Теплотехнические измерения

ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Приборы для измерения
температуры и температурных
полей
Программа:
• Теория измерений
• Знакомство с тепловизором
• Место и задачи тепловизионного обследования
для целей Энергоаудита
• Программное обеспечение тепловизоров
• Дополнительное оборудование при проведении
тепловизионного контроля
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Физика измерения температуры бесконтактным способом
 Каждое тело с температурой выше чем -273.15 ºC, излучает энергию.
 Тепловизор - измеряет инфракрасное излучение, пересчитывая его в
значение температуры.
 Сама камера не испускает излучения. Возможность тепловизора видеть
«сквозь» материалы очень ограничена. Тепловизор измеряет температуру
поверхности.
Соотношение между и интенсивностью излучения и температурой
определяется законом Стефана—Больцмана:
R ~ ε * σ * T4
Где R – Плотность излучения Вт/м2
σ = 5,67 · 10-8 (w/m2*K4) – Константа Стефана-Больцмана:
T – Температура тела, оК, ε – коэффициент излучения.
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Физика измерения температуры бесконтактным способом
Электромагнитный спектр
•
•
•
Видимый
Кор. волны
Длинные
волны
Видимый свет
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
1. Физика измерения температуры бесконтактным способом
Видимый
свет...
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
1. Физика измерения температуры бесконтактным способом
Инфракрасный
свет:
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Схема работы тепловизора
Тепловизор с матрицей
II
I
Камерасканер
Горизонтальное
сканирование
ИК
Оптика
Вертик.
сканирование
Матрица
детектора
Единичный
детектор
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Основные характеристики тепловизоров
Диапазон измерений температуры, °С
от -10°С до +250°С
Неохлаждаемая микроболометрическая
Детектор
матрица 160х120 элементов
Порог температурной чувствительности
0,1 – 0,2 °С
Погрешность измерения температуры
±2°С, но не менее ±2%
Оптическое поле зрения,
23° x 17° (стандартный объектив, опциональный теле
по горизонтали и по вертикали,
или широкоугольный объектив)
Частота развертки изображения
9 Гц
Система наведения/указания
Лазер
Встроенная цветная цифровая видеокамера 2
Дополнительные функции
Мегапиксель элементов. Функция наложения фото на
термограмму. Фонарь. Речевые комментарии.
Функции отображения
Палитры. Кол-во измерительных точек. Поиск
максимальной и минимальной температуры.
Сигнализация высокой температуры (точки росы).
Фокусировка
Ручная, Моторизированная, Автоматическая
Дисплей
3,6” ЖК цветной дисплей и/или видоискатель
Передача данных
Внутренняя или внешняя карта памяти
Время автономной работы от батарей
4 часа
Условия эксплуатации, защита от внешних воздействий Стандарт IP54
Эргономика, Габаритные размеры, Вес
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Все поставляемые тепловизоры
внесены в Госреестр
Средств Измерений РФ
Межповерочный интервал –
1 год
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
9
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Термография в обследовании зданий и сооружений
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Термография в обследовании зданий и сооружений
 Поиск мест утечки тепла (тепловых мостиков)
 Контроль качества конструкции и теплоизоляции
 Анализ причин образования плесени / конденсации влаги
 Определение утечек воздуха
 Поиск утечек в водопроводных трубах
 Оценка состояния исторических зданий
 ....
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
 Поиск тепловых мостиков
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Выявление скрытых
дефектов теплозащиты: а –
угловые зоны стеновой
панели признаны
дефектными; б –
значительные дефекты
теплозащиты, связанные с
попаданием холодного
воздуха в зазор между
внутренней гипсокартонной
отделкой и стеной
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
 Определение мест утечек воздуха с помощью тепловизора
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
На термограмме трёхэтажного многоквартирного дома с наружным стеновым виниловым
покрытием чётко видна траектория сильной утечки из стиральной машины,
расположенной на третьем этаже. Данную утечку невозможно обнаружить при наружном
визуальном осмотре.
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
 Определение утечек в теплых полах
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Тепловизионное обследование котлов и оборудования
котельных
ЭКОНОМАЙЗЕР
СТЕНКА КОТЛА
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
2
0
,
2
0
0
Теплотрасса, Батареи
1
5
1
0
5
0
-5
-1
0
-1
5
-1
5
,
0
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
 Оценка состояния исторических зданий
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Энергоаудит внутри предприятия
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
 Электрические контакты и соединения
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Термография в энергетике. диагностика ЛЭП
На этом ИК-изображении показано «горячее» соединение (измеренная с использованием
телескопического объектива температура соединения составляет 225°С) в подстанции, которая
подаёт электропитание в больницу и близлежащие к ней здания. При помощи тепловизора
удалось сразу же зафиксировать наличие дефекта. Электрическое соединение было повреждено
при грозе, в результате чего контакт приварился заново к опорному кронштейну изолятора
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
диагностика трансформатов
Выделение избыточного тепла в распределительном трансформаторе произошло
вследствие появления внутреннего дефекта и низкого уровня масла
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Диагностика трансформаторов тока и напряжения
*>-5,5°C
*>4,5°C
-6,0
4,5
ТН-110 1сш
ФА, ФВ, ФС
со стороны ФА
4,0
3,5
-7,0
3,0
-8,0
2,5
-9,0
2,0
-10,0
1,5
1,0
0,5
-11,0
Area1
Mean
1,3
-12,0
0,0
-0,5
-1,0
-1,5
-2,0
-13,0
Area2
Mean
2,5
-14,0
Area3
Mean
1,4
Mean
-8,9
-15,0
-16,0
-2,5
-3,0
*<-3,0°C
Mean
-9,6
*<-16,8°C
Mean
-9,5
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Уровень жидкости в резервуарах
Инфракрасная термография представляет собой БЕЗОПАСНЫЙ и эффективный метод проверки уровня жидкости
в резервуарах с кислотами и другими опасными средами.
В настоящее время для проверки уровня оператор помещает в резервуар деревянный шест. Использование
тепловизора не только облегчит и обезопасит работу оператора, но и поможет в оперативном решении проблем,
связанных с отказами датчиков уровня.
Подсчитано, что применение тепловизионной техники для обследования резервуаров с кислотами позволит
сэкономить 1000 человеко-часов в год и значительно увеличит безопасность выполнения работ.
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Диагностика дымовых труб
На данной термограмме ясно видно разрушение жаростойкого покрытия
трубы печи для нагрева сырой нефти. Если не принять мер, подобная
ситуация может привести к быстрому разрушению металла и
катастрофическому отказу.
.
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Плохая изоляция в малой холодильной камере
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Термография в машиностроении
Диагностика электродвигателей, соосности передачи.
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
В машиностроении
Диагностика перегрева ременной передачи.
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Место и задачи тепловизионного обследования для целей
Энергоаудита
Термография в машиностроении
Тепловизионное обследование автомобильных
сидений с подогревом
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
И более того...
 Пожарные : поиск тлеющих углей, поиск людей в
задымленных зданиях
 Системы наблюдения / контроль автотранспорта
 Армия, правоохранительные органы
 Медицина
 Искусство
 Микроэлектроника
 ....
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Методическое обеспечение
при покупке тепловизора
Бесплатное обучение работе
Книги
Методики диагностики
Примеры отчетов
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Дополнительное оборудование при проведении тепловизионного
контроля
Определения фактического значения приведенного сопротивления теплопередаче
элемента ограждения по ГОСТ 26254 (26602.1 – для светопрозрачных ОК) с
помощью прибора ИПП-2М
Снаружи
помещения
Внутри
помещения
А
Б
контроллер
-
датчик температуры поверхности,
-
датчик температуры воздуха,
-
датчик теплового потока
.
Продолжительность периода измерения определяется требованиями тепловой инерцией ОК
и допустимым отклонением среднесуточной температуры наружного воздуха и составляет
не менее 1-х суток для светопрозрачных конструкций и не менее 3-х – для остальных типов
конструкций.
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Дополнительное оборудование при проведении
тепловизионного контроля
Пирометр 845
Пирометр Cyclops 100
Температуры измерения:
-35-950 оС
Температуры измерения:
550-3000 оС
Оптика: 75:1
Оптика: 180:1
testo 410-2
testo 810
Карманный измерительный
прибор testo 410-2
для измерения влажности,
температуры и скорости
потока воздуха
Карманный пирометр testo
810 для быстрого измерения
температуры поверхности и
температуры воздуха
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Дополнительное оборудование при
проведении тепловизионного контроля
Пирометр
Самоклеющаяся пленка
Самоклеющаяся пленка,
напр., для полированных
поверхностей (рулон, длина
10 м, ширина 25 мм), E=0.95,
термопрочность до +300°C
+Термпературный
контактный зонд
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
 Искусство „Поток тепла“
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
3. Пирометр и контактное измерение температуры
(коэффициент излучения)
«Черное тело» (совершенный
излучатель)
 Реальное тело
Поглощает и испускает 100% энергии
(коэффициент излучения = 1)
Часть излучения отражается
или проходит сквозь тело
(коэффициент излучения< 1)
37
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
3. Пирометр и контактное измерение температуры
(коэффициент излучения)
Отражение, Пропускание, Излучение
=> Kirchhoff‘s Law
38
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
3. Пирометр и контактное измерение температуры
(коэффициент излучения)
Отражение, Пропускание, Излучение
 Коэффициент излучения может варьироваться в зависимости от
состояния поверхности, материала и температуры.
 Для тепловизоров, работающих в диапазоне длинных волн,
коэффициент излучения не зависит от цвета измеряемого объекта.
 Большинство материалов имеют коэффициент излучения от 0.85 до
0.96.
 Можно использовать таблицы коэффициентов излучения. Однако,
эти значения следует использовать только в качестве справочных.
 Также возможно определить коэффициент излучения через:
Эталонные измерения с помощью контактных термометров или для
поверхностей с известным коэффициентом ε.
39
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Параметры которые должен ввести пользователь....
Два важных параметры для измеряемого объекта:
 Отраженная температура –
температура которая отражается объектом измерения.
 Коэффициент излучения–
описывает способность измеряемой поверхности к излучению.
40
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Примеры применения промышленная термография
23,5°C
22
Перегретое электрическое
соединение?
20
18
23,5°C
16,5°C
22
Нет! Просто отражение термографа
20
18
16,5°C
41
ЭНЕРГОТЕСТ
«Инструментальный Энергоаудит»
(Теплотехнические измерения)
Термальное и геометрическое разрешение

Температурная чувствительность (NETD):
прибл. +/- 0,1 K при 30° C

Геометрическое разрешение:
FOV: полная зона которую «видит»
камера с использование указанного
объектива
IFOV: наименьший объект который
«видит» система на заданном
расстоянии
Идеально наименьший
Размер объекта= IFOV.
Практически минимальный
Размер объекта= 3*IFOV
Поле зрение определяется
расстоянием и оптикой (комбинация
инструмента и объектива).
Testo AG: Basic training Thermography
42