Стенограмма Основы тепловидения или как правильно выбирать тепловизионную камеру

Видеозапись и стенограмма вебинара "Стенограмма Основы тепловидения или как правильно выбирать тепловизионную камеру" от 27 марта 2015 года.

Лектор: Вадим Дубинский. Представитель компании Fluke.

Основы тепловидения или как правильно выбирать тепловизионную камеру

0:0:01

Добрый день. Меня зовут Вадим Дубинский. Я представляю компанию Fluke. О ней я сегодня особенно рассказывать не буду, а буду рассказывать достаточно общие вещи про тепловидение, она же термография, она же инфракрасная фотография. Сегодняшний вебинар рассчитан на людей, которые очень мало работали с термографией, а также будут попадаться такие вещи, которые не все люди знают, которые в повседневной жизни работают с тепловизорами. Компания Fluke совместно с компанией «СвязьКомплект» можем вместе к вам приехать и провести демонстрацию нашего оборудования, какие-то презентации более длительные или по какой-то теме, которая вас интересует. Компания Fluke производит не только тепловизоры, но и большое количество электроизмерительного оборудования: от тестеров до портативных осциллографов. Итак, давайте приступим.

Основы тепловидения или как правильно выбирать тепловизионную камеру

0:03:10

Примерный план сегодняшнего вебинара. Сначала мы поговорим о том, что такое термография, как это работает, о её возможностях и о том, где применяется этот метод исследования, что влияет на качество той информации, которую вы получаете, сделав снимок, и какие-то особенности работы с камерой, которые до самого конца презентации не мелькнут ещё в каком-то другом слайде.

Способы передачи теплоты

0:03:52

Итак, что же такое тепловидение? В целом способы передачи теплоты, которые позволяют нам померить температуру объекта, который нас интересует, их в физике различают три: теплопроводность, которая характерна для твёрдых тел. Мы сковородку греем снизу, а горячей она становится через какое-то время сверху. Конвекция – способ для передачи теплоты для жидкости и газа, когда горячая и холодная часть среды перемешиваются и за счёт этого тепло распространяется по объёму и излучение. Тепловизоры работают с излучением.

Излучение

0:04:47

Чем характерно излучение? Во-первых, все твёрдые тела, все жидкости, все материальные объекты испускают тепловое излучение в окружающую среду. Не ограничены твёрдыми телами или жидкостями. Оно распространяется со скоростью света, происходит в вакууме. Не обязательна какая-то передающая среда для того, чтобы излучение от одного объекта к другому пришло.

Видимое и инфракрасное излучение

0:05:21

Все в школе проводили такой опыт – обычно от лампочки или солнца свет направляется на треугольную призму, и она раскладывается в спектр. Что такое спектр? Это представление света как комбинации излучений с разной длиной волны. То, что мы видим глазами это видимый спектр. Он меняется у нас от фиолетового к красному.

Инфракрасное излучение

0:06:09

Это, конечно, не всё излучение, какое бывает. С более короткой длиной волны у нас идёт электромагнитное излучение под названием ультрафиолетовое, дальше – рентгеновское. Если длина волны увеличивается, у нас, соответственно, инфракрасное излучение, микроволны, дальше радиоволны. Соответственно, тепловизоры – приборы, которые работают с инфракрасным излучением, позволяют получать некое изображение, которое не видно глазу, но видно тем приборам, которые могут работать с длинными волнами электромагнитных излучений. Мы можем таким образом получить какую-то картину распределения температурных полей и дальше изучать эту картинку.

Почему именно бесконтактное измерение температуры?

0:07:08

Это вкратце то, что мы получаем, на что мы смотрим – распределение температуры по поверхности какого-то излучающего объекта. Почему и чем хорошо применение такого инфракрасного анализа? Во-первых, быстро. Мы упоминали, что распространяется со скоростью света. Нам не нужно ждать пока у нас прогреется датчик температуры, пока система, которую мы изучаем, придёт в равновесие с системой, которая является прибором измерений. Допустим, градусник, когда мы в подмышку кладём, нужно подождать несколько минут, пока он придёт в тепловое равновесие с нашей подмышкой. Здесь не нужно этого делать. Характерное время измерения порядка 500 мс. Это измерение проводится на расстоянии. Если у нас какое-то электрооборудование под высоким напряжением или что-то очень горячее или что-то быстро движущееся, что тоже может быть опасно. Труднодоступные объекты, какие-то линии высоковольтных электропередачах, какие-то дефекты в здании на большой высоте. Можно придумать много примеров. Также это важный способ измерить температуру для случаев, когда не стоит трогать объект, например, когда контактные измерения могут привести к загрязнению или повреждению объекта, который мы измеряем. Есть случаи, когда это тоже крайне нежелательно.

ИК изображение легко понять

0:08:43

Также инфракрасную картинку легко понять, она наглядна. Мы можем узнать знакомые контуры предмета и понять, что какая-то часть наиболее горячая в соответствии с той палитрой, которую мы выбрали на приборе, какая-то более холодная. Очень быстро человеческий мозг такую информацию может переработать, понять и найти ей объяснение.

Сила изображения

0:09:12

На данном слайде у нас изображается одно и то же:

Сила изображения

0:09:22

справа: инфракрасная фотография,

Сила изображения

0:09:25

слева: для каждой точки этой фотографии измеренное значение температуры. К чему это здесь показано? Мы можем мерить и пользоваться не инфракрасной камерой, а, допустим, пирометром с очень узким полем зрения. Мы сможем для каждой точки нашего объекта мерить температуру и вот такой получить массив, как у нас слева табличка или можем контактной термопарой проверить много мест. Но это ещё ненаглядная информация, из этого массива цифр трудно понять, что у нас перегрето. Или хотя бы понять, что перегрето с первого раза невозможно. На картинке мы сразу видим, что один из изоляторов на ЛЭП у нас горячее по сравнению с остальными, там есть какая-то проблема. Это видно с первого взгляда.

Качественное и количественное обследование

0:10:23

Сразу видно, что что-то не так и это относится к сфере так называемых качественных обследований. Мы видим какую-то проблему, видим, что что-то не так и можем сказать в каком элементе что-то не так. При этом мы очень быстро можем провести такой анализ, быстро сделать вывод. Фактически интуитивно. Нам не нужно вводить в прибор какие-то поправки, которые влияют на точность. Очень небольшая квалификация требуется для качественного обследования. Также можно в каких-то случаях проводить количественное обследование, когда нам нужно получить именно значение температуры, цифру. Мы видим, что какой-то контакт более горячий, чем соседний. Но мы хотим узнать, допустим, его температуру ещё допустимой для того, чтобы продолжать его эксплуатировать в том виде, в каком он есть или требуется срочный ремонт или ремонт требуется, но не срочный, а в течение ближайшего месяца, например. На самом деле это две разные задачи. Они различаются не только по сложности, они различаются и по подходу в принципе. Для количественного обследования нам нужно знать много вещей, иметь дополнительную информацию, чтобы правильно интерпретировать и правильно вычислить значение температуры.

Применение термографии

0:12:03

Где мы можем применять термографию? Я сейчас буду приводить примеры наиболее распространённые, наиболее очевидные, но заранее оговорюсь, что это то же самое, если спросить, а где применять линейку или как можно использовать нож? Да как угодно, зависит от фантазии. По работе мы сталкиваемся с какими-то историями, от курьёзных до совершенно невероятных вплоть до того, что на каком-то предприятии руководство проверяло на заводе рабочих, возвращающихся с обеда, светило им на лицо тепловизором, чтобы определить не употребляли ли они алкоголь на обеде. Ограничено только фантазией.

Электрооборудование

0:12:55

Не нужно пытаться запомнить всё, что находится в этих табличках, вы потом сможете получить презентацию, изучить более детально. Электрооборудование, которое мы тестируем, и которое можно тестировать при помощи тепловизора, всегда мы можем увидеть только место перегрева и при определённой квалификации можем определить значение температуры в этом месте перегрева. Соответственно, что у нас может греться в электрооборудовании? Дисбаланс нагрузок, паразитные гармоники, проблемы с изоляцией, проблема с подключением с контактными соединениями, перегрев блоков аккумуляторов. Такого рода проблемы мы можем определить при помощи инфракрасного анализа.

Контактные соединения

0:13:54

Вот несколько примеров как это может выглядеть.

Подстанции

0:14:01

Здесь у нас вводы на подстанцию. Мы тоже видим, что для качественного обследования два ввода на двух фазах у нас имеют какую-то одинаковую температуру и третий более горячий. Мы можем также потом проанализировать или сразу при обследовании узнать, какая максимальная температура у нас на снимке и сделать какие-то выводы.

Механическое / электромеханическое оборудование

0:14:32

Механическое оборудование.

Соответственно, в электромеханическом оборудовании могут возникать проблемы с плохим подключением, с изоляцией обмоток и везде, где есть движение, где есть трение.

Сафронов Фёдор: «Про использование в охранном наблюдении будет рассказываться?».

Нет, таких примеров в презентации у нас не будет.

Везде, где есть трение, там будет нагрев. Соответственно, то же самое мы можем увидеть, с одной стороны, мы можем проанализировать в электродвигателях места подключений – у нас тут коробочка клемная. Мы можем найти проблему и с вентиляцией. Если там забито, то будет повышаться температура, какие-то проблемы с обмоткой, с изоляцией обмотки также приведут к повышению температуры. И мы можем смотреть на подшипники, на какие-то муфты. Допустим, расцентровка либо износ подшипников также вызовут перегрев.

Электродвигатели: соединения

0:15:58

Электродвигатели - перегрев

0:16:03

Примеры соединения. От перегрева очень сильно зависит срок эксплуатации оборудования. При перегреве на десять градусов срок службы изоляции обмотки в двигателе сокращается вполовину. И соответственно, мы снижаем срок службы мотора таким образом.

Обследование подшипников

0:16:26

Подшипники. Нужно стараться при установке оборудования заранее продумывать возможность как можно получить доступ, чтобы был хороший обзор на узлы, которые вы собираетесь контролировать. Это вроде бы минус, но, с другой стороны, допустим, для вибрационного контроля нужно иметь близкий доступ к ключевым местам проведения измерений. Во-первых, для контактного измерения перегрева вы не всё сможете померить, не все точки на работающем оборудовании. Для тепловизионного контроля вам не нужно останавливать электромотор, он может продолжать работать. Более того, это даже предпочтительно. Поскольку если вы его выключите, он начнёт остывать и тогда получается, вы мерите температуру не в рабочем режиме, а температуру, которая уже снизилась.

Обследование подшипников / ремней

0:17:26

Подшипники, ремни. Если ремни как-то перетянуты или есть какие-то перекосы, то будет виден неравномерный нагрев.

Уровни материалов в емкостях

0:17:34

Также тепловизором можно проверять уровень какой-нибудь криогенной жидкости в резервуаре, можно проверять теплоизоляцию печи.

Футеровка и теплоизоляция цементных вращающихся печей

0:17:54

Например, здесь на фотографии вращающаяся печь и видны места, в которых футеровка – такая труба, обложенная изнутри огнеупорным кирпичом, причём те места, где он как-то истончился или выкрасились отдельные кирпичики. И, соответственно, если такой контроль не проводить, то обнаружить ухудшение теплоизоляции можно только при каких-то плановых обслуживаниях или если печка прогорит насквозь, что, соответственно, приведёт к неплановой остановке и потерям.

Обследование зданий

0:18:28

Обследование зданий – самый популярный на бытовом уровне способ применения тепловизоров. Есть компании, которые предлагают услуги по изучению аудита энергоэффективности зданий в линии теплопотерь.

Основные места потерь тепла в зданиях

0:18:52

Здесь у нас есть картинка, которая показывает какие основные места потерь тепла в зданиях: какие-то отверстия технические, через которые происходят вводы и выводы, входы и выходы в помещение, какие-то стыки, как это будет выглядеть на теплограмме.

Типичные причины снижения энергоэффективности здания

0:19:13

Основные проблемы наиболее часто появляющиеся: влага; какие-то воздушные каналы, плохо заизолированные; дефекты при строительстве; щели; плохо работающие кондиционеры и система отопления. Разумеется, вы видите, что где-то у вас что-то по температуре отличается от других узлов, а в других элементах конструкции как-то это вам нужно интерпретировать. Для этого, конечно, нужен опыт строительства, нужен определённый опыт анализа. Но, опять же, здесь нет какой-то очень сложной науки, этому можно научиться в предложенном подходе буквально за несколько дней. По крайней мере, основам, что вы определяете по расположению и по форме пятен на термограмме, что может являться наиболее вероятной причиной.

Проблемы с теплоизоляцией

0:20:27

Например, какие могут быть проблемы с теплоизоляцией?

Проблемы с теплоизоляцией

0:20:35

Первая картинка – это какой-то вентиляционный воздушный канал.

Проблемы с теплоизоляцией

0:20:39

Здесь внутри стены свалялся теплоизолирующей элемент – блок. Он был плохо уложен, плохо зафиксирован, как-то он смялся.

Проблемы с теплоизоляцией

0:20:57

Недостаточно положен теплоизоляционный слой. Нам даже рассказывали коллеги о том, что при изучении уже закрытого… проводилась реконструкция здания в соответствии с нормами энергоэффективности. Причём там был вентилируемый фасад. Сначала на стену крепится слой теплоизоляции, фиксируется, потом какая-то воздушная прослойка и ещё один слой отделки, не прилегающий ни к теплоизоляции, ни тем более к основной стене. И они заметили место, где строители просто пропустили и не поставили теплоизоляционный прямоугольник. Это было заметно даже на поверхности вентилируемого фасада.

Мостики тепла (холода)

0:21:57

Также есть такой термин – мостики тепла. Вот здесь вид стены в разрезе и вид сверху, и мы видим изотермы проведены. Если у нас на плоскости стены температура какая-то x находится близко к внешней поверхности, то в том месте, где стены здания образуют угол, такая же температура будет практически внутри помещения. То же самое будет проходить в месте, где находится перекрытие. Соответственно, такие места требуют более тщательной изоляции и, как правило, в них можно видеть утечки тепла.

Мостики тепла

0:22:43

Здесь у нас перекрытия.

Мостики тепла

0:22:49

Здесь то же самое. Перегрев по сравнению с плоскостью стены и перекрытие также обеспечивает утечку тепла на улицу и тот же самый угол здания.

Мостики тепла

0:23:01

Тот же самый угол здания.

Неисправные нагревательные элементы

0:23:05

Также можно обнаружить какие-то проблемы с тёплыми полами, с обогревом внутри стен. Это всё очень хорошо будет заметно при помощи термографии.

Выявление воздушных течей

0:23:21

Негерметичность помещений точно также можно заметить. Вы уже заметили, что для каждого случая форма и расположение дефектов достаточно характерны и можно по форме и по расположению судить, в чём может быть проблема помимо того, что, как правило, проводя обследования здания, вы знаете, как оно построено, как оно сконструировано и это тоже даёт какие-то вам подсказки.

Солнечные батареи

0:23:53

Более экзотическое для нашей страны использование солнечных батарей – ячейка, которая работает, она должна быть холодной, ячейка, которая не работает, она будет греться.

Плоские кремниевые солнечные батареи

0:24:10

Слева мы видим батарею (с обратной стороны солнечной батареи) без дефектов, справа – перегретый участок в соответствии дефектному элементу, который не вырабатывает электричество.

Использование термрграфии

0:24:19

Что влияет на термографические измерения

0:24:24

Сафронов Фёдор: «Про использование в охранном видеонаблюдении будет рассказываться?».

Что можно рассказать по поводу охранного видеонаблюдения? Всё зависит. Тепловизионный метод позволяет увидеть поверхность, которая излучает или отражает тепло. Если то, что вы охраняете, свою собственность, греется, если его поверхность нагрета, вы это увидите. С другой стороны, если человек лезет через забор в шубе с замотанным лицом в хорошо теплоизолированной одежде, которая снаружи по температуре не отличается от температуры окружающего воздуха, вы его не увидите. Ещё один курьёзный случай, который рассказывали нам клиенты о том, что был куплен тепловизор для охоты. Они поехали ночью охотиться на бобра. Они же вылезают покушать ночью, а днём они спят у себя в хатке. Товарищи охотники сели возле речки, дождались, когда стемнеет, стали искать бобра и услышали, но видеть не видели. Потому что он из воды вылезает мокрый и он такой же температуры, как вода, из которой он вылезает. Так что с бобром не получилось. Правда, они сказали, что на другом берегу видели егеря. С егерем получилось. Насколько я знаю, на практике такой одежды, которая полностью блокирует инфракрасное излучение от тела, это редкость, дорогая вещь. Какие-нибудь двигатели у машины также греются, вы также их увидите. О каких-то конкретных применениях, честно сказать, нет у меня примеров, но, очевидно, этот метод имеет право на существование, и он используется. Что же у нас влияет на термографические измерения, на то, что мы увидим на нашем снимке и чему это будет соответствовать?

Факторы, влияющие на результат телевизионных измерений

0:26:48

Данный вебинар сегодня и задумывался как широкий рассказ, введение в метод, как им пользоваться и для чего он может быть применён. Когда мы получаем информацию о распределении инфракрасного излучения,

Факторы, влияющие на результат телевизионных измерений

0:27:26

у нас есть сам объект, от которого мы получаем излучение,

Факторы, влияющие на результат телевизионных измерений

0:27:31

у нас есть какая-то окружающая среда, если мы не в вакууме производим наше исследование,

Факторы, влияющие на результат телевизионных измерений

0:27:37

дальше у нас есть оптическая система, через которую проходит излучение, фокусируется на каком-то приёмнике излучения.

Факторы, влияющие на результат телевизионных измерений

0:27:48

Дальше электрический сигнал преобразуется и на выход подаётся уже картинка или какой-то массив данных – матрица, которую мы можем обработать, посмотреть на картинку или какие-то сделать графики по файлу, которые мы записали. Все эти элементы, разумеется, влияют на то, что мы получим в конце. Часть этого влияния мы можем как-то учесть, часть мы можем даже изменить. Что мы можем изменить? Мы можем сфокусировать нашу оптическую систему хуже или лучше. Мы можем учесть коэффициент излучения. О том, что это такое я чуть позже расскажу. Мы можем изменить расстояние, подойти ближе, отойти подальше. Мы можем изменить пространственное разрешение нашей оптической системы или нашего тепловизора в целом. Мы, допустим, не можем повлиять на ветер, осадки, туман, какую-то пыль в воздухе. Как правило, мы это не можем изменить. Мы можем внести какую-то поправку в наше измерение либо можем перенести обследование на другой день. Допустим, солнечное излучение температуры окружающего воздуха, тепловая инерция, насколько наше оборудование, которое мы обследуем, вышло на рабочий режим или нет. Тем не менее все эти факторы требуется учитывать и принимать во внимание, чтобы понимать, насколько достоверны наши результаты, за какую точность мы можем ручаться.

Измеряемый объект

0:29:36

Допустим, у измеряемого объекта всегда мы можем узнать или постараться узнать тип материала. Тип материала будет влиять на коэффициент излучения. Что имеется в виду? Есть законы физики, которые в базовом варианте рассчитаны при излучении для абсолютно чёрного тела. Тело, которые не отражает излучение, которое на него падает, не пропускает ничего сквозь себя, непрозрачное и ничего не отражает. Всё что мы получаем от абсолютно чёрного тела это его собственное излучение. Это такая физическая абстракция, в жизни такого не бывает. У нас любой материальный объект частично отражает, частично пропускает и частично излучает. Только то, что излучено объектом, даёт информацию о температуре поверхности этого объекта. Соответственно, для каждого материала мы можем ввести некий коэффициент излучения и можем сказать, что, половина того излучения, которое пришло от объекта, это его собственное, а остальное это отражённое, потому что он непрозрачный. Тогда коэффициент излучения для этого материала будет 0,5. Это то, что пришло к нам в тепловизор, мы делим пополам – его собственное излучение. Эти коэффициенты излучения для многих материалов известны достаточно точно, что очень сильно облегчает нам задачу. Не облегчает нам задачу, если мы знаем коэффициент излучения, если он небольшой. Получится, что, допустим, коэффициент излучения 0,4, 60% того, что мы видим, это отражённое излучение – это температура окружающей среды. Это снижает точность наших измерений больше чем в два раза. Это плохо. Нужно постараться поменять коэффициент излучения, найти другой участок объекта с другой поверхностью или покрасить этот объект, нанести на него что-то с большим коэффициентом излучения. Низкий коэффициент излучения у блестящих поверхностей, глянцевых, металлических поверхностей неокрашенных, с ними всегда сложно проводить измерения.

Коэффициент излучения и угол зрения

0:32:09

Также на коэффициент излучения будет влиять угол зрения. Если мы хотим померить температуру чего-то и стоим как бы по касательной, то это даст нам недостоверный результат, поскольку излучённого мы увидим мало, мы увидим много отражённого.

Влияние нагрузки

0:32:32

Также одна из характеристик объекта, который мы изучаем, если у нас какое-то электрическое оборудование, то при проведении обследования нагрузка должна быть не менее 40% от максимальной в течение последнего получаса или больше. Почему так? Потому что, если у нас наше оборудование, которое мы обследуем, работает при недостаточной загрузке, оно нагреется мало, и полученные нами данные будут иметь низкую информативность. Мы не знаем, как на самом деле греется это оборудование при повседневной работе. Такая информация вряд ли может быть полезной. Опять же, имеет смысл обращать на это внимание и выбирать правильное время для обследования.

Влияние ветра

0:33:30

Также, на то, что мы получаем, на значение будет влиять сила ветра. Здесь приведена таблица: справа приведено описание, по которому вы можете примерно определить силу ветра. При скорости ветра больше или равной 9 м/с не рекомендуется проводить измерения, поскольку их информативность также будет очень низкой.

Ветер

0:34:05

Слева пример – при ветре в 7,5 м/с мы видим, что температура, во-первых, в изоляторах низкая – меньше 30 градусов, более того она сильно не отличается. Разница между самым горячим и самым холодным 7 градусов. Если те же самые измерения провести в безветренную погоду, мы видим, что температура самого горячего и самого холодного отличается на 20 градусов. Явно на этом вводе что-то не так, явно он перегрет.

Влияние размера измеряемого пятна

0:34:43

Влияние размера измеряемого пятна

Здесь всё достаточно очевидно. Я на этом подробнее остановлюсь, потому что очень часто люди, выбирая себе тепловизор, очень много внимания уделяют размеру матрице, что, вот здесь разрешение на 10% больше, значит, эта камера лучше. В качестве примера я могу привести камеру в сотовом телефоне. Сейчас во всех сотовых телефонах есть фотокамера и, как правило, там много-много мегапикселей. Но люди забывают, что объектив размером с булавочную головку и качество снимков в целом получается плохое, хотя мегапикселей много. Если десять лет назад были камеры с таким разрешением матрицы, они бы стояли громадных денег. Всё-таки разрешение матрицы в пикселях это не самое главное.

Ограничение оптики

0:35:44

Наши тепловизоры – это оптические приборы, у них есть свои ограничения, в частности, зависящие от размеров объекта, который вы хотите изучать. С какого-то расстояния вы можете увидеть перегрев, но не можете достоверно измерить его значение. Это вас вполне устроит, если вы занимаетесь качественным обследованием. Например, у вас есть шкаф с двумя тысячами слаботочных подключений, вы открывает этот шкаф, смотрите в тепловизор на него и видите, что там три плохих контакта, которые нагреты чуть сильнее, чем все остальные. Вам не нужно вдаваться в подробности, вы просто возьмёте отвёртку, довернёте эти контакты, проверите на следующий день, что всё у вас одинаково, и температура, и все контакты, значит, у вас хорошие. Если вам нужно всё-таки померить температуру, то вам нужно большее пространственное разрешение для того, чтобы померить температуру объекта, который у вас горячий, чтобы вы не мерили средний по больнице.

Увидеть и прочитать

0:36:58

То же самое происходит и с видимым изображением. Слева, приглядевшись, можно увидеть знак. Мы его видим издалека, но мы не можем понять, что это. Если мы подъедем ближе, прочитаем, что это ограничение скорости.

Влияние размера пятна

0:37:22

Для тепловизора важны два значения, они более важны чем разрешение матрицы. Первое – это поле зрения, вся площадь, которая поместится в кадр, и мгновенная. «Поле зрения» – может быть это не совсем удачный термин, но это калька с английского – «instantаneous field of view». Это площадь, которая охватывает один элемент приёмника излучения, одна точка физической матрицы.

Разрешающая способность тепловизоров

0:37:57

Например, здесь рассматривается значение для тепловизора Fluke Ti25. Как правило, и поле зрения и разрешение матрицы в пикселях указывается производителем, соответственно, можно рассчитать. У нас есть поле зрения в 23,6 градусов, размер его 60 на 120, соответственно, выбираем минимальный угловой сектор, который соответствует одному пикселю – это 2,6 мрад. Что это значит? Что с расстояния в один метр вы сможете различить, пространственное разрешение позволит вам увидеть объект не меньше чем в 2,6 мм. С одного метра вы трёхмиллиметровый объект на снимке сможете увидеть, если он достаточно контрастный.

Пространственное разрешение

0:39:02

Разрешение будет зависеть от количества пикселей, от количества элементов на приёмнике, от объектива, который стоит перед приёмником и от оптического пути (это не характеристика камеры, это то, насколько вы близко или далеко находитесь от объекта съёмки). Соответственно, если на один и тот же тепловизор можно ставить разные объективы, это определённое преимущество.

Расстояние и размер объекта

0:39:37

Соответственно, для того, чтобы какой-то объект вы различили на снимке, он должен полностью закрывать поле зрения. Ему должен соответствовать хотя бы один целый пиксель.

Разрешающая способность

0:39:55

Одно дело различить, увидеть какой-то объект, обнаружить какой-то перегрев, другое дело – измерить этот перегрев. Для того чтобы измерить значение температуры, на практике нужно несколько пикселей, практически в 2-10 раз больше. То, что мы считали два слайда назад, это было пространственное разрешение, минимальный размер объекта, который может быть распознан. Минимальный размер объекта, который может быть измерен, будет в несколько раз больше. Это также нужно иметь в виду и исходить из ваших целей. Вам нужно просто обнаружить какой-то объект: перегрев, переохлаждение или вам нужно получить точное цифровое значение – цифру, число. Соответственно, исходя из этого, вам придётся подойти поближе или вам придётся изначально покупать тепловизор с более высоким пространственным разрешением. Ещё раз повторюсь, необязательно использовать матрицу. Это может быть добавочный телеобъектив или макрообъектив.

Разрешающая способность и технические характеристики

0:41:10

Также качество тепловизоров будет определять помимо мгновенного поля зрения ещё и чувчтвительность по температуре, разность температур эквивалентно шуму.

Разрешение по температуре

0:41:24

Почему это важно? Потому что вы сможете заметить разницу между двумя пикселями на картинке, если они достаточно контрастные. Несмотря на хорошее пространственное разрешение вы их не различите, если они будут с одинаковым значением температуры. Соответственно, чувствительность высокого тепловизора позволяет работать при маленьком перепаде температур. Например, снаружи и внутри здания или между двумя соседними элементами объектами. Для примера, в нижней части этого слайда показаны значения разрешения по температуре тепловой чувствительности для нескольких тепловизоров Fluke. Видно, что самое грубое значение – 0,1 °С у самых чувствительных тепловизоров – 0,03 °С.

Пример (разность температур эквивалентная шуму)

0:42:20

На всех трёх снимках одно и то же место сфотографировано – это внутренняя стена какого-то помещения, кирпичная кладка и, видно, насколько существенно хорошая высокая чувствительность позволяет… соотношение сигнала к шуму гораздо лучше на этом снимке, чем на снимке менее чувствительной камеры.

Камера

0:42:57

Осталось ещё немножко поговорить о том, какие бывают характеристики у камер, на которых имеет смысл сосредоточить внимание при выборе.

Фокусировка является критичной

0:43:14

Самым, наверное, критичным этапом фотографии, в том числе инфракрасной, является фокусировка. Для инфракрасной фотографии это немного более сложная задача, в частности потому, что инфракрасные изображения сами по себе менее чёткие и по сравнению с изображением видимого спектра. Справа один и тот же объект – плитка электрическая, сфотографирована наверху не сфокусированным изображением, а внизу – сфокусированным изображением. Вы видите, что в одной и той же точке стоит маркер. У нас температура померена с очень большой погрешностью. Это очень просто объясняется. Если мы не сфокусировали нашу камеру…

Илья: «Что такое терпимая величина?».

У Fluke есть камеры, стоимостью от 70 тыс. руб., включая НДС, до чуть более 5 млн, так что не в каждое домохозяйство можно за 70 тыс. Но каждое предприятие может себе это позволить. По крайней мере, мне так хочется думать.

Если мы изображение не сфокусировали, наш тепловизор не сфокусировали, то мы, разумеется, меряем какую-то среднюю температуру по соседним точкам, причём даже не на плоскости, не на поверхности, которую мы изучаем, а в объёме. Мы фокусируемся либо перед нашим объектом или за нашим объектом. Погрешность получается очень большой. Это истинное значение при сфокусированном изображении. Здесь разница исключительно за счёт того, что картинка не была сфокусирована. И фокусировка является критичной, поскольку всё остальное, что мы записали в наш дневник, мы можем потом изменить во время обработки на компьютере. Фокусировку мы потом уже не сможем изменить.

Как повысить наилучшую фокусировку

0:45:36

Какие у нас на практике применяются способы фокусировки? Самый простой способ – без фокусировки. Опять же по аналогии с оптическими фотоаппаратами, были раньше такие мыльницы, в которых никак невозможно было сфокусироваться и получалось резким – от полутора метров и до бесконечности. Такой подход, соответственно, в наиболее дешёвых тепловизорах используется, нет фокусировки. Второй вариант – вручную крутите колёсико и корректируете фокусировку, визуально контролируя по экрану телевизора насколько резко. Но, соответственно, нужно искать какие-то контрастные места, края. На камерах Fluke есть такая технология, как IR Fusion, когда накладывается две картинки друг на друга, и с видимого спектра и с инфракрасного спектра и когда они совпадают на экране, это значит, что оба изображения сфокусированы, что камера наведена на резкость. Есть автоматическая фокусировка по принципу максимального контраста. Камера с каким-то внутренним приводом, передвигая часть оптической системы, добиваясь максимального контраста, допустим, по центру картинки. В тепловизорах компании Fluke есть технология Laser sharp. Она заключается в том, что в камере встроен лазерный дальномер, он измеряет расстояние до объекта съёмки, и уже по этому расстоянию оптическая система подгоняет объектив в нужное место, наводя на резкость. В чём преимущество последней системы? Вы можете наводить на резкость, если между вами и объектом съёмки, например, забор находится, сетка какая-то. Тепловизор у вас будет фокусироваться по контрасту на сетке, а по лазеру на то, что за сеткой, на что светит лазер.

Технология Fluke Ti(R) IR-Fusion

0:48:03

Чуть подробнее о том, как выглядит эта технология – IR-Fusion. Вы можете получить картинку, на которой только инфракрасное изображение или сделать это инфракрасное изображение полупрозрачным, наложить его на картинку с камеры видимого спектра. Так получается гораздо информативнее. Вы можете увидеть показания приборов, какие-то значения маркировки и в принципе понять на что вы смотрите. Причём понять не при обработке на компьютере, но и непосредственно при съёмке вы сможете выбрать более удачную точку съёмки или сразу сделать какие-то выводы, произвести нужные вам действия и т. д. Здесь все шесть экранов – это те варианты обзора, которые используются в тепловизорах.

Технология Fluke Ti(R) IR-Fusion

0:49:04

Маленькая картинка инфракрасная вложена в большую картинку с оптической камеры или увеличенный вариант, когда только вот эта центральная часть у

Технология Fluke Ti(R) IR-Fusion

0:49:14

вас отображается на весь дисплей, растягивается. Соответственно, когда вы делаете снимок, у вас записываются оба изображения на снимке с обеих камер. Тепловизор совмещает их. Когда делается снимок, они совмещаются попиксельно. И каждую точку оптического изображения можно сопоставить с точкой инфракрасного изображения. Это позволяет более точно понять, к чему относится измеренная вами температура.

Fluke IR-Fusion

0:49:55

Ещё один пример, что вы можете получить инфракрасную картинку,

Fluke IR-Fusion

0:50:04

которая наглядна.

Вы можете получить картинку

Fluke IR-Fusion

0:50:08

оптическую, рассмотреть маркировку и условия окружающей среды, идёт дождь или не идёт. Всё это можно совместить в одном снимке.

Идентификация

0:50:27

Также в наших камерах Fluke предусмотрена возможность к каждому такому двойному снимку с оптическим и инфракрасным изображением добавлять ещё информацию. К каждому снимку можно записать голосовую аннотацию. Можно сделать несколько снимков оптической камерой, чтобы подробнее описать условия съёмки. Допустим, вы сфотографируете показания вольтметра или термометра, зафиксируете погодные условия, табличку с адресом – всё что угодно. Для того чтобы вам не нужно было доставать блокнот или доставать телефон и фотографировать что-то, всю эту информацию вы можете непосредственно при помощи наших тепловизоров во время съёмки добавлять.

ПО Fluke SmartView

0:51:15

Что же вы будете делать дальше? Поскольку в качестве конечного результата показывать снимок на экране тепловизора немножко странно, но напрашивается вывод, что конечным результатом будет какой-то распечатанный в электронном виде отчёт, с фотографиями, с текстами, возможно, с каким-то цифровыми значениями. Компания Fluke к своим тепловизорам предоставляет бесплатное программное обеспечение – SmartView. Его можно скачать с нашего сайта. Для этого ничего не требуется, ни регистрации, оно в свободном доступе. Устанавливается на компьютер, достаточно просто его использовать. Всё, кроме фокусировки, вы можете менять, настраивать, переделывать, доделывать уже в программном обеспечении спокойно сидя дома за компьютером, дома или в офисе.

Мастер отчетов

0:52:17

Соответственно, в программном обеспечении SmartView предусмотрена возможность создания отчётов. Здесь, к сожалению, на английском языке. На самом деле программное обеспечение русифицировано. Вы можете эти отчёты сохранять нажатием быстрой клавиши «распечатать» в PDF, так можно менять шаблон этого отчёта. Или если этого недостаточно, то можно распечатать этот отчёт и сохранить в формате RTF и дальше уже отдельные какие-то таблицы, графики, фотографии, аннотации редактировать в ворде.

Что еще важно?

0:52:59

О чём ещё не было упомянуто? Что ещё важно при выборе тепловизора?

Температурный диапазон

Причём как диапазон температур, который камера может измерить. Например, дешёвые могут показать температуру от -10 до 150 градусов. Наши камеры могут измерять от -40 до 2000 градусов. Также важен температурный диапазон в плане использования. Часто спрашивают, что мы живём не в Африке и зимой у нас бывает довольно холодно, до какой температуры эти камеры будут работать на улице? Опять же, на это имеет смысл обращать внимание.

Возможность использовать дополнительных объективов.

Я уже об этом говорил. Это меняет пространственное разрешение вашей камеры, это позволяет вам в определённых случаях пользоваться одной камерой для разных задач.

Степень защиты от проникновения твёрдых предметов и воды (International Protection) – также это важно для того, чтобы вам было не страшно с дорогой камерой выходить на улицу в дождь, пыль, сложные условия работы.

Срок службы батареи

У нас батареи при стандартном использовании рассчитаны до четырёх часов работы. На батареях Fluke есть светодиодный индикатор заряда. Вам не нужно перед тем, как идти в поля, засовывать её в тепловизор, ждать полминуты пока он включится, чтобы увидеть: заряжена батарея или нет. Вы просто нажимаете на кнопку, загорается линейка диодов, которая покажет: заряжена она или нет, брать вам этот аккумулятор или другой, который заряженный.

Объём памяти и интерфейсы передачи данных

У разных производителей по-разному. В каких-то тепловизорах может быть только встроенная память и какой-нибудь интерфейс USB. У других будет возможность использование SD-карточки, USB флешки, передача по каналу HDMI, передача по протоколу Wi-Fi на какие-то устройства. Допустим, это может пригодиться человеку, который быстро хочет скинуть фотографию кому-нибудь через смартфон на почту, посоветоваться или вызвать коллегу, чтобы тот провёл какой-то ремонт.

Эргономичность

Очень важный вопрос, который сложно понять, не подержав камеру в руках или даже не попользовавшись ей день-другой. Также зависит от применения. На самом деле критично для случаев, когда ваша работа требует длительного использования тепловизора. Представим себе, вам нужно целый день держать в руке перед лицом какой-то прибор весом около килограмма. Если это будет неудобно, вечером будет очень сильно болеть рука и может быть ещё пару дней.

Простота использования – насколько вы можете быстро разобраться с прибором, русифицированным или нет, большие кнопки, маленькие кнопки, удобно ли доставать рукой или обязательно нужны две руки. Если вы можете в другой руке носить другое оборудование или вам обе руки обязательно нужны, чтобы снимать термограммы.

Ударопрочность

Если у вас прибор дороже ста баксов, например, стоит полмиллиона рублей, конечно, вы его не будете специально кидать об стену. Но если случайно вы его где-то, идя по цеху, стукните им о какой-нибудь металлический кожух или о косяк двери, или кто-то, проходя мимо вашего рабочего стола, смахнёт сумкой с вашего стола полумиллионный тепловизор, лучше, чтобы после этого он продолжал работать, а не надо было идти покупать новый. В этом плане тепловизоры Fluke имеют такую характеристику, как drop test. Это характерно для всех приборов Fluke. У них заявлен drop test на бетонный пол с определённой высоты. Для тепловизоров – 2 м. Ещё сюда не попало, к сожалению, забыл я написать про гарантию, гарантийный срок, наличие сервисного центра, такие вещи, как поддержка в случае каких-то непредвиденных обстоятельств, возможность куда-то обратиться и быстро получить помощь. На этом, наверное, всё. Большое спасибо всем, кто мог участвовать.

Спасибо!

0:58:45

На этой слайде указан адрес нашего сайта – www.fluke.ru, на нём очень много информации. Пользуйтесь полем поиска. Вы можете вписать номер модели. У всех наших моделей, наших приборов название цифровое. Например, вы вводите TE-25 и переходите на страницу с информацией по этому прибору. Вы можете посмотреть технические характеристики, скачать брошюры, руководство по эксплуатации. Если у вас какие-то вопросы по подбору оборудования или вы что-то не смогли найти на сайте, пожалуйста, пишите нам на почту, постараемся вам помочь.

Давайте я пробегусь ещё раз по нашему чату.

Вы знаете, тепловизоры до ста долларов, думаю, не скоро появятся. Потому что всё-таки это оборудование для профессионального использования. Это подразумевает не только дешевизну, но и надёжность, и сертификацию, прохождение проверок и всего прочего. Если вас на самом деле интересуют устройства с ценой порядка ста долларов, поищите. Недавно, в прошлом году, мне присылали ссылку на какой-то прибор, который является дополнением к камере смартфона. Он как-то одевается поверх объектива телефона и переводит картинку из инфракрасного спектра в оптический. Честно сказать, я не уверен, что это не игрушка, что он действительно видит инфракрасное излучение. Но, по крайней мере, такую наводку, подсказку могу дать. Если хотите, поищите информацию.

По поводу подорожания.

К сожалению, и, в связи с ситуацией с рублём, оборудование только дорожает. Насколько я знаю, до конца апреля наши тепловизоры дорожать не будет.

Ещё раз большое спасибо. Если есть какие-то вопросы, пожалуйста, задавайте или присылайте потом на электронную почту. Буду рад всяким вашим откликам, критике, вопросам. Большое спасибо всем. Всем всего хорошего, успехов в работе.


Регистрируйтесь на вебинары проекта Test-energy.ru

Смотрите видеозаписи прошедших вебинаров проекта Test-energy.ru

Если вам нужна профессиональная консультация по вопросам измерения и анализа частичных разрядов или требуется подбор оборудования для вашего конкретного случая, то заполните форму:

 

- Email
- Confirm

* - Обязательное для заполнения
Поделитесь этой страницей с друзьями и коллегами

 


Заказать звонок

- Email
- Confirm
Имя *
Номер телефона *
Комментарий
Согласие на отправку персональных данных *


* - Обязательное для заполнения