Тепловизор для дома: ищем утечку тепла

Тепловизор для дома (IR) это устройство, преобразующее тепловую энергию в видимый свет для анализа тепловых потерь жилого объекта. Полученное изображение называется термограммой и анализируется с помощью процесса, называемого термографией. Тепловизионные камеры представляют собой сложные устройства, которые обрабатывают захваченное изображение и отображают его на экран. Они могут быть использованы для немедленной диагностики или обработаны с помощью специализированного программного обеспечения для дальнейшей оценки и вывода по исследуемому объекту. Тепловизоры поднимают уровень измерения температуры, вместо  численного показателя в одной точке, теперь пользователь получает многогранное цветное изображение, показывающее разность температур по всей поверхности.

Общие сведения и принцип работы устройства

Термография или инфракрасное, тепловое сканирование использует специально видео или фотокамеры для создания изображений, называемых термограммами, которые показывают изменения поверхностного тепла.

Эта технология имеет ряд применений. Термограммы электрических систем могут обнаружить аварийно горячие электрические соединения или компоненты, а механических — определять тепло, создаваемое чрезмерным аварийным трением узлов и деталей. Энергоаудиторы используют термографию как инструмент, помогающий обнаруживать потери тепла и утечки воздуха в конструкциях зданий. Проверка дома тепловизором позволяет им определить эффективность изоляции в строительстве здания.

Формулы, на которых основано инфракрасное измерение температуры хорошо себя зарекомендовали в теплотехнике на протяжении нескольких столетий. Маловероятно, что большинству пользователей IR понадобится использовать формулы, но знание их обеспечит понимание взаимозависимости определенных переменных и послужит для правильной эксплуатации приборов.

Базовые формулы:

1. Закон Кирхгофа: когда объект находится в тепловом равновесии, количество поглощения будет равно количеству излучения.
2. Закон Стефана Больцмана: чем горячее становится объект, тем больше инфракрасной энергии он излучает.
3. Закон смещения Вина: длина волны, при которой излучается максимальное количество энергии, становится короче с ростом температуры.
4. Уравнение Планка, описывает связь между спектральной излучательной способностью, температурой и энергией излучения.

Внешнее обследование дома, хотя и более удобное для домовладельца, имеет ряд недостатков. Теплый воздух, выходящий из здания, не всегда движется через стены по прямой линии. Потери тепла, обнаруженные в одной области наружной стены, могут возникать в каком-либо другом труднодоступном месте внутри стены. Скорость движения наружного воздуха также влияет на тепловое изображение. В ветреные дни сложнее обнаружить разницу температур на внешней поверхности здания. Наиболее точные термографические изображения получают при разнице температур в доме   6.6 C,  внутри и снаружи.

Показания к тепловизионному обследованию дома

Использование тепловизионной камеры в строительстве, диагностике  зданий, энергоаудите и проверке перед покупкой недвижимости сегодня все больше завоевывает популярность . Эта неинвазивная технология действительно может сделать правильную  точную оценку негативным факторам. Тепловизоры также помогают обеспечить безопасную эксплуатацию  электрооборудования для предотвращения травм и ущерба, достичь экономии энергии и снижения затрат, благодаря чему такая камера быстро окупается.

Ручные тепловизионные камеры для домашнего осмотра могут экономически эффективно обнаруживать широкий спектр проблем:

1. Повреждения конструкций дома от плесени и влаги в скрытых местах. Плесень может быть аллергеном, который вызывает раздражение у людей в виде насморка или даже вызвать смерть из-за анафилаксии.
2. Энергоаудитздания. Тепловые потери являются одной из самых больших проблем с отоплением дома. Плохую конструкцию здания и утечки тепла чрезвычайно трудно идентифицировать, поэтому использование тепловизионной камеры для этих целей является огромным преимуществом. Прибор быстро определяет проблемные области вокруг окон, дверей и пола, точно установив области изоляции объекта, которые необходимо улучшить.
3. Определение перегретой проводки или розеток. Прибором могут быть легко идентифицированы перегруженные или устаревшие скрытые электропроводки, чтобы избежать скачков напряжения и потенциальной опасности возгорания.
4. Заражение вредителями, такими как термиты, жуки или даже грызуны. Знание того, где прячутся вредители, является ключом к тому, чтобы остановить их на пути, как можно скорее, прежде чем будет нанесен какой-либо ущерб.

Виды тепловизоров и их характеристики

Существует ряд компонентов, которые влияют как на качество, так и на стоимость тепловизионной камеры. Двумя наиболее важными факторами являются разрешение детектора и тепловая чувствительность.

Разрешение детектора описывает количество пикселей. Наиболее распространенные разрешения 160 x 120, 320 x 240 и 640 x 480 пикселей. Детектор 320 x 240 создает изображение, состоящее из 76 800 пикселей. Более высокие разрешения дают заметно более четкие изображения.

Тепловая чувствительность — это наименьшая разница температур, которую может обнаружить камера. Показатель 0,05 означает, что камера может различать разницу температуры всего лишь в пять сотых градуса.

Не менее важным фактором, который следует учитывать, является температурный диапазон, показывающий минимальные и максимальные температуры, обычно, от – 20С до 1200 С.

Чтобы получить наилучшее тепловое изображение для анализа, для большинства камер можно выполнить четыре настройки: фокуса, излучательной способности, отражающей температуры и тепловую настройку. Так же, как и у стандартной камеры, объектив тепловизионной камеры должен быть сфокусирован для повышения четкости изображения. Это можно выполнить вручную, повернув объектив. Более сложные камеры имеют кнопочную фокусировку.

Излучательная способность — это количество излучения, испускаемого объектом, по сравнению с совершённым излучателем, когда оба имеют одинаковую температуру. Регулировка коэффициента излучения важна при измерении температуры или при сравнении их у двух разных объектов. Не все камеры позволяют пользователю вводить отражающую температуру.

Тепловая настройка камеры включает в себя настройку диапазона или температурного диапазона, который камера видит в режиме просмотра вручную. Ручной режим позволяет пользователю регулировать диапазон до желаемого уровня.

Критерии выбора

Когда дело доходит до выбора тепловизора для осмотра дома или здания, есть факторы, которые надо учитывать:

1. Разрешение термодатчика, которое определяет четкость и детализацию теплового изображения. Более высокий показатель означает, что оно содержит большее количество пикселей на единицу площади, и будет обеспечивать более четкое, качественное изображения, особенно для небольших объектов.
2. Стоимость, у каждого прибора свой бюджет, поэтому нужно исходить из области измерений. Например, владельцу дома, который выполняет ежегодный осмотр дома от плесени и вредителей, не стоит тратить более 65000 рублей на профессиональную тепловизионную камеру высокого разрешения, можно взять аппарат попроще.
3. Срок службы батареи также будет зависеть от области применения. Если планируется покупка тепловизионной камеры для профессиональной деятельности и частого использования, не следует покупать камеру с коротким периодом автономной работы.
4. Частота обновления. Почти все профессиональные тепловизионные камеры, представленные сегодня на рынке, имеют частоту обновления 9 Гц. Это означает, что она создает изображение со скоростью 9 раз/сек, что достаточно для домашнего осмотра.

Правила и алгоритм проведения обследования

Для того чтобы подготовиться к внутреннему тепловому сканированию, домовладелец должен принять все меры для обеспечения точного результата. Это может включать перемещение мебели от внешних стен и удаление занавесок. Наиболее точные термографические изображения обычно получаются при большой разнице температур, не менее 14 C между температурой воздуха внутри и снаружи.

В холодный период года из-за явления, известного как «тепловая нагрузка», домовладелец перед проведением теста может поддерживать определенную разницу внутренних / внешних температур в течение четырех часов, например, запустив кондиционер или центральное отопление. Тепловизионные камеры можно использовать для сбора информации только от внутренней части стены, поскольку они не могут видеть сквозь стены.

Чтобы получить лучшие тепловые изображения, выполняют следующие действия при обследовании:

1. Убеждаются, что контролируемый объект работает с нагрузкой не менее 40%. Низкие нагрузки не производят много тепла, что затрудняет обнаружение проблем.
2. Подходят как можно ближе к своей цели, не «фиксируют потери » через двери и особенно через окна.
3. Учитывают ветровые нагрузки и движение воздушных масс. Эти мощные конвективные силы охлаждают аномальные горячие точки, иногда даже ниже порога обнаружения.
4. Учитывают температуру окружающего воздуха, особенно на открытом пространстве. В жаркую погоду солнце может нагревать оборудование, в то время как холодная погода может маскировать эффекты перегрева компонентов.
5. Учитывают источники отражающего инфракрасного излучения. Предметы, которые имеют блестящие отражающие поверхности и являются излучающими, будут отражать инфракрасную энергию от других близлежащих объектов, включая солнце. Это может помешать измерению целевой температуры и захвату изображения.
6. Неокрашенные металлы сложно измерить. Чтобы повысить точность измерений, прикрепляют к таким компонентам «мишени», обычно бумажные наклейки, изоленту или окрашенные пятна.
7. Сохраняют архивы, как температурных показателей так и тепловые изображения для долгосрочного анализа данных.

Обзор лучших тепловизоров для дома

Тепловизор — дорогой прибор, что объясняется его высоким уровнем технологического исполнения. Цены имеют большой разброс и зависят от функций, качества обработки снимков и внедрения IT-технологий. Пользовательские симпатии 2019 можно продемонстрировать следующим списком.

Профессиональный тепловизор FLIR E60

Использует удобный радиометрический формат файла JPG. Поставляется с внушительным гарантийным пакетом. Имеет возможности записи видео. Работает исключительно с ручной фокусировкой. Его сенсорный экран интуитивно понятен в эксплуатации, а камера имеет диапазон температур от -20 до 650 С, который удовлетворяет большинство потребностей. После того, как сделаны фотографии, они отображаются в JPG, так что можно сразу же просмотреть их на компьютере, не загружая неудобное программное обеспечение.

Прибор идет с обширным гарантийным пакетом, что включает в себя 10-летнюю гарантию на детектор, 5-летнюю гарантию на батареи и 2-летнюю гарантию на детали. Ценник в 345739 руб. может показаться немного экстремальным, но E60 одна из немногих тепловизионных камер на рынке, которая поставляется с дополнительной батареей и внешним зарядным устройством.

E60 предлагает только ручную фокусировку, а это значит, что пользователю не будет нужно напрягать свое зрение. Он также имеет множество дополнительных функций, облегчающих работу специалиста, включая подключение к Wi-Fi, запись голосовых и текстовых комментарий.

Лучшая отечественная бюджетная модель RGK TL-80

Прибор российского производителя строительных приборов, работающего на рынке с 2006 года. Несмотря на свою невысокую цену, аппарат подходит для измерений, как новичкам, так и профессионалам. Прибор характеризуется основательным функционалом и быстро определяет утечки тепла.

Функции подсветки, лазерный проводник и 32-кратноемасштабирование помогает пользователю обнаружить дефекты даже в плохо освещенных помещениях. Процесс записывается на видео с голосовыми комментариями. Прибор имеет сверхвысокую частоту обновления кадров: при норме 9 Гц, она 50 Гц, что дает качественное и быстрое сканирование.

Прибор продается с программным обеспечением. Программа имеет 3 рабочих окна: «Настройки», «Анализ» и «Отчёты». Цена комплекта в Москве от 59 000 руб.

Fluke Ti400 с 5-мегапиксельной цифровой камерой

Это считает очень высоким разрешением для таких приборов. Устройство имеет как авто, так и ручную фокусировку с широким диапазоном температур. Ti400 не для новичков в измерениях, имеет огромный диапазон от -20 до 1200 С, что делает его идеальным для записи экстремальных температур и имеет высокое инфракрасное разрешение 320 x 240.

5-мегапиксельная цифровая камера, может использоваться одновременно, снимая инфракрасные изображения. Затем камера дает возможность специалисту объединить два изображения для еще более глубокого анализа.

Недостатком использования этой камеры является необходимость дополнительной установки дорого программного обеспечения и 2-х летняя гарантия на все элементы.

Цена – 646411 руб.

Тепловизор –приставка для смартфонов PRO-GRADE

FLIR ONE PRO-IOS специальный современный тепловизор для контроля электрических сетей, тепловых потерь, поиска проблем с HVAC или дефектов конструкций под водой. Камера имеет 4-кратное разрешение, обеспечивающее высокую четкость изображения, благодаря революционной технологии FLIR VividIR TM. Диапазон температур до 400 C, с чувствительностью разницы температур до 19 С. Тепловой модуль Smartphone способен обеспечит запросы любого профессионала для тестирования жилых объектов.

Технические параметры:

1. Детализация и четкость изображения 19 200 пикселей.
2. Возможность работы в жестких условиях, рассчитан на падение с высоты до 2 м и на длительное использование.
3. Точность измерения ± 3.0 C или ± 5.0%.
4. Тепловая чувствительность / NETD 70 mK.
5. Вес 36.5 гр.
6. Размеры 68 × 34 × 14 мм.
7. Телефон IOS.
8. Цена 46000 руб.

XE-26 XEAST с цветным дисплеем

Новинка может использоваться на энергетических объектах, в жилищно-коммунальном хозяйстве, МСЧ, промышленных испытаниях, научных заведениях, пищевых предприятиях и сельскохозяйственных объектах. Устройство имеет 2,4-дюймовый ЖК-дисплей синего фона. Имеется возможность регулировки излучательной способности с компенсацией отраженного фона, что улучшает точность тестирования.

Технические возможности устройства:

1. Маркировка температуры точек измерения.
2. Создание визуальной и тепловой карт обнаружения линий.
3. Регулировка излучательной способности от 0,1 до 1,0.
4. Создание изображения и архивирование результатов на SD-карте.
5. Питание — батарейка типа АА 1,5 В.
6. Время непрерывной работы 6 часов.
7. Размеры 260 х 200х 112 мм.
   
   Вес прибора 0,35 кг.
8. Цена – 10968 руб.

Камера Seek Reveal Thermal Reveal

Прибор разработанный для тестирования в полевых условиях, сочетает в себе передовую тепловизионную камеру с высокоэффективным светодиодным светильником в одном компактном, прочном и надежном устройстве.

Технические возможности:

1. Сочетает мощную тепловую проницательность и высокоэффективное освещение в одном устройстве.
2. Определяете конкретные источники тепла и потери тепла на расстоянии до 150 м всего одним нажатием кнопки.
3. Поле обзора шириной 36 градусов быстро сканирует внутреннюю часть любой комнаты на предмет проблемных зон.
4. 10 часов автономной работы.
5. Датчик температуры точно определяет области потери тепла.
6. Измеряет разницу температур от -40 градусов по Цельсию до 330 С.
7. Интуитивно понятное управление, возможность работы одной рукой.
8. Архивирует результаты тестирования на прилагаемую SD-карту.
9. Цена – 27065 руб

Тепловизионная камера Perfect-Prime IR0002

Perfect-Prime IR0002, инфракрасный тепловизор и камера видимого света с ИК-разрешением 3600 пикселей и температурным диапазоном от -20 до 300 C, частотой обновления 6 Гц

Технические данные Perfect Prime:

1. Разрешение изображения: 60 x 60, 3600 пикселей.
2. Память для хранения: Micro SD Card.
3. 4 ГБ для хранения изображений.
4. Термочувствительность: 0,15 C, диапазон температур: от -20 до 300 C.
5. Точность температуры: +/- 2% или +/- 2 C.
6. Экран дисплея: 2,4 Full Angle HD, видимое изображение.
7. Разрешение: 0,3 мегапикселя.
8. Цена – 13466 руб.

Эволюция технологии тепловидения позволяет оценить дом совершенно новым и эффективным способом. Инфракрасный датчик в тепловизионной камере способен определять температуру и тепло, выделяемое любым объектом, тем самым быстро выявить проблемы в жилом секторе, которые не могут быть выполнены при использовании только традиционных температурных замеров.