturintervallet bör överlappa objektets temperatur med 25%.” Det bör noteras att ju större intervallet för uppmätta temperaturer är, desto dyrare är enheten. Vissa avancerade modeller har utbytbara frekvensfilter, vilket gör det möjligt att anpassa enheten till ett större temperaturområde.

DeWalt DCT 414 S1

Temperaturdatafel (mätnoggrannhet)

Denna parameter indikeras alltid av tillverkarna av en pyrometer eller termisk avbildning, den beräknas i laboratorieförhållanden på absolut svarta kroppar och beror först på metoden för informationsbearbetning, men verkligheten (i synnerhet miljöns transparens och korrektheten i användarens handlingar) gör sina egna justeringar. De flesta bärbara termiska skannrar är exakta till inom 2 procent av sina resultat..

Mätningshastighet

Detta kännetecken för pyrometern kallas också ”tröghet”, ”responstid”. Prestandan hos dessa enheter är jämförbar med prestanda för kontaktanordningar för temperaturdiagnostik. Indikatorer på 0,25-0,5 sekunder anses vara normala (X-Line pIRo-850M – 0,5 s), termiska skannrar med tröghet inom 0,15 sekunder är höga, men detta är viktigare för att testa rörliga föremål eller byta ditt fysiska tillstånd.

Optisk upplösning

Det andra namnet på den viktigaste egenskapen hos pyrometrar och termiska bilder är ”observationsindex”, det beror direkt på enhetens optik. Optisk upplösning visar förhållandet mellan avståndet från anordningen till den testade ytan och diametern för den diagnostiska platsen (det är dess medeltemperatur som undersöks). I det här fallet är det nödvändigt att välja en pyrometer i enlighet med storleken på objektet som undersöks, eftersom den grundläggande diagnostiska regeln säger att objektet helt måste falla in i detektorns arbetsfält och överlappa det så att främmande organ med deras ”temperaturer” inte kommer dit. Med andra ord: en specifik siktindikator bestämmer avståndet från vilket det är möjligt att mäta föremål av en viss storlek, medan denna karakteristik för anordningen bestämmer minimistorleken för den inspelade termiska avvikelsen. Optisk upplösning med förhållandet 10: 1 till 40: 1 betraktas som universell; apparater med ett siktförhållande 100: 1 och högre krävs för att arbeta på långa avstånd.

För att inte binda användaren till specifika avstånd appliceras en variabel fokus (zoom) medan fokusering kan vara manuell eller automatisk. Utbytbara linser används också för att arbeta under olika förhållanden..

Tröskel för temperaturkänslighet (NETD-karakteristik)

Den termiska känslighetsindikatorn för den termiska avbildaren visar möjliga fel vid testning av temperaturen vid två angränsande punkter. Detta är en egenskap hos matrisen som avgör hur liten den registrerade skillnaden mellan temperaturen på ett objekt och dess bakgrund kan vara. Den normala indikatorn är 0,1 grader vid +30 ° C (ibland indikerar tillverkare i kelvin), men många enheter arbetar en större ordningsföljd mer detaljerad, vilket gör att du mycket exakt kan bestämma inte bara närvaron, utan också formen på temperaturavvikelsen, och följaktligen orsaken till dess förekomst. Så till exempel har Testo 881 termiska bilder ett känslighetsindex på 0,05 grader.

Testo 881

Autokompensation av mätningar

Diagnostikens noggrannhet beror till stor del på externa faktorer, och det kan vara ganska svårt att manuellt konfigurera enheten, därför kan många moderna termiska bilder i automatiskt läge kompensera för vissa negativa punkter. Exempelvis kan objektivets reflektionsförmåga (”emissivity”) korrigeras – från 0,2 till 1 (i steg om 0,1). Omgivningstemperatur och luftfuktighet kan detekteras och kompenseras. Under tiden har vissa billiga enheter ibland inte ens manuella inställningar för att ta hänsyn till dessa faktorer..

Vägledningssystem (syn)

Visuell inriktning hjälper till att kontrollera det termiska avbildningsområdet. I princip kan vägledning vara optisk och laser. Optik hjälper till att diagnostisera på långa avstånd, testa mycket heta föremål (från 1200 grader) eller om strålen helt enkelt inte syns i starkt naturligt ljus. Lasersikten finns i ”punkt”, ”dubbla balkar”, ”cirklar”, och i en enhet kan flera alternativ användas för att välja mellan. ”Punkt” och ”dubbel” riktar sig mot föremålet på ett avstånd av 2-3 tiotals meter, och ”cirkeln” är bekväm för nära testning (upp till 7 meter). Den ”dubbla” sikten bildar också en punkt på rätt plats, men här är det skärningspunkten mellan två laserstrålar. Synen i form av en cirkel är bra eftersom den visar konturerna för arbetsplatsen för den termiska skannern. De flesta moderna termiska bilder och pyrometrar använder en säker andra klass – laserröd glöd.

Bosch PTD 1

Fjärrvärmescannerdisplay

Matrisstorlek (IR-detektorns storlek) – denna indikator gäller endast termiska bilder. Storleken på matrisen bestämmer antalet känsliga element (elementära bolometrar) och följaktligen den tillgängliga bildklarheten. Denna indikator innebär en viktig egenskap hos en termisk skanner (vad är ytan per pixel) – ”rumslig upplösning” eller ”synfält”. Som vi redan sa är varje pixel på displayen en visning av den uppmätta temperaturen vid en specifik punkt i den testade zonen. Ju bättre upplösning, desto finare detaljer kan skiljas på termogrammet och dra slutsatser om orsakerna till temperaturavvikelser. Till exempel mäter en enhet med en detektor 160×120 pixlar 19 200 poäng, medan en matris med måtten 320×240 pixlar (Testo 882) redan diagnostiserar 76800 poäng.

Testo 882

Vissa termiska bilder är utrustade med en pekskärm som inte påverkar enhetens tekniska egenskaper..

Pyrometerskärm. I pyrometrar visas digital eller textinformation på LCD-skärmen, som kan placeras i en eller flera rader (Ryobi RP4030). Nästan alla pyrometrar har en bakgrundsbelyst display, som möjliggör mätning i mörka rum.

Ryobi RP4030

Utbytbara linser som tillval

Genom att ändra linsen kan användaren diversifiera funktionaliteten hos den termiska avbildaren. Teleskopisk optik låter dig zooma in / ut fotograferingsområdet och därmed testa små föremål på stort avstånd. Om du behöver utforska ett stort, utökat objekt kan du använda en vidvinkellins och få en panoramabild. Det är värt att notera att ju större synvinkeln på linsen är, desto kortare blir arbetsavståndet och vice versa.

villkor

När du väljer en pyrometer eller en termisk avbildning är det mycket viktigt att uppmärksamma vilken omgivningstemperatur enheten kan användas vid och vid vilken fuktighet. Tillverkarna döljer inte den här informationen, men förvirrar inte den med lagringsförhållanden – det finns ett större utbud. Vissa billiga enheter är begränsade i detta avseende och är utformade för användning inomhus (temperatur från 0 till +40 grader, luftfuktighet upp till 80%). Fler mångsidiga termiska skannrar arbetar utomhus, vid temperaturer och fuktighet upp till 90% under noll. Jämförelse av flera modeller, titta på husets IP-klassning, medeltalet är IP54.

Signal

Denna funktion låter dig ställa in indikatorn för maximal eller lägsta temperatur, vid detektering av vilken ett ljudsignal automatiskt avges eller en ljusindikering utlöses. På detta sätt kommer användaren inte att missa kritiska temperaturförändringar och reagera på problemet i tid (Fluke Ti25).

Fluke Ti25

Ombordminne

Memorering av mätningar utförs både i pyrometrar och i termiska bilder. Detta kan vara en kortvarig lagring av färsk data fram till nästa mätning, liksom att skriva till inbyggda och flyttbara media (olika minneskort). Dyra termiska bilder kan spela in röstkommentarer, spara diagnostiska data som video (i IR-läge eller i det synliga intervallet).

Olika visningslägen

En modern termisk avbildning, förutom ”full IR” -läge, kan göra ett vanligt digitalt fotografi, eller en vanlig videoinspelning med en hög bildhastighet (mer än 40 Hz). Den synliga bilden kan läggas på den infraröda bilden, vilket gör det lättare att identifiera det defekta området. På vissa enheter kan du ställa in extrema temperaturer där endast områden som är utanför skalan i temperatur visas på det synliga fotot i IR-läget, du kan helt enkelt ställa in dem för att väljas i en helt infraröd bild (Flir InfraCAM). Dessutom kan displayen visa de hittade daggpunkterna och vattendragna områdena. För att underlätta orienteringen visas projektorn för laserbeteckningen på skärmen. Ibland finns isotermfunktionen tillgänglig i termiska bilder – ett visst temperaturområde visas i en specifik färg.

Flir InfraCAM

Ytfuktighetsdetektering

I manuellt läge anges luftfuktighet och lufttemperatur och själva enheten visar problemområden i det testade området. Fuktighet kan också mätas i automatiskt läge efter anslutning av en speciell radiosond. En ytterligare funktion är ett larm om den hittade daggpunkten.

PC-kommunikation

Bilderna som erhållits som en följd av undersökningen är tillgängliga för visning direkt på skärmen. För analys och rapportering, för att använda enheten som en inspelare, skickas dock information till en dator. Anslutningen kan göras via analoga eller digitala utgångar. Närvaron av ett USB-kontakt anses vara en bra form, till exempel Optris LaserSight (LS) och andra. Programvaran ingår vanligtvis i paketet och uppdateras gratis, men ibland måste du köpa den separat.

Optris LaserSight

Belysning av arbetsområdet

Många pyrometrar och termiska bilder har inbyggda LED-lampor som lyser upp studiens objekt, så diagnostik är möjlig även i dålig sikt.

Ergonomi, typ av utförande

Moderna termiska avbildare och pyrometrar används antingen permanent eller som bärbara. De första används i produktionen, drivs från nätverket och har ofta en smal specialisering, och de andra är mer mångsidiga, skiljer sig åt i sin lilla vikt och blygsamma dimensioner..

Industriella termiska avbildare och pyrometrar är klädda i ett metallhölje, de är väl skyddade mot alla slags påverkningar (damm, vibrationer, fuktighet, flis, hög temperatur). Vanligtvis ger stationära instrument mer exakta data..

Bärbara enheter för infraröd diagnostik kan se ut som en kamera eller en videokamera, men oftast är de tillverkade i form av en pistol gjord av strukturell plast, där avtryckaren används för att börja testa, i slutet av fallet finns det en kontrollskärm med menykontrollknappar. Deras vikt överstiger sällan 500 g, många av dem är lättare än 200 gram (ADA TemPro 900 – 170 gram). Den välkonstruerade apparaten hålls och manövreras med en hand. Kvalitetsanordningar är skyddade mot droppar från en höjd av 2 meter (Fluke TiR1), åtminstone säger tillverkaren detta.

Fluke TiR1

Strömalternativ för infraröd termisk skanner

Stationära enheter drivs från nätverket via avvecklingsenheter. Bärbara termiska detektorer drivs vanligtvis med alkaliska batterier (AA, CZK, AAA, ”piller”). Många tillverkare levererar sina termiska skannrar med olika laddningsbara batterier (nickel-kadmium och litiumjon), förresten kan du också ansluta ström via USB-porten. De av dem som är engagerade i skapandet av elverktyg och har kompletta batterisystem till sitt förfogande installerar batterier från kraftenheter på deras pyrometrar och termiska avbildare. Till exempel är DeWalt DCT 414 S1 och modellen S1 DCT416S1 monterade med en 12-volt enhet med en kapacitet på 1,5 Ah. Milwaukee har gått lite längre och säljer sin termiska imager och pyrometer utan batteri och laddare. En konsument som redan har ett mobilverktyg hos detta företag kan spara mycket genom att leverera ett M12-systembatteri till diagnosverktyget..

DeWalt S1 DCT416S1

Valet av tekniska och funktionella egenskaper som är lämpliga för dina förhållanden, liksom den framgångsrika konfigurationen av den termiska skannern är verkligen en viktig uppgift, men du bör också vara uppmärksam på det metrologiska stödet från tillverkaren så att resultaten av energirevisionen (om nödvändigt) kan legaliseras hos de behöriga myndigheterna. Enheten måste vara standardiserad! Med tanke på den tekniska komplexiteten och de höga kostnaderna för dessa mätanordningar rekommenderar vi att du är noggrann när det gäller garanti- och serviceproblemen..

Kostnaden

En pyrometer, i motsats till en termisk avbildning, är en enklare och relativt billig anordning. Modeller på startnivå kan köpas för cirka 2500 rubel, till exempel ADA TemPro 300 med ett temperaturintervall från -32 till +350 grader, eller en liknande Laserliner ThermoSpot. Med utökningen av sortimentet ökar kostnaden nästan proportionellt (prislappen för ADA TemPro 1200, som kan mäta upp till 1200 grader, är 9500 tusen). Andra prissättningsmönster är svåra att se – tillverkare agerar efter eget gottfinnande och erbjuder olika uppsättningar med ytterligare alternativ. Observera att enheter från företag som skapar elverktyg (DeWalt DCT 414 S1 – 5000, Ryobi RP4030 – 3500, Bosch PTD 1 – cirka 4500 rubel) har goda tekniska och operativa egenskaper, till en måttlig kostnad..

Med termiska bilder (för konstruktionsändamål) är situationen mer komplicerad. I dessa enheter, förutom grundläggande driftsfunktioner (90% av priset bildas av egenskaperna hos matrisen och optiken), är det nödvändigt att ta hänsyn till ett stort antal ytterligare funktioner som underlättar användarens liv. Glöm inte bredden i basleveranssatsen och ”marknadsföring” av varumärket. Få termiska bilder kostar cirka 30 000 rubel, det här är budgetmodeller, till exempel Fluke VT04 och modell VT02, såväl som DeWalt DCT416S1. Något högre än minimipriset för FLIR i3-enheten – cirka 43 000. Termiska bilder som kostar cirka 100 000 rubel (Testo 875-1 eller Fluke TiS) kan betraktas som genomsnittliga. Det finns modeller för 250 000 (Testo 875-2) och 430 000 rubel (FLIR T335). Som referens kostar en rent professionell FLIR P640 över 1,5 miljoner.

Den uppskattade kostnaden för en energianalys (undersökning + rapport) av ett privat hus av specialiserade organisationer är från 50 rubel per kvadratmeter av byggnaden. Som regel tar de minst 10 000 för en byggnad med en våning. En termisk avbildning kan hyras, en dag att använda en genomsnittlig enhet kommer att kosta dig cirka 2-3 tusen rubel, naturligtvis måste du lämna cirka 20-40 tusen som en insättning. Du kan spara lite om du hyr en enklare modell och under lång tid, till exempel genom att samarbeta med någon.