Тепловизор - инструмент для термографического обследования промышленных объектов​

Как указано в ГОСТ Р 8.619-2006, под тепловизором понимается оптико-электронный прибор, позволяющий бесконтактным способом наблюдать, измерять и регистрировать пространственное (пространственно-временное) распределение радиационной температуры объекта обследования. Это один из основных инструментов для теплового неразрушающего контроля (сокращённое обозначение – ТК). Принцип его действия заключается в том, чтобы определять температуру поверхности и на основе этих данных формировать последовательность термограмм. Если говорить по-простому, то тепловизор фиксирует инфракрасное излучение (даже на большой дистанции от объекта) и преобразует его в цветовой спектр, доступный для визуального восприятия человеком.

Наглядным результатом обследования объектов при помощи тепловизора является термограмма – многоэлементное 2D-изображение, каждая точка на котором окрашивается в тот или иной цвет согласно условной температурной шкале. Термограмма выводится на дисплей и/или сохраняется в памяти прибора. Кроме него и микропроцессорной техники, которая преобразует ИК-излучения в видимый цвет, в конструкции этих приборов предусмотрена сложная оптика. Объективы, линзы, матрицы, светоэлектрические преобразователи, охлаждающие устройства (в продвинутых моделях вместо них используются неохлаждаемые болометры), ИК-детектор и пр. Все эти элементы отвечают за корректный контроль температуры и точность замеров. Подробнее обо всех этих элементах мы расскажем чуть ниже.

Говоря о конструктивном исполнении данных приборов, нельзя не сказать и об особой форме корпуса таких устройств. Он, как правило, имеет эргономичную рукоятку, которую удобно держать одной рукой. На корпусе также предусматриваются функциональные клавиши, порт USB и другие разъёмы, а также защитные крышки (шторки), которые оберегают объектив от повреждений.

Какие виды обследований проводят при помощи тепловизоров​

Приборы этого типа используют для самых разных задач, таких как:

• аудит энергетической эффективности организаций и предприятий;
• выявление и анализ теплопотерь здания (ограждающих конструкций, кровли, окон, дверей, фундамента и цоколя);
• оценка КПД отопительных приборов;
• техническая диагностика котельных установок, насосных и компрессорных станций, трансформаторов, холодильного и прочего промышленного оборудования;
• проведение натурных испытаний для оценки воздухопроницаемости ограждающих конструкций (для этого, помимо тепловизионной съёмки, используются так называемые аэродвери);
• поиск утечек резервуаров, трубопроводов и ёмкостей;
• аудит качества строительных работ – монтажа оконных и дверных конструкций, утепления кровли, теплоизоляции фасада, прокладки вентиляционных шахт, электросетей и прочих коммуникаций;
• строительная экспертиза и пр.

Обследование зданий и иных объектов при помощи тепловизора должно выполняться при определённых условиях. Одно из ключевых требований – наличие перепада температуры у наружного (на улице) и внутреннего (в помещении, кожухе, корпусе) воздуха. Минимальная допустимая разница между температурой внутри и температурой снаружи объекта – 10 ˚С. Именно эта цифра упоминается в РД 13-04-2006. В другом документе, ГОСТ 26629-85, для определения величины минимально допустимого перепада предлагается специальная формула.

Помимо температуры, важно проследить за тем, чтобы замерам не мешали осадки, сильный ветер, туман, смок и пр. Днём, при ярком солнечном свете, от обследования с тепловизором тоже лучше воздержаться. Более подходящим временем считаются ранние утренние либо поздним вечером.

Впрочем, важно не только правильно провести тепловой контроль, но и надлежащим образом оформить его результаты. Современные разработчики стараются предусмотреть в своих приборах как можно больше функций для быстрой подготовки детализированных отчётов о термографическом осмотре/обследовании. Для его оформления в соответствии с ГОСТ Р 54852-2011 требуется наличие:

• термограмм. По мере надобности к ним дополнительно «подшивают» эскизы, чертежи, фотографии, текстовые пояснения и прочие материалы, которые могут пригодиться для расшифровки результатов;
• подробного описания объекта и его местонахождения с указанием конкретных нормативных документов и методик, которые на него распространяются;
• сведений о тепловизоре и другой аппаратуры, которая использовалась для осмотра/обследования дома (или иного объекта). В отчёте должна содержаться спецификация на оборудование, серийный номер прибора, технические характеристики, дата поверки;
• сведений об условиях проведения контроля. Необходимо указать факторы, которые могли повлиять на результаты ТК. К таковым, например, относится температура и влажность воздуха внутри и снаружи исследуемого здания, осадки, направление, скорость ветра и так далее;
• описания обнаруженных дефектов с перечислением их характеристик, указанием классификаций, анализа возможных причин возникновения.

В качестве дополнительных данных к отчёту могут прилагаться сведения о результатах математической обработки результатов. Например, с указанием минимального, среднего и максимального значения температуры. Разумеется, в каждом документе должна стоять дата и подпись ответственного специалиста.

Поверка тепловизоров перед обследованием коммуникаций, сооружений и оборудования​

Поскольку каждый такой тепловизионный прибор – это, в первую очередь, средство измерения, то он подлежит первичной и периодической поверке. Процедура, согласно ГОСТ Р 8.619-2006, проводится в несколько этапов:
1) внешний осмотр устройства на предмет видимых повреждений, соответствия комплектности, маркировки и требованиям безопасности;
2) проверка электрической прочности изоляции под испытательным напряжением при помощи пробойной установки;
3) проверка её сопротивления при помощи мегаомметра;
4) опробование тепловизора в разных режимах обследования с использованием образцового (эталонного) протяжённого излучателя в виде абсолютно чёрного тела;
5) определение угла поля зрения. Операция начинается с подбора рабочего расстояния и может выполняться в двух вариантах, описанных в ГОСТ Р 8.619-2006;
6) определение пространственного разрешения по горизонтали и вертикали;
7) проверка диапазона измерений и фактической погрешности;
8) определение порога температурной чувствительности с определением действительного количества элементов разложения термограммы (то есть исправных чувствительных элементов);
9) определение её неравномерности по полю;
10) оценка сходимости результатов измерений.

Как выбрать тепловизор для обследования зданий и сооружений​

Сложная техника – и выбор непростой. Самые распространённые бренды в России – Flir, Fluke, Testo, CONDTROL, Bosch, ADA, CEM, RGK и др. Как сориентироваться в этом многообразии? Помимо универсальных рекомендаций, о которых мы писали ранее, смотреть нужно на следующие технические характеристики приборов:

• размер матрицы в пикселях. Чем их больше, тем выше чёткость (детализация) термограммы. Но за безупречную картинку нужно платить больше, а реальная потребность в ней есть не всегда. Так, для большинства стандартных задач теплового контроля может хватить 320х240 пикселей. Для осмотра крупных промышленных объектов, ещё и при плохой видимости, на безопасной дистанции требуется более высокое разрешение детектора, например, 640х480;
• разрешение дисплея. Имеется в виду экран, на который выводится термограмма. Чем выше детализация, тем лучше тепловизор подходит для обследования зданий, сооружений, оборудования и коммуникаций;
• тепловая чувствительность. Другое «наименование» данного параметра – NETD. Выражается в мК в ˚С. Обозначает минимальную разницу температуры двух соседних точек, которую прибор может различить. Многие современные модели способны распознавать перепад всего 0,2 ˚С. Устройства, у которых чувствительность составляет 20–80 мК – это профессиональные приборы, позволяющие проводить тепловизионную съёмку практически в любое время года. Если же чувствительность указана 120 мК и более, то такую модель можно использовать разве что для бытовых нужд;
• погрешность измерений. Она может выражаться в ˚С либо в % от получаемых значений. Для проведения полноценной экспертизы и подготовки официально заверяемых отчётов применяются именно такие профессиональные модели, погрешность которых не превышает ±2 ˚С;
• диапазон измерений. У современных приборов разброс большой – начинается от -40 ˚С и может превышать +2000 ˚С;
• частота обновления кадров. Начинается от 9 Гц и может достигать 60 Гц. Чем выше этот показатель у тепловизора, тем проще выполнять обследование подвижных объектов и, в целом, комфортнее осматривать большие площади. Прибор с высокой частотой обновления кадров дисплея быстрее обрабатывает массивы данных и реже «подвисает»;
• наличие свидетельства об утверждении типа СИ. Как и другие виды оборудования для неразрушающего контроля, тепловизоры – средства измерения, которые подлежат регистрации в государственном реестре и периодической поверке/калибровке. Соответственно, по каждому прибору надо иметь на руках свидетельство об утверждении типа СИ и сертификаты, подтверждающие факт своевременного метрологического обслуживания;
• доступные режимы съёмки. В зависимости от технического исполнения и особенностей ПО инфракрасное изображение можно выводить в полноэкранном формате, либо накладываться поверх реального фото объекта, либо отображаться в отдельном окне и пр. Для более детального обследования зданий, сооружений и прочих конструкций могут пригодиться тепловизоры с функцией масштабирования изображений. Ещё один аспект функционала – набор опций, которые выполняются прибором автоматически, что существенно облегчает труд оператора. К таковым, например, относится автофокусировка, автоматическое определение минимальных, максимальных, отклоняющихся от нормы температур, лазерная наводка и так далее. Благодаря мощным процессорам и «умному» ПО многие приборы могут выполнять вспомогательные измерения – например, замерять расстояние до исследуемой поверхности;
• наличие встроенного диктофона. Очень полезная опция для многочисленных серийных съёмок. Чтобы избежать путаницы с рабочими файлами и дополнять их личными пояснениями, во многих моделях производителями предусмотрена возможность записи голосовых комментариев. Дополнительно к этому, кстати, зачастую «прилагаются» текстовые комментарии;
• формат экспортируемых файлов. Современные тепловизоры для термографических обследований зданий и сооружений поддерживают по нескольку расширений. Чаще всего это JPG, TIFF, BMP, PDF, PNG, CSV, XLS и др. Радиометрические фото могут сохраняться в формате IS2, видео – в формате IS3;
• связь с внешними устройствами. Помимо USB, это могут быть беспроводные каналы Bluetooth и Wi-Fi;
• продолжительность автономной работы от полностью заряженного аккумулятора;
• возможность самостоятельной экспресс-замены объектива для специфичных задач. Например, для осмотра малых труднодоступных участков или, наоборот, для панорамной тепловизионной больших площадей;
• комплектность. Практически любой уважающий себя производитель поставляет свои приборы в ударопрочных кейсах с дополнительным жёстким футляром. К самым устройствам обычно прилагаются USB-кабели, запасной аккумулятор, зарядное устройство, видеокабель HDMI, ремешки и прочие аксессуары.

Наконец, чтобы выбрать тепловизор для обследования зданий, сооружений и промышленного оборудования, вы также можете обратиться за советом к специалистам по тепловому контролю, зарегистрированным на «Дефектоскопист.ру».

Где купить тепловизор​

Из партнёров форума «Дефектоскопист.ру» приборами для теплового контроля занимаются следующие фирмы-поставщики. Покупайте тепловизоры у надёжных поставщиков – и да пребудут с вами чёткие термограммы без помех и некорректных измерений!