Тепловизор - инструмент для термографического обследования промышленных объектов​

Портативный промышленный тепловизор - 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 контроля (ТК) - одного из видов неразрушающего контроля (НК). Тепловизоры - это средства измерений (СИ), подлежащие аттестации, утверждению типа СИ и регистрации в Государственном реестре СИ РФ. Требования к метрологическому обеспечению данных приборов отражены в ГОСТ Р 8.619-2006 "Государственная система обеспечения единства измерений. Приборы тепловизионные измерительные. Методы поверки". Тепловизоры должны проходить поверку минимум раз в год. Лишь при наличии действующего свидетельства о поверке они допускаются к проведению теплового контроля и тепловизионного обследования на опасных производственных объектах (ОПО), подведомственных Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзору). Наряду с пирометрами, тепловизоры относятся к оборудованию НК, необходимому для аттестации лаборатории неразрушающего контроля (ЛНК), например, по правилам СДАНК-01-2020 в Единой системе оценки соответствия в области промышленной безопасности, экологической безопасности, безопасности в энергетике и строительстве (ЕС ОС). При этом тепловизор - редкий пример оборудования для неразрушающего контроля, которое широко применяется за пределами индустрии НК: в строительстве, при техническом диагностировании (ТД), экспертизе промышленной безопасности (ЭПБ) ОПО, энергоаудите зданий и сооружений, в металлургии, электроэнергетике, на разных промышленных производствах для мониторинга технологических процессов и пр.

Содержание:​

Принцип работы тепловизора
Возможности применения тепловизора
Метрологическое обеспечение
Подбор тепловизора
Где купить хороший тепловизор

Как работает тепловизор​

Принцип его действия основан на том, чтобы определять температуру поверхности в разных точках и по результатам измерений формировать так называемые термограммы. 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 "Методические рекомендации о порядке проведения теплового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах". В другом документе, ГОСТ 26629-85 "Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций, 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 "Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций" 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 рассказывали 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 тепловизора с матрицей 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. Тепловизоры, 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 тепловизоры, погрешность которых не превышает ±2 ˚С;
• диапазон измерений. У современных приборов разброс большой – начинается от -40 ˚С и может превышать +2000 ˚С. У многих тепловизоров предусмотрено несколько диапазонов измерений, переключаться между которыми можно в меню;
• 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!