Kamera termowizyjna dla budownictwa: rodzaje i zasady kontroli domu

Obiektywna ocena pracy wykonanej na izolacji prywatnego domu może być szeregiem znaków. W większości przypadków jest to ilość energii zużywanej na ogrzewanie i odczyty termometrów. Ale jeśli izolacja okazała się nieskuteczna, trudno jest znaleźć przyczyny bez specjalnego sprzętu.

W takich sytuacjach do budowy używa się kamery termowizyjnej. W naszym artykule szczegółowo opisano zasadę działania i cechy konstrukcyjne urządzenia. Podano zasady wykorzystania i przetwarzania danych uzyskanych podczas obrazowania termicznego.

Dlaczego obrazowanie termiczne?

Kontrola za pomocą kamery termowizyjnej budynku domku, domku lub budynku mieszkalnego pozwala zobaczyć na termogramie, co dzieje się w różnych obiektach i konstrukcjach budynku, nie dotykając ich wcale. Nazywa się to badaniami nieniszczącymi.

Ten rodzaj kontroli pokaże stan rur grzewczych w ścianach i ogrzewania podłogowego bez otwierania tynku lub płytki.

Podstawą diagnostyki termicznej jest zasada ustalania niejednorodności pola cieplnego, która umożliwia ocenę stanu badanych obiektów

Czułość niektórych modeli sięga setnych stopnia, dzięki czemu można nie tylko zobaczyć ślad termiczny na powierzchni konstrukcji, ale także dowiedzieć się, co dzieje się w środku.

Unikalną zaletą współczesnych kamer termowizyjnych w porównaniu z innymi środkami kontroli jest właśnie zdolność do patrzenia w obiekty bez naruszania ich integralności. Nawet minimalne odchylenie wskaźników temperatury od normy wskaże wadliwe działanie, na przykład w sieci energetycznej.

Sprawdzenie prywatnego domu za pomocą kamery termowizyjnej pomoże rozwiązać wiele problemów:

• zlokalizuj miejsca wycieku ciepła i określ stopień ich intensywności;
• monitorować skuteczność bariery parowej i wykrywać powstawanie kondensacji na różnych powierzchniach;
• wybierz odpowiedni rodzaj izolacji i oblicz wymaganą ilość materiału izolacyjnego;
• wykrycie wycieku dachu, rurociągów i sieci grzewczej, wycieku płynu chłodzącego z systemu grzewczego;
• sprawdź szczelność okien z podwójnymi szybami i jakość montażu bloków drzwiowych;
• diagnozować systemy wentylacji i klimatyzacji;
• określić obecność pęknięć w ścianach konstrukcji i ich rozmiar;
• znaleźć miejsca zatkania w systemie zaopatrzenia w ciepło;
• zdiagnozować stan okablowania i zidentyfikować słabe styki;
• wykryć siedliska gryzoni w domu;
• Znajdź źródła suchości / wilgoci w prywatnym budynku.

Kamera termowizyjna umożliwia szybką weryfikację zgodności parametrów wzniesionego budynku z wymaganiami technicznymi, ocenę jakości obiektu nieruchomego przed jego zakupem oraz zdiagnozowanie działania komunikacji wewnętrznej.

Badanie domu za pomocą skanera termicznego przed rozpoczęciem instalacji materiałów termoizolacyjnych pomoże poprawnie obliczyć koszt izolacji

Po zakończeniu prac obrazowanie termiczne pozwoli nam kontrolować końcowy wynik i wykrywać wady instalacji, które powodują utratę ciepła. Kontrola pokaże także mostki zimna, które można szybko usunąć w ramach przygotowań do sezonu zimowego.

Przed rekonstrukcją lub naprawą starych budynków na ratunek przyjdzie aparat na podczerwień, aby zidentyfikować najzimniejsze obszary i miejsca wycieków, problemy z ogrzewaniem podłogowym i obiektywnie ocenić wielkość planowanych prac budowlanych.

Urządzenie i zasada działania

Wrażliwym elementem każdego termowizora jest czujnik, który przekształca promieniowanie podczerwone różnych obiektów nieożywionych i żywych, a także tło w sygnały elektryczne. Otrzymane informacje są konwertowane przez urządzenie i wyświetlane na wyświetlaczu w postaci termogramów.

We wszystkich żywych organizmach energia cieplna jest uwalniana w wyniku procesów metabolicznych, co jest wyraźnie widoczne dla sprzętu

W urządzeniach mechanicznych ogrzewanie poszczególnych części składowych następuje z powodu stałego tarcia w punktach styku elementów ruchomych. W urządzeniach i systemach typu elektrycznego części przewodzące są ogrzewane.

Po skierowaniu i strzeleniu do obiektu kamera na podczerwień natychmiast generuje dwuwymiarowy obraz zawierający pełną informację o wskaźnikach temperatury. Dane można zapisać w pamięci samego urządzenia lub na nośniku zewnętrznym lub przesłać kablem USB do komputera w celu szczegółowej analizy.

Niektóre modele kamer termowizyjnych mają wbudowane interfejsy do natychmiastowej bezprzewodowej transmisji informacji cyfrowych. Zarejestrowany kontrast termiczny w polu widzenia kamery termowizyjnej umożliwia wizualizację sygnałów na ekranie urządzenia w półtonach czarno-białej palety lub w kolorze.

Termogramy pokazują intensywność promieniowania podczerwonego badanych struktur i powierzchni. Każdy pojedynczy piksel odpowiada określonej wartości temperatury.

Niejednorodność pola termicznego ujawnia błędy w konstrukcjach inżynierskich domu i wady w materiałach budowlanych, wady izolacji termicznej i naprawy złej jakości

Na czarno-białym ekranie termowizora najcieplejsze obszary będą wyświetlane z najjaśniejszymi. Wszystkie zimne przedmioty będą prawie nie do odróżnienia.

Na kolorowym wyświetlaczu cyfrowym obszary emitujące ciepło więcej niż inne będą świecić na czerwono. Wraz ze spadkiem intensywności promieniowania widmo przesunie się w kierunku fioletu. Najzimniejsze strefy zostaną zaznaczone na czarno na termogramie.

Aby przetworzyć wyniki uzyskane za pomocą kamery termowizyjnej, wystarczy podłączyć urządzenie do komputera osobistego. Umożliwi to zmianę konfiguracji palety kolorów na termogramie, aby najlepiej widzieć wymagany zakres temperatur.

Nowoczesne urządzenia wielofunkcyjne są wyposażone w specjalną matrycę detekcyjną, która składa się z ogromnej liczby bardzo miniaturowych wrażliwych elementów.

Promieniowanie podczerwone wychwycone przez soczewkę kamery termowizyjnej będzie rzutowane na tę matrycę. Takie kamery IR są w stanie wykryć kontrast temperaturowy równy 0,05-0,1 ºC.

Większość modeli kamer termowizyjnych jest wyposażona w wyświetlacz kontrolny ciekłokrystaliczny do wyświetlania informacji. Jednak jakość ekranu nie zawsze oznacza wysoki poziom sprzętu na podczerwień.

Głównym parametrem jest moc mikroprocesora zaangażowanego w kodowanie odbieranych danych. Szybkość przetwarzania informacji odgrywa istotną rolę, ponieważ zdjęcia wykonane bez statywu mogą być rozmyte.

Działanie urządzeń do obrazowania termicznego polega na rejestrowaniu różnicy temperatur między ogólnym tłem a obiektem oraz konwertowaniu otrzymanych danych na obraz graficzny widoczny dla ludzkiego oka

Kolejnym ważnym parametrem jest rozdzielczość matrycy. Urządzenia z dużą liczbą wrażliwych elementów dają lepsze obrazy dwuwymiarowe niż urządzenia do obrazowania termicznego z niższą rozdzielczością matrycy detektora.

Różnicę tę tłumaczy fakt, że jedna wrażliwa komórka odpowiada za mniejszą powierzchnię badanego obiektu. W grafice o wysokiej rozdzielczości szum optyczny jest prawie niewidoczny.

Rodzaje urządzeń do obrazowania termicznego

Sprawdzenie prywatnego domu pod kątem strat ciepła za pomocą kamery na podczerwień umożliwia przeprowadzenie najdokładniejszych pomiarów i jakościowej analizy wszystkich wskaźników temperatury. A następnie, w oparciu o szybko otrzymane dane, kompetentnie wykonuj naprawy i / lub modernizację obiektu mieszkalnego.

Do diagnostyki termowizyjnej stosuje się dwa typy urządzeń:

• stacjonarne kamery termowizyjne;
• przenośne kamery na podczerwień.

Urządzenia stacjonarne są stosowane głównie w przedsiębiorstwach produkcyjnych. Mają one na celu regularne sprawdzanie stanu sieci elektroenergetycznych i ciągłe monitorowanie złożonego wyposażenia technicznego. Stacjonarne systemy obrazowania termicznego są wykonywane na układach półprzewodnikowych fotodetektorów.

Za pomocą przenośnych kamer termowizyjnych przeprowadzane są audyty energetyczne budynków mieszkalnych wielorodzinnych i budynków prywatnych. Urządzenia te są używane zarówno do jednorazowej kontroli lokalnej, jak i do kompleksowej diagnostyki domów.

Przenośne kamery termowizyjne zostały opracowane na podstawie mikrobolometrów bez chłodzenia krzemu i doskonale nadają się do użytku w trudno dostępnych miejscach.

Obrazowanie termiczne jest skuteczną metodą bezdotykowego badania, które zaleca się połączyć z użyciem drzwi aerodynamicznych do pomiaru i kontroli oddychalności budynków

W zależności od funkcjonalności istnieją trzy rodzaje kamer termowizyjnych:

1. Instrumenty obserwacyjne - zapewniają jedynie wizualizację różnych obiektów kontrastujących pod wpływem ciepła, często w trybie monochromatycznym.
2. Urządzenia pomiarowe - utwórz obraz graficzny w obrębie promieniowania podczerwonego i przypisz każdemu punktowi sygnału świetlnego określoną wartość temperatury.
3. Pirometry wizualne - przeznaczony do bezdotykowych pomiarów temperatury i wizualizacji pola cieplnego określonych obiektów w celu wykrycia obszarów o odchyleniach od wartości normalnych.

Cena dobrych funkcjonalnych odbiorników promieniowania cieplnego zaczyna się od 3000 USD. Ich zakup w celu jednorazowego zbadania domu jest po prostu nieopłacalny. Wiele firm oferuje dziś na dzień obrazowanie budynków do wynajęcia. To bardzo wygodna usługa.

Możesz również zamówić pełną profesjonalną ankietę termowizyjną domku / domu. Średni koszt fotografowania kamery termowizyjnej wynosi 5 USD za 1 metr kwadratowy powierzchni prywatnego obiektu mieszkalnego.

Z reguły koszt kamer termowizyjnych jest wskaźnikiem ich funkcjonalności. Ale nawet modele budżetowe skutecznie przeprowadzają diagnostykę w podczerwieni. Dlatego przy wyborze warto skupić się na podstawowych cechach technicznych i umiejętności rozwiązywania określonych problemów.

Funkcjonalność kamer termowizyjnych zależy od rozdzielczości czujnika podczerwieni, jego czułości i zakresu temperatur pracy

Dużym plusem jest dostępność dodatkowych funkcji, a mianowicie: skalowanie cyfrowe, wskaźnik laserowy, adnotacje termogramów, konfigurowalny alarm kolorów, definiowanie obszarów z maksymalnymi i minimalnymi wskaźnikami temperatury.

Znacząco upraszcza diagnostykę termowizyjną w domu i różne akcesoria - wyjmowane szerokokątne obiektywy optyczne do rozważenia ogólnego planu i teleobiektywy do opisywania krytycznych obszarów, składane statywy, pojemniki do przechowywania akumulatorów.

Zasady stosowania kamery termowizyjnej

Głównym zadaniem badania termowizyjnego jest dokładna identyfikacja strat ciepła i defektów w działaniu systemów inżynieryjnych, a także wykrycie ewentualnych słabych punktów obiektu mieszkalnego na etapie budowy.

Diagnostyka termiczna budynków obejmuje:

• badanie w długofalowym regionie IR w zakresie 8–15 mikronów;
• budowanie mapy temperatur badanych obiektów i powierzchni;
• monitorowanie dynamiki procesów termicznych;
• dokładne obliczenie strumieni ciepła.

Kontrola nieruchomości mieszkalnej przeprowadzana jest zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz budynku. W pierwszym przypadku fotografia w podczerwieni pozwala wykryć poważne wady w infiltracji przepływów powietrza przez przegrodę budynku i wady izolacji termicznej. W drugim - w celu identyfikacji błędów w funkcjonowaniu system grzewczy i sieci energetyczne.

Lepiej jest przeprowadzać diagnostykę termowizyjną w zimnych porach roku, gdy różnica temperatur na ulicy i w domu wynosi ponad 10 stopni Celsjusza

Im wyższa różnica temperatur, tym dokładniejsze wyniki testu. Ponadto, aby uzyskać prawidłowe dane, badany obiekt mieszkalny musi być nieprzerwanie ogrzewany przez co najmniej 2 dni. Latem praktycznie nie ma sensu badać budynku za pomocą kamery termowizyjnej ze względu na minimalną różnicę temperatur.

Kontrola budynków za pomocą odbiorników promieniowania cieplnego pokazuje rozkład pól temperatury na powierzchniach obiektów lub konstrukcji w danym momencie. Dlatego fotografowanie za pomocą kamery na podczerwień jest wysoce zależne od wielu warunków, których przestrzeganie ma kluczowe znaczenie dla uzyskania prawidłowych wyników.

Na urządzenie wpływa silny wiatr, słońce i deszcz. Pod ich wpływem dom ostygnie lub ogrzeje się, co oznacza, że ​​czek można uznać za nieskuteczny. Badane konstrukcje i powierzchnie nie powinny znajdować się w obszarze jasnych bezpośrednich promieni słonecznych lub promieniowania odbitego w ciągu 10-12 godzin przed rozpoczęciem diagnostyki termowizyjnej.

Zaleca się, aby bloki drzwi i okien były utrzymywane w stałej pozycji przez 12 godzin przed zrobieniem zdjęcia kamerą na podczerwień i podczas weryfikacji budynku.

Przed rozpoczęciem badania w domu na urządzeniu należy ustawić podstawowe ustawienia, a mianowicie:

• ustawić dolną i górną granicę temperatury;
• dostosuj zakres obrazowania termicznego;
• wybierz poziom intensywności.

Inne wskaźniki są regulowane w zależności od rodzaju izolacji, materiałów ścian i sufitów. Audyt energetyczny prywatnego domu rozpoczyna się od sprawdzenia fundamentu, fasady i dachu budynku.

Na tym etapie bardzo ważne jest przeprowadzenie dokładnej diagnozy, ponieważ obszary na tej samej płaszczyźnie są znacznie różne, a detektory promieniowania cieplnego na pewno to pokażą.

Po sprawdzeniu części zewnętrznej rozpoczynają działania diagnostyczne w budynku mieszkalnym. Wykryto tutaj około 85% wszystkich wad konstrukcyjnych i usterek systemów inżynierskich.

Strzelanie odbywa się w kierunku od bloków okiennych do drzwi, powoli badając wszystkie otwory technologiczne i ściany. Jednocześnie drzwi między pokojami pozostają otwarte, aby ustabilizować przepływ ogrzanego powietrza i zminimalizować prawdopodobieństwo błędów pomiaru.

Kontrola obrazowania termicznego obejmuje etapową weryfikację różnych obszarów otaczających struktur, które muszą być otwarte do fotografowania kamerą na podczerwień. Aby to zrobić, musisz zwolnić parapet, zorganizować nieograniczony dostęp do listew i narożników.

Ściany na czas wewnętrznej termografii budynku muszą być wolne od dywanów i obrazów, starych tapet złuszczonych i innych przedmiotów, które utrudniają bezpośrednią widoczność badanego obiektu.

Domy wyposażone w grzejniki są zwykle usuwane tylko z zewnątrz. Diagnostyka elewacji przeprowadzana jest w sprzyjających warunkach pogodowych - przy braku mokrej mgły, dymu i opadów.

Interpretacja otrzymanych danych

Urządzenia do obrazowania termicznego rejestrują różnicę temperatur wynoszącą 3 ºC, co zostanie wyświetlone na termogramie jako anomalna strefa w charakterystycznym spektrum kolorów. Jednak sam obraz spektralny nie jest wystarczającym uzasadnieniem, aby uznać zdiagnozowany obszar za wadliwy.

Dla wszystkich stref anomalnych konieczne jest wykonanie obliczeń termotechnicznych, a następnie wyciągnięcie wniosków na temat stanu badanych obiektów

Dlatego oprogramowanie instrumentalne do jakościowej i ilościowej analizy termogramów, a także raportowania, jest dostarczane z przenośnymi kamerami termowizyjnymi.

Wszystko to oznacza, że ​​do pracy z kamerą na podczerwień nie jest wymagane specjalne szkolenie. Po przestudiowaniu instrukcji obsługi łatwo jest samodzielnie przeprowadzić weryfikację obrazu termicznego i przetwarzanie wyników w proponowanym programie. Po przeanalizowaniu wskaźników aplikacja oceni eksperta obrazów.

Ponadto informacje gromadzone przez sprzęt mogą być przekazywane do programów do przetwarzania danych statystycznych - procesorów tablicowych lub specjalnych narzędzi inżynieryjnych, na przykład MathLab.

Warto również zauważyć, że kamera termowizyjna może dawać nieprawidłowe wyniki w przypadku nieprawidłowych ustawień. Podobne sytuacje występują podczas badania takich powierzchni jak szkło, błyszczące płytki, lustra.

Promieniowanie podczerwone z pobliskich obiektów zostanie odbite na tych powierzchniach, co doprowadzi do zniekształcenia termogramów. Aby poprawnie określić temperaturę powierzchni lustra w urządzeniach do obrazowania termicznego, konieczne jest dodatkowe dostosowanie współczynników korekcyjnych.

Należy wziąć pod uwagę promieniowanie zimne, które może odbijać się od okien i dachu budynku mieszkalnego. Uzyskany termogram może być znacznie zimniejszy niż rzeczywisty stan domu

Ilościowa metoda analizy rozkładu pól temperaturowych na powierzchni konstrukcji nie uwzględnia emisyjności i promieniowania tła środowiska. Co więcej, nie ma znaczenia, czy kamera IR strzela na miejscu, czy wyniki są przetwarzane przez oprogramowanie.

Podczas przeprowadzania środków diagnostycznych wewnątrz budynku uzyskuje się bardziej wiarygodne wyniki, ponieważ zewnętrzne warunki klimatyczne nie wpływają na badane powierzchnie. Uzyskane termogramy po przetworzeniu za pomocą odpowiednich programów są prawdziwe.

Korzystanie z kamery termowizyjnej budynku pozwala obiektywnie ocenić jakość ochrony termicznej budynku, wykryć mostki zimna i osiadanie izolacji, a także znaleźć ukryte uszkodzenia i wady w montażu bloków okiennych, drzwi, złej jakości połączenia dachu, ścian i sufitów.

Diagnostyka w podczerwieni umożliwia prawidłowe, a tym samym ekonomiczne wykonywanie pracy w celu zminimalizowania strat ciepła w obiekcie mieszkalnym, zmniejszenia kosztów o izolacja podłogi oraz izolacja termiczna innych konstrukcji.

Przeprowadzenie procedury badawczej zapewni możliwość prawidłowego wyboru izolacja ścian i sufit prywatny zbudowany. W rezultacie koszty ogrzewania prywatnego domu spadną.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Zasada działania kamery termowizyjnej, sprawdzanie budynku po izolacji pod kątem wad i poprawna interpretacja obrazów w promieniach podczerwonych na wideo:

Funkcjonalność skanerów termograficznych:

Wideo na temat analizy i tworzenia raportu technicznego do diagnozowania domu za pomocą urządzenia do obrazowania termicznego za pomocą modułu oprogramowania Testo IRSoft:

Obecnie obrazowanie w podczerwieni za pomocą kamery na podczerwień jest zaawansowaną technologią monitorowania nieniszczącego, która pozwala monitorować stan różnych struktur, sieci komunikacyjnych i sprzętu elektrycznego.

Badanie strat ciepła za pomocą kamery termowizyjnej przeprowadza się w celu zapobiegania sytuacjom awaryjnym, wykrywania defektów termicznych i wodoodpornych, identyfikowania wadliwego działania systemów inżynierskich w domu.

Czy masz doświadczenie w korzystaniu z kamery termowizyjnej do badania słabości w swoim wiejskim domu / mieszkaniu? Być może możesz podzielić się użytecznymi informacjami na temat określania strat ciepła przez konstrukcję budynku? Napisz komentarze, zadawaj pytania, zamieść zdjęcie na temat artykułu w poniższym bloku.