? #X YYZ # VZNZ $%NZ F #XZO# ` k 2018-2019 - Testo · 2018-12-24 · Если небо чистое «холодное рассеянное небес- ное излучение»

Карманное руководствоТермография2018-2019

Теория - Практическое применение - Советы и рекомендации

Авторское право, гарантия и ответственность

Материал данного руководства защищен авторским правом. Все правапринадлежат исключительно компании Testo. Материал руководства запрещаетсяпубликовать в других коммерческих источниках, видоизменять илииспользовать в целях, отличных от предполагаемых для пользователя, безпредварительного письменного согласия компании Testo.Материал данного руководства составлялся очень тщательно. Тем не менее,предоставленная информация не несёт обязательной силы, и компания Testoоставляет за собой правой вносить изменения или дополнения в данноеруководство. Testo не дает гарантии относительно корректности или полнотыпредоставленного материала. Ответственность, связанная с любымиаспектами законодательства, ограничена ущербом, причиненным компаниейTesto, ее уполномоченными лицами или подрядчиками намеренно, по грубойнебрежности, в случае нарушений материальных договорных обязательств,простой небрежности. В случае причинения определённого ущербапо причине простой небрежности степень ответственности компании Testoограничивается ущербом, являющимся типичным и предсказуемымпри урегулировании споров подобного рода. Это не распространяется направо получения компенсации в соответствии с гарантийными обязательствамиили Законом об ответственности за качество продукции.

Testo, 2018

3

Предисловие

Уважаемый пользователь продукции Testo,

“Изображение может сказать больше, чем тысяча слов”

В современном мире, с неумолимым ростом цен наэнергию и дороговизной вынужденных простоев оборудования,бесконтактное измерение температуры стало неотъемлемойи незаменимой процедурой при проведении оценки энергоэф-фективности зданий и решении различных задач промышлен-ного сектора. Однако использование термографии требуетсоблюдения ряда важных правил. Карманное руководство по практическому применениютермографии разрабатывалось на основе вопросов,которые изо дня в день задавали нам наши заказчики.“Начинённое” большим количеством интересной инфор-мации, советами и рекомендациями по практическомуприменению термографии, настоящее руководство станетдля вас незаменимым и чрезвычайно полезным помощником врешении ежедневных задач.

Желаем вам приятного и полезного прочтения!

Даниэль Ауэр, Руководитель подразделения Инфракрасные технологии

Содержание

1. Теория термографии 5

1.1 Излучение, отражение, пропускание 6

1.2 Область замера и расстояние до объекта измерений 13

2. Применение термографии на практике 16

2.1 Объект измерений и условия проведения термографии 16

2.2 Определение e и КОТ (компенсация отраженной

температуры) в практических применениях 25

2.3 Источники ошибок при проведении ИК-измерений 29

2.4 Оптимальные условия проведения ИК-измерений 36

2.5 Идеальное ИК-изображение (термограмма) 37

3. Приложение 40

3.1 Словарь терминов по термографии 40

3.2 Таблица коэффициентов излучения 52

3.3 Testo рекомендует 54

Карманное руководство “Термография”

4

5

1 Теория термографииВсе объекты, температура которых выше абсолютногонуля (0 К = -273,15 °C), излучают инфракрасные волны.Человеческий глаз не способен видеть инфракрасноеизлучение.Еще в 1900-х гг. физик Макс Планк доказал наличие взаи-мосвязи между температурой тела и интенсивностью исхо-дящего от него потока инфракрасного излучения.Тепловизор измеряет инфракрасное излучение в длинно-волновом спектре в пределах поля обзора. Исходя изэтого, осуществляется расчет температуры измеряемогообъекта. Факторы расчета излучательной способности (ε)поверхности измеряемого объекта и компенсации отра-женной температура (КОТ = компенсация отраженной тем-пературы) – значения этих переменных можно вручнуюввести в тепловизор.Каждый пиксель детектора представляет собойтемпературную точку, отображаемую на дисплее с помо-щью видеоэффекта “ложный цвет” (см. Область замера и

расстояние до объекта измерений, стр. 13).Термография (измерение температуры с помощьютепловизора) является “пассивным”, бесконтактным мето-дом измерений. Тепловой снимок представляет собойвизуализацию распределения поверхностной температурыобъекта. Таким образом, используя тепловизор, вы не смо-жете “заглянуть” внутрь объекта или увидеть его насквозь.

6

1.1 Излучение, отражение, пропускание

Излучение, регистрируемое тепловизором, состоит изизлучаемого, отраженного и проходящего длинноволново-го инфракрасного излучения, исходящего от объектов,расположенных в пределах поля зрения тепловизора.

Коэффициент излучения (e) Коэффициент излучения (e) - это степень способностиматериала излучать (выделять) инфракрасное излучение. l e изменяется в зависимости от свойств поверхности,

материала, и в случае с некоторыми материалами – оттемпературы измеряемого объекта.

l Максимальная излучательная способность: e = 1( 100%) (см. “черное тело - абсолютный излучатель”,

Рис. 1.1: Излучение, отражение и пропускание

t

r

e


7

стр. 40). e = 1 в действительности не встречается.l Живые тела: e < 1, т. к. живые тела также отражают и по

возможности пропускают излучение.l Многие неметаллические материалы (например, ПВХ,

бетон, органические вещества) обладают высокойизлучательной способностью в длинноволновом инфра-красном диапазоне, которая не зависит от температуры(e ≈ 0.8 до 0.95).

l Металлы, особенно материалы с блестящей поверх-ностью, обладают низкой излучательной способностью,которая может меняться в зависимости от температуры.

l Коэффициент излучения ε можно вручную задать в тепловизоре.

l Автоматическое определение коэффициента излученияс помощью функции testo ε-Assist (testo 868, 871, 872).

Коэффициент отражения (ρ)

Коэффициент отражения (ρ) это степень способностиматериала отражать инфракрасное излучение.l ρ зависит от свойств поверхности, температуры и типа

материала.l Как правило, гладкие, полированные поверхности имеют

большую отражательную способность, чем шерохова-тые, матовые поверхности, изготовленные из одного итого же материала.

l Компенсацию отраженной температуры можно вручнуюнастроить в тепловизоре (КОТ).

l Автоматическое определение отраженной температурыс помощью функции testo ε-Assist (testo 868, 871, 872).

8

l Во многих областях применениях отраженная темпера-тура соответствует температуре окружающей среды. Выможете измерить ее, например, с помощью воздушноготермометра testo 810.

l КОТ можно определить посредством излучателя Лам-берта (см. “Измерение температурной компенсацииотражения посредством излучателя Ламберта (изготов-ленного из подручных средств)”, стр. 28).

l Угол отражения отраженного инфракрасного излучениявсегда совпадает с углом падения (см. “зеркальное отра-жение”, стр. 33).

Коэффициент пропускания (t)Коэффициент пропускания (t) это степень способностиматериала пропускать (проводить через себя) инфракра-сное излучение.l t зависит от типа и толщины материала.l Большинство материалов являются материалами не про-

пускающего типа, т.е. устойчивыми к длинноволновомуинфракрасному излучению.

Закон теплового излучения Кирхгофа

Инфракрасное излучение, регистрируемое тепловизором,состоит из:l излучения, испускаемого объектом измерения;l отраженного внешнего излучения иl пропущенного объектом измерения излучения

(см. Рис. 1.1, стр. 6)Сумма данных компонентов всегда принимается за 1 (100%):


9

e + r + t = 1Поскольку коэффициент пропускания редко играет значи-тельную роль на практике, t опускается и формула

e + r + t = 1упрощается до

e + r = 1.

Для термографии это означает: чем ниже коэффициентизлучения,

ð тем выше уровень отраженного инфракрасногоизлучения,

ð тем сложнее осуществить точное измерениетемпературы,

ð тем более важным фактором становится правильнаянастройка компенсации отраженной температуры(КОТ).

Взаимосвязь между излучением и отражением

1. Объекты измерений с высоким коэффициентомизлучения (e ³ 0,8):

ð имеют низкий коэффициент отражения (r): r = 1 - e;

ð температуру данных объектов можно очень легкоизмерить с помощью тепловизора.

2. Объекты измерений со средним коэффициентомизлучения (0,8 < e < 0,6):

ð имеют средний коэффициент отражения (r): r = 1 - e;

ð температуру данных объектом можно легкоизмерить с помощью тепловизора.

3. Объекты измерений с низким коэффициентом

10

излучения (e £ 0,6):

ð имеют высокий коэффициент отражения (r): r = 1 - e;

ð измерение температуры объектов тепловизоромвозможно, но результаты измерений необходимо под-вергать тщательной проверке.

ð крайне важно выполнять корректную настройку ком-пенсации отраженной температуры (КОТ), посколькуэто является одним из основных факторов при расче-те температуры.

Корректная настройка коэффициента излучения критическиважна при значительной разнице между температурой объ-екта измерений и рабочей температурой окружающейсреды. 1. Когда температура измеряемого объекта выше темпе-

ратуры окружающей среды (радиатор на Рис.1.2,стр.11):

ð чрезмерно высокий коэффициент излучения приве-дёт к завышенным показаниям температуры(тепловизор 1).

ð чрезмерно низкий коэффициент излучения приведётк заниженным показаниям температуры (тепловизор2).

2. Когда температура измеряемого объекта нижетемпературы окружающей среды (дверь, изображеннаяна Рис.1.2, стр.11):

ð чрезмерно высокий коэффициент излучения приве-дёт к заниженным показаниям температуры(тепловизор 1).


Обратите внимание: чем больше разница

между температурой измеряемого объекта и

температурой окружающей среды, и чем ниже

коэффициент излучения, тем больше веро-

ятность возникновения ошибок. Количество ошибок

возрастет, если коэффициент излучения задан неверно.

11

Рис. 1.2: Влияние некорректной настройки коэффициентаизлучения на результаты измерений температуры

e=1

65°

50°

35°

20°

5°

e=0.7

e=0.960°C

e=0.915°C

1 2

12

l Тепловизор позволяет измерить только

поверхностную температуру объекта; с помощью

данного прибора вы не можете “заглянуть

внутрь” объекта или увидеть его насквозь.

l Несмотря на то, что многие материалы, например, стекло

кажутся прозрачными, они проявляют себя, как материа-

лы непропускающего типа, т.е. устойчивые к длинно-

волновому инфракрасному излучению материалы (см.

“Измерения на стекле”, стр. 31).

l При необходимости снимите с измеряемого объекта

чехол/упаковку, т.к. при наличии последних тепловизор

измерит поверхностную температуру чехла/упаковки.

Внимание:

Будьте внимательны при измерениях температуры

объектов! Всегда следуйте инструкции!

l Некоторые пропускающие материалы содержат, напри-

мер, тонкий пластик или германий – материал, из которо-

го изготовлен объектив и защитный фильтр для объекти-

ва тепловизора Testo.

l Если компоненты, расположенные под поверхностью,

влияют на распределение температуры по поверхности

измеряемого объекта через проводимость, структуру

внутреннего дизайна объекта измерения зачастую можно

рассмотреть на полученном тепловом снимке. Тем не

менее, тепловизор может измерять только (!) поверхност-

ную температуру. Точное определение температуры внут-

ренних элементов объекта с помощью тепловизора

осуществить невозможно.


13

ð чрезмерно низкий коэффициент излучения приведётк завышенным значениям температуры.

1.2 Область замера и расстояние до объектаПри определении оптимального расстояния до измеряемо-го объекта и максимального видимого и измеряемогообъекта необходимо учитывать следующие переменные:

l поле зрения (FOV);l наименьший видимый объект (IFOVgeo) иl наименьший измеряемый объект / область замера

(IFOVmeas).

Рис.1.3: Поле зрения тепловизора

FOV

32°

1 м

14

Поле зрения (FOV) тепловизора представляет собой область, види-

мую тепловизором (см. Рис. 1.3, стр.13). Размеры данной площади

определяются возможностями оптики (например, 32° широкоуголь-

ный объектив является стандартным объективом для testo 875i/882,

объектив 30° - для testo 885, а объектив 42° - для testo 890). В каче-

стве опции доступен телеобъектив (9° х 7° - для testo 875i, и 11° х 9°

и 15° х 11° - для testo 885 и 890 соответственно) и супер-теле-

объектив (5° х 3,7° для testo 885 и 6,6° х 5° для testo 890).

Рис 1.4: Поле зрения отдельно взятого пикселя

Для увеличения поля зрения следуетиспользовать широкоугольный объектив.

3.5 мм

1 м

IFOVgeo

IFOVmeas

3.5 мрад


15

Более того, вам необходимо знать технические характеристики

наименьшего видимого объекта (IFOVgeo) вашего тепловизора. С

помощью данного значения определяется размер пикселя в зависи-

мости от расстояния.

С пространственным разрешением объектива 3,5 мрад и расстоя-

нием до измеряемого объекта 1 м, наименьший видимый объект

(IFOVgeo) имеет сторону пикселя равную 3,5 мм и отображается на

дисплее в качестве 1-го пикселя. Для получения точных результа-

тов измерения измеряемый объект должен быть в 2-3 раза больше

наименьшего видимого объекта (IFOVgeo). Следовательно, следую-

щий приближенный подсчет применяется к наименьшему изме-

ряемому объекту (IFOVmeas):

IFOVmeas » 3 x IFOVgeo

l Для достижения высокого пространственного

разрешения мы рекомендуем использовать

телеобъектив.

l С FOV-конвертором, разработанным специалистами

Testo, вы сможете рассчитать значения для FOV,

IFOVmeas и IFOVgeo для различных расстояний.

Закажите бесплатную версию конвертора для ПК на

termografia.ru/about/calculator или выполните необхо-

димые расчеты непосредственно на сайте.

16

2 Практическое применение термографии2.1Объект измерений и условия проведения

термографии

Объект измерений1. Материал и коэффициент излученияПоверхность любого материала обладает определеннымкоэффициентом излучения, на основе которого выводитсяколичество инфракрасного излучения, испускаемого мате-риалом, котороеl отражается иl излучается (исходит от самого объекта).2. ЦветПри измерении температуры с помощью тепловизора цветматериала не оказывает значительного влияния на длинно-волновое инфракрасное излучение, излучаемое измеряемымобъектом. Темные поверхности воспринимают большекоротковолнового инфракрасного излучения, чем светлыеповерхности, и, как следствие, быстрее нагреваются. Одна-ко, излучаемое инфракрасное излучение зависит от темпе-ратуры, а не от цвета поверхности измеряемого объекта.Радиатор, окрашенный в черный цвет, например, излучает тоже количество длинноволнового инфракрасного излучения,что и радиатор, окрашенный в белый цвет при одинаковойтемпературе.3. Поверхность объектаСвойства поверхности измеряемого объекта играют решающуюроль при измерении температуры с помощью тепловизора. Этосвязано с тем, что коэффициент излучения меняется в зависи-мости от структуры поверхности, загрязнения и покрытия.


17

Структура поверхности

Гладкие, блестящие, отражающие и/или отполированныеповерхности, в основном, обладают более низким коэффи-циентом излучения, чем матовые, структурные, шерохова-тые, подвергшиеся атмосферным воздействиям и/или исца-рапанные поверхности одного и того же материала. Приработе с чрезмерно гладкими поверхностями часто возни-кает зеркальное отражение. (см. “Зеркальное отражение”,стр. 33).Влага, снег и иней на поверхности

Вода, снег и иней обладают относительно высоким коэффи-циентом излучения (приблиз. 0,85 < ε < 0,96), поэтому изме-рение данных субстанций обычно не вызывает трудностей.Однако, вы должны помнить о том, что температура изме-ряемого объекта может быть искажена из-за данных «нату-ральных» покрытий. Влага охлаждает поверхность измеряе-мого объекта, т.к. она испаряется, а снег обладает хорошимиизоляционными свойствами. Иней обычно не создает изоли-рованной поверхности, поэтому при измерении необходимоучитывать коэффициент излучения инея, а также поверхно-сти под ним.Загрязнение и инородные вещества на поверхности

Такие загрязняющие вещества на поверхности измеряемогообъекта, как пыль, сажа или масло для смазки зачастуюповышают коэффициент излучения поверхности. По этой причине, измерение на загрязненных объектах не представ-ляет большой трудности. Однако, ваш тепловизор всегдаизмеряет температуру поверхности, т.е. пыли, а не точнуютемпературу поверхности, покрытой пылью.

18

Условия проведения измерений1. Температура окружающей средыДля того, чтобы ваш тепловизор правильно рассчитал темпе-ратуру поверхности измеряемого объекта, в настройках вамнеобходимо задать как компенсацию отраженной температу-ры (КОТ), так и коэффициент излучения (ε). Во многих сферахприменениях отраженная температура соответствует темпе-ратуре окружающей среды (см. “Излучение”, стр.19). Выможете измерить ее с помощью воздушного термометра,например, testo 810. Точная настройка коэффициентаизлучения особенно важна, когда температура измеряемогообъекта и температура среды измерения значительно отли-чаются друг от друга (см. Рис. 1.2, стр. 11).

l Коэффициент излучения материала в значи-

тельной степени обусловлен структурой

поверхности материала.

l Следите за корректной настройкой коэффици-

ента излучения и учитывайте покрытие поверх-

ности объекта измерений.

l Не проводите измерения на влажных поверхностях или

поверхностях, покрытых снегом или инеем.

l Не проводите измерения на свободнолежащих загряз-

няющих частицах (искажение температуры воздушных

карманов).

l При измерениях, в частности, на гладких поверхностях

необходимо помнить о потенциальных источниках

излучения (например, солнце, радиаторы и т.д.).


19

2. ИзлучениеВсе объекты с температурой выше абсолютного нуля (0 К =-273,15 °C) излучают инфракрасные волны. В частности,объекты с температурой, значительно отличающейся оттемпературы измеряемого объекта, могут искажатьинфракрасное излучение по причине собственного излуче-ния. Вы должны по возможности избегать или нейтрализо-вать источники помех такого рода. Загородив источникипомех (например, с помощью брезента или картоннойкоробки), вы снизите негативное воздействие на измере-ние. Если влияние источника помех нейтрализовать невоз-можно, температура отражения не будет совпадать с тем-пературой окружающей среды. Для измерения отраженно-го излучения рекомендуем применять, например, шаровыйтермометр или излучатель Ламберта в сочетании с вашимтепловизором (см. “Определение температуры отраженногоизлучения”, стр. 28).Особенности проведения термографии вне помещений

Инфракрасное излучение, исходящее от безоблачного неба,неформально называют «холодное рассеянное небесноеизлучение». Если небо чистое «холодное рассеянное небес-ное излучение» (~ -50 °C до -60 °C) и накаленный солнечныйсвет (~ 5500 °C) дают отражение на протяжении дня. Говоряна научном языке, небо “опережает” солнце, что означает –отраженная температура при термографии вне помещенийобычно ниже 0 °C, даже в солнечный день. Предметы нагре-ваются на солнце в результате поглощения солнечногосвета. Это в значительной степени влияет на поверхностную

20

температуру – в некоторых случаях температура держитсяна протяжении нескольких часов после того как объект былподвержен солнечному воздействию. На рисунке 2.1 вы можете увидеть, что на ИК-изображенииводосточный желоб значительно холоднее, чем стена зда-ния. Однако, в действительности они абсолютно одинаковойтемпературы. Следовательно, данное ИК-изображение тре-бует правильной интерпретации. Давайте предположим, чтоповерхность желоба оцинкована и имеет очень низкийкоэффициент излучения (ε = 0,1). Следовательно, только 10%длинноволнового инфракрасного излучения, испускаемоговодосточным желобом, является его собственным излучени-ем, а остальные 90% - отраженное излучение от атмосферы.Если небо безоблачное «холодное рассеянное небесное

Рис. 2.1: Отражение при измерениях на открытом воздухе


21

излучение» (прибл. -50 °C ... -60 °C) отражается отжелоба. Для проведения точных измерений настене здания необходимо правильно выполнитьнастройку тепловизора: ε = 0.95 и КОТ = -55 °C.По причине чрезвычайно низкого коэффициента излучения ичрезвычайно высокого коэффициента отражения, водосточ-ный желоб отображается слишком холодным на ИК-изобра-жении. Для точного отображения температуры обоих мате-риалов на дисплее тепловизора, вы можете изменить коэф-фициенты излучения для определенных участков с помощьюПО для анализа (например, с помощью ПО Testo IR Soft).

l Всегда учитывайте влияние вашего собственного инфра-

красного излучения.

l Во время проведения измерения меняйте местоположе-

ние, чтобы определить возможные отражения. Отражение

перемещается, в том время как инфракрасные характери-

стики измеряемого объекта остаются неизменными, даже

при изменении угла зрения.

l Не проводите измерения вблизи слишком горячих/ холод-

ных объектов или загораживайте их.

l Избегайте воздействия прямых солнечных лучей на изме-

ряемый объект, даже за несколько часов до проведения

измерения. Проводите измерения рано утром.

l При возможности проводите измерения на открытом

воздухе/вне помещений при облачности.

22

3. Погодные условияОблачность

Сильная облачность создает оптимальные условия для про-ведения инфракрасных измерений на открытом воздухе, т.к.облака загораживают измеряемые объекты от прямого сол-нечного света и «холодного рассеянного небесного излуче-ния» (см. “Излучение”, стр. 19).Выпадение осадков

Интенсивные осадки (дождь, снег) могут исказить результа-ты измерений. Вода, лед и снег обладают высоким коэффи-циентом излучения и устойчивы к инфракрасному излуче-нию. К тому же, измерение влажных объектов может приве-сти к ошибкам, поскольку поверхность измеряемого объектаохлаждается при испарении осадков (см. “Поверхностьобъекта измерений”, стр. 16).

Солнечный свет

(см. “Излучение”, стр. 19)4. Воздух

lИдеальными условиями проведения измерений

являются условия повышенной облачности.

l Учитывайте наличие облачности за несколько часов

до начала измерений.

l Не выполняйте измерения во время обильного

выпадения осадков.


23

Влажность воздуха

Уровень относительной влажности воздуха во время измере-ний должен быть достаточно низким, чтобы избежать конден-сации в воздухе (туман), на измеряемом объекте, на защитномфильтре объектива или самом объективе тепловизора. Еслиобъектив (или защитный фильтр) запотевает, определеннаячасть инфракрасного излучения не будет получена тепловизо-ром, т.к. излучение не сможет полностью пройти сквозь воду.Густой туман также может повлиять на результаты измерения,т.к. капли воды препятствуют прохождению инфракрасногоизлучения в полной мере по пути передачи.Воздушные потоки

Ветер или сквозняк в помещении может оказать влияние наизмерение температуры с помощью тепловизора. В результа-те процесса теплообмена (конвекции) температура воздуха,приближенного к поверхности, и температура измеряемогообъекта примерно одинаковые. Если в среде измерений при-сутствует ветер или сквозняк, данный слой воздуха «сдувает-ся» и заменяется новым слоем, еще не адаптировавшимся ктемпературе измеряемого объекта. В результате конвекции,тепло «забирается» из теплого измеряемого объекта или впи-тывается холодным измеряемым объектом до тех пор, покатемпература воздуха и температура поверхности измеряемо-го объекта не приспособятся друг к другу. Эффект тепло-обмена усиливается при большей разнице между температу-рой поверхности измеряемого объекта и температурой окру-жающей среды.

24

Загрязнение воздуха

Некоторые взвешенные вещества, такие как, например, пыль,сажа и дым, а также некоторые виды испарений имеют высо-кий коэффициент излучения и плохо пропускают излучение.Это означает, что они могут являться помехой для проведенияизмерений, т.к. они испускают собственное инфракрасноеизлучение, регистрируемое тепловизором. Более того, тольконекоторое количество инфракрасного излучения измеряемогообъекта может проходить к тепловизору, так как большая егочасть рассеивается и поглощается взвешенными веществами.

l Никогда не проводите измерения при

густом тумане или над водяным паром.

l Не проводите измерения в условиях, когда

влажность воздуха конденсируется на

тепловизоре (см. “Влага, снег и иней на

поверхности объекта измерений”, стр. 17).

l По возможности избегайте ветра и других воздушных

потоков во время проведения измерений.

l Зарегистрируйте скорость и направление воздушных

потоков во время проведения измерений и включите эти

данные в анализ ИК-изображений.

l Не проводите измерения в сильно загрязненном воздухе

(например, сразу после того, как в помещении

“подняли” пыль).

l Всегда проводите измерения на самом минимальном рас-

стоянии от измеряемого объекта с целью избежания воз-

действия веществ, содержащихся в воздухе, на результа-

ты измерений


25

5. СветСвет или освещение не оказывают значительного воздей-ствия на измерения, осуществляемые с помощью тепловизо-ра. Вы также можете проводить измерения в темноте, т.к.тепловизор измеряет инфракрасное излучение в длинновол-новом спектре. Однако, от некоторых источников света исхо-дит инфракрасное тепловое излучение которое можетповлиять на температуру объектов, расположенных побли-зости. Поэтому не рекомендуется проводить измерения подпрямыми солнечными лучами или, например, вблизи нака-ленной электрической лампы. Холодные световые источни-ки, такие как светодиоды или неоновый свет не представ-ляют собой помехи, поскольку они преобразуют большуючасть потребляемой энергии в видимый свет, а не инфра-красное излучение.

2.2 Определение e и КОТ на практике

Для определения коэффициента излучения поверхностиизмеряемого объекта, вы можете, например:l обратиться к таблице коэффициентов излучения

(см. “Таблица коэффициентов излучения”, стр. 52).Внимание:Значения, указанные в таблице коэффициентов излуче-ния, являются нормативными значениями. Коэффициентизлучения поверхности вашего измеряемого объектаможет отличаться от нормативного значения, указанно-го в таблице.

l определить коэффициент излучения с помощью эталон-

26

ного измерения контактным термометром (например,testo 905-T2 или testo 925), (см. “Метод с использовани-ем контактного термометра”, стр. 26 ).

l определить коэффициент излучения с помощью эталон-ного измерения тепловизором (см. “Метод с использо-ванием тепловизора”, стр. 26).

Определение коэффициента излученияпутем эталонного измерения1. Метод с использованием контактного термометраПервоначально необходимо измерить температуру поверх-ности измеряемого объекта посредством контактного тер-мометра (например, testo 905-T2 или testo 925). Теперьизмерьте температуру поверхности измеряемого объектас помощью тепловизора, заранее указав коэффициентизлучения. Разница значений температуры, полученных спомощью контактного термометра и тепловизора, указы-вает на то, что заданный коэффициент излучения завышен.Постепенно уменьшая значение коэффициента излучения,вы можете изменять измеренную температуру до тех пор,пока ее значение не будет соответствовать значению,полученному при контактном измерении. Заданный припоследнем измерении коэффициент излучения будет соот-ветствовать коэффициенту излучения поверхности изме-ряемого объекта.2. Метод с использованием тепловизораСначала необходимо приклеить к измеряемому объектукусок самоклеющейся пленки (например, термостойкойсамоклеющейся пленки Testo). После небольшого проме-


27

жутка времени вы можете с помощью тепловизора, задавкоэффициент излучения самоклеющейся пленки, измеритьтемпературу поверхности измеряемого объекта на участ-ке, покрытом пленкой. Полученное значение температурыявляется эталонным значением. Далее выполняйтенастройку коэффициента излучения до тех пор, пока спомощью тепловизора не получите значение температуры,равное эталонному, при измерении в области, не покрытойпленкой. Соответствующий коэффициент излучения будетявляться коэффициентом излучения поверхности измеряе-мого объекта.Вместо самоклеющейся пленки вы также можете:l нанести на измеряемый объект покрытие или краску с

известным коэффициентом излучения;l покрыть измеряемый объект толстым слоем (> 0,13 мм)

теплостойкого масла (ε ≈ 0,82);l покрыть измеряемый объект толстым слоем сажи (ε ≈

0,95).

Внимание:

l Всегда следуйте указаниям относительно

объектов измерений!

l При покрытии или обклеивании измеряемого

объекта необходимо учитывать тот факт, что проведение

измерения возможно только после адаптации покрытия

или самоклеющейся пленки к температуре объекта.

28

Определение температуры отраженногоизлученияПосле устранения всех потенциальных помех, которыемогут оказать нежелательное воздействие на результатыизмерения, температура отраженного инфракрасногоизлучения будет равна температуре окружающей среды.Вы можете измерить температуру окружающей среды воз-душным термометром, например, testo 810, и на основеполученного значения ввести в тепловизор параметрыКОТ.Однако, если в области проведения измерений присут-ствуют источники излучения, необходимо выполнитьдополнительное измерение отраженной температуры дляполучения наиболее точных результатов при дальнейшихизмерениях.Измерение температуры отражения с помощьюизлучателя Ламберта (изготовленного из подручныхсредств)Излучатель Ламберта представляет собой приспособление,отражающее падающее излучение с оптимальным рассеивани-ем /диффузией, т.е. с одинаковой силой во все направления.

Излучатель Ламберта представляет собой приспособле-ние, отражающее падающее излучение с оптимальнымрассеиванием /диффузией, т.е. с одинаковой силой во всенаправления. Вы можете измерить температуру отражен-ного излучения на радиаторе Ламберта с помощью тепло-визора. В данных целях подходящей заменой излучателяЛамберта может стать кусок алюминиевой фольги, кото-


29

рую необходимо смять, а затем расправить. Фольга имеетвысокий коэффициент отражения. Благодаря скомканнойструктуре, рассеянное/диффузное отражение излученияпрактически идеальное (см. Рис. 2.3, правая сторона алю-миниевой фольги, стр. 33).Чтобы измерить температуру отраженного излучения,установите излучатель Ламберта вблизи измеряемого объ-екта или, в идеале, на его поверхность. Затем, установивкоэффициент излучения на единицу, измерьте температурурядом с излучателем. Тепловизор выполнит расчет темпе-ратуры падающего излучения. Теперь вы можете ввестиполученное значение в качестве КОТ в тепловизоре ивыполнить измерение температуры измеряемого объекта сзаданным коэффициентом излучения поверхности данногообъекта.

2.3Источники ошибок при проведенииинфракрасных измеренийСледующие факторы могут исказить результаты измере-ний инфракрасных измерений:l Неправильная настройка коэффициента излучение

ð Определите и введите правильный коэффициентизлучения (см. “Определение коэффициента излуче-ния путем эталонного измерения”, стр. 26).

l Неправильная настройка КОТ

ð Определите и введите значение температурной ком-пенсации отражения (см. “Определение температуры

30

отраженного излучения”, стр. 28).l Нечеткая термограмма

ð Настройте фокусировку тепловизора непосред-ственно перед измерением, четкость изображенияневозможно изменить после создания снимка.

l Расстояние до объекта измерений слишком большое илислишком маленькое

l Применение неподходящей оптикиl Слишком большая область замера

ð При проведении измерений необходимо учитыватьминимальное фокусное расстояние вашего тепловизора.

ð Также, как при обычной фотосъемке, необходимовыбрать “правильный” объектив (широкоугольнуюоптику или телеобъектив).

ð По возможности выбирайте небольшое расстояниедо объекта измерений.

l Помехи “на пути” инфракрасного излучения(загрязнения в воздухе, заслоняющие объекты и т. д.).

l Воздействие внешних источников излучения (например,электрические лампочки, солнце, радиаторы и пр.)

l Неправильная интерпретация ИК-изображения в связис отражением

ð Избегайте измерений при наличии источников помех.

ð По возможности нейтрализуйте или заслоните источ-ники помех или внесите информацию об их воздействиив анализ термограммы.

l Резкая смена температуры окружающей среды


31

ð Если температура окружающей среды меняется снизкой на более высокую, существует риск образова-ния конденсата на объективе.

ð По возможности используйте тепловизоры с термо-стабилизированными детекторами.

l Неправильная интерпретация ИК-изображения ввидунедостаточных сведений о конструкции объектаизмерений

ð Внимательно изучите тип и конструкцию (вкл. особен-ности дизайна) объекта измерений.

ð Для правильной интерпретации термограммы по воз-можности используйте реальные изображения (фотогра-фии) объектов.

Измерения на стеклянных поверхностях

Человеческий глаз способен видеть сквозь стекло, но приэтом стекло не пропускает инфракрасное излучение. Сле-довательно, тепловизор измеряет температуру поверхно-сти стекла, а не температуру материалов, расположенныхза стеклом (см. Рис. 2.2). Однако, стекло пропускает корот-коволновое излучение, например, солнечный свет. Следо-вательно, вам необходимо учитывать, что солнечный свет,проникающий через стекло, может, например, нагретьизмеряемый объект. Стекло также является отражающимматериалом, поэтому не забывайте о зеркальном отраже-нии при проведении измерений на стеклянных поверхно-стях (см. “Зеркальное отражение”, стр. 33).

32

Измерения на металлических поверхностях

Металлы, в особенности металлы с блестящей поверх-ностью, являются сильными отражателями длинноволно-вого инфракрасного измерения. Они обладают чрезвычай-но низким коэффициентом излучения, который меняется взависимости от температуры (см. “Излучатель цветноготела”, стр. 50). Поэтому измерение температуры поверхно-сти металлов такого типа является затруднительным.Помимо настройки коэффициента излучения важным крите-рием является правильная настройка КОТ (см. “Определениетемпературы отраженного излучения”, стр. 28). Также обрати-те внимание на рекомендации относительно зеркальногоотражения (см. “Зеркальное отражение”, стр. 33).Если металлические поверхности окрашены, измерение не

Рис. 2.2: Проведение измерений на стеклеОконное стекло, расположенное перед объектом измерений


33

вызовет затруднений, поскольку краска обычно имеетвысокий коэффициент излучения. Однако, в таком случае,необходимо учитывать отражения внешнего излучения.Зеркальное отражение

Четко видимое зеркальное отражение зачастую являетсяиндикатором высокоотражаемой поверхности, т.е. поверх-ности с низким коэффициентом излучения. Однако, высокаязеркальная способность материала не всегда подразумеваетвысокую отражательную способность. Например, зеркаль-ные отражения внешнего излучения можно увидеть на ИК-изображении окрашенной поверхности (например, силуэтчеловека, проводящего измерение), хотя краска обычнообладает высоким коэффициентом излучения (ε ≈ 0,95). И,наоборот, очертания отражаемых объектов, находящихся в

Рис. 2.3: Зеркальное и диффузное отражение

34

области проведения измерения, невозможно увидеть на ИК-изображении, например, стены из песчаника, несмотря на то,что песчаник имеет низкий коэффициент излучения. Следо-вательно, происходит ли зеркальное отражение внешнегоизлучения и насколько это можно проследить на снимкахпервоначально зависит не от коэффициента излучения, а отструктуры поверхности. Все излучение всегда отражаетсяпод тем же углом, под которым оно падает на поверхность.Это означает, что следующее эмпирическое правило приме-нимо во всех случаях: угол падения = углу отражения. Этолегко прослеживается на рис. 2.3 на увеличенном попереч-ном разрезе гладкой части алюминиевой фольги (на рисункеслева). Здесь инфракрасное излучение человека, выполняю-щего измерение, отражается в таком же виде, в каком оноударяется о поверхность (зеркальное отражение). Само собой разумеется, что правило угол падения = углуотражения также применимо к инфракрасному излучению,падающему на смятую часть алюминиевой фольги (на рисун-ке справа). Однако, в этом случае, инфракрасные лучипадают на отдельные области под разными углами, в отличиеот плоской поверхности. Данное диффузное отражение под-разумевает, что невозможно увидеть какие-либо очертанияисточников отраженного инфракрасного излучения. Отраже-ние всего отрезка смятой алюминиевой фольги представляетсобой смешением инфракрасного излучения двух отражен-ных источников излучения (человек, выполняющий измере-ние и задний фон, расположенный за этим человеком).


l Высокая способность к зеркальному отраже-

нию не всегда означает высокую способность

к отражению в инфракрасном спектре.

l Пожалуйста, всегда принимайте во внимание ваше собст-

венное инфракрасное излучение.

l Поверхности, которые не дают зеркального отражения,

также могут иметь высокую отражающую способность.

l Проводите измерения на гладких поверхностях под раз-

ным углом и в разном направлении для того, чтобы опре-

делить, какая часть из неравномерности в распределении

температуры относится к отраженному излучению, а

какая относится к объекту измерений.

35

36

2.4 Оптимальные условия проведенияинфракрасных измеренийПостоянные условия окружающей среды, помимо всего про-чего, являются важным критерием для проведения теплови-зионных измерений. Это означает, что климатические усло-вия и объекты среды измерений не должны изменяться вовремя проведения измерений. Это единственный способ, длявыявления источников помех и документирования их длядальнейшего анализа. При измерениях, осуществляемых наоткрытом воздухе, необходимы устойчивые погодные усло-вия и значительная облачность для «защиты» измеряемогообъекта, как от прямого солнечного света, так и от «холод-ного диффузного небесного излучения». Необходимо такжеучитывать тот факт, что измеряемые объекты могут оста-ваться нагретыми после ранних воздействий солнечногосвета из-за способности к аккумулированию тепла.Идеальными условиями для проведения измеренийявляются:l Устойчивые погодные условия;l Значительная облачность до и во время проведения изме-

рений (относится только к измерениям на открытом возду-хе);

l Отсутствие прямых солнечных лучей до и во время изме-рения;

l Отсутствие осадков;l Сухая и не подверженная источникам помех поверхность

измеряемого объекта (например, без листвы или опилок наповерхности);


37

l Отсутствие ветра или сквозняка;l Отсутствие источников помех на пути передачи ИК-излуче-

ния или в измерительной среде;l Поверхность измеряемого объекта должна обладать высо-

ким коэффициентом излучения, который, в свою очередь,должен быть определен с большой точностью.

Для строительной термографии рекомендуется разницамежду температурой в помещении и температурой окру-жающей среды минимум 15 °C.

2.5 Идеальное ИК-изображение (термограмма)При создании ИК-изображения необходимо обращать вни-мание на два основных момента:l выбор правильной области измерения иl оптимальная фокусировка ИК-изображения на участке,

соответствующем области измерений.Также как и при создании цифровых снимков, вы не смо-жете изменить ни предметную область, ни фокусировкуизображения после того, как сохранили его.Для получения идеального ИК-изображения вы можетевыполнить следующие настройки в тепловизоре и ПО дляанализа (например, ПО Testo IR Soft):l Изменить настройки коэффициента излучения и компен-

сации отраженной температуры (КОТ).Данная процедура может осуществляться методомсравнения точки за точкой или фрагмента за фрагмен-том с помощью профессионального программного обес-печения для анализа, например, Testo IRSoft.

38

l Выбрать соответствующую цветовую палитру (например,“iron” (железо), “rainbow” (радуга) и т.д.).Выбрав правильную цветовую палитру, вы можете полу-чить высоко-контрастное, доступное для легкой интер-претации ИК-изображение.

l Выполнить вручную настройку температурной шкалы.С помощью данной опции вы можете улучшить цветовоеотображение распределения температур на ваших теп-ловых снимках (см. Рис. 2.4).

При создании тепловых снимков рекомендуем обратитьвнимание на следующее:l Учитывайте, предотвращайте или устраняйте источники

помех.l Поверхность объекта измерений должна быть “защище-

на” от оптических и тепловых источников помех.По возможности необходимо устранить покрытия иобъекты, вызывающие помехи со стороны окружающейсреды.

Рис. 2.4: Настройка шкалы температур


39

l Старайтесь менять местоположении при проведениитепловизионной съемки - это позволит выявить возмож-ные отражения.Отражения перемещаются, в то время как инфракрас-ные характеристики объекта остаются неизменными,даже при изменении угла зрения.

l Область замера не должна быть больше объектаизмерений.

l Расстояние до объекта должно быть минимальным.l Используйте оптику, оптимальным образом подходящую

для решения той или иной измерительной задачи.l Для получения точных результатов при измерениях на

небольших объектах рекомендуется использоватьштатив.

l Необходимо иметь четкое представление об объекте,его конструкции и особенностях, поскольку только приналичии данных сведений вы можете точно определитьтепловые характеристики объекта.

l Используйте тепловизор с встроенной цифровойкамерой - наличие реальных снимков упрощает анализтермограмм.

l Учитывайте любые изменения условий окружающейсреды. Проводите дополнительные измерения и доку-ментируйте всю необходимую информацию, чтобыиспользовать её при дальнейшем анализе ИК-изображе-ний.

40

3 Приложение3.1Словарь терминов по термографииААбсолютный ноль

Абсолютный ноль составляет -273,15 °C (0 К = -459,69 °F).Ни один объект не излучает инфракрасную энергию притемпературе ниже абсолютного нуля; в таком случае этоозначает, что они не излучают никакого инфракрасногоизлучения.Абсорбция/поглощение

Когда электромагнитное инфракрасное излучение падаетна объект, последний поглощает определенную долюинфракрасной энергии. Поглощение инфракрасной энер-гии подразумевает нагревание объекта. Более теплые объ-екты излучают больше инфракрасного излучения, нежелиобъектами с низкой температурой. Поглощенное инфра-красное излучение преобразуется в излучаемое инфра-красное излучение (исходящее от объекта). Коэффициентпоглощения, таким образом, соответствует коэффициентуизлучения. Падающее инфракрасное излучение, котороене поглощается объектом, отражается и/или пропускается(проходит сквозь объект).Абсолютное черное телоОбъект, поглощающий всю энергию из падающего инфра-красного излучения, преобразует ее в собственное инфра-красное излучение и в полной мере излучает его. Коэффи-циент излучения абсолютного излучателя равен единице.


41

По этой причине не происходит отражения или пропуска-ния излучения. Объектов, обладающих свойствами данно-го рода, не существует в природе. Приборы для калибров-ки тепловизоров называются «черные тела». Однако, ихкоэффициент излучения меньше единицы (ε ≈ 0,95).ВВремя стабилизации температуры

Промежуток времени, требуемый тепловизору для адапта-ции к температуре окружающей среды на месте проведе-ния измерений. Термостабилизированные детекторы такогоже типа, как в тепловизорах testo, имеют сравнительнонебольшое время стабилизации (выравнивания) температуры.

ГГорячая/холодная точка

Наиболее холодная точка на ИК-изображении назвается«холодной точкой», наиболее горячая – «горячей точкой». Спомощью функции «Автоматическое распознавание горя-чей/холодной точки» вы можете вывести на дисплей тепло-визора эти две точки. Данная функция также имеется вомногих пакетах программного обеспечения, например, вTesto IR Soft 3.3. Посредством данного ПО вы также може-те вывести на дисплей горячую и холодную точку любоговыбранного участка ИК-изображения.

ДДвухточечное измерение

2-х точечное измерение осуществляется посредством двухперекрестий на дисплее тепловизора, с помощью которыхпроисходит считывание отдельных значений температуры.

42

Детектор

Детектор получает инфракрасное излучение и преобразо-

вывает его в электрический сигнал. Размер детектора

указывается в пикселях.

ИИдеальный излучатель

См. «Абсолютное черное тело»Излучатель серого тела

Практически все объекты встречающиеся на практикеназывают «серыми телами» или «реальными излучателя-ми». В отличие от абсолютных черных тел, серые теланикогда не поглащают все падающее на них инфракрасноеизлучение. В данном случае, часть падающего излучениявсегда отражается поверхностью и иногда поглащается.Таким образом, коэффициент излучения излучателя серо-го тела всегда меньше единицы.Изотермы

Линии, связывающие точки с одинаковой температурой.Вы можете вывести на дисплей изотермы с помощью ПОдля анализа (например, Testo IR Soft). В процессе отобра-жения изотерм, все точки на ИК-изображении со значе-ниями температуры в заданном диапазоне выделяютсяодним цветом.ИК-изображение

Изображение, на котором отображается распределение тем-пературы на поверхности объектов посредством использо-вания различных цветов для разных значений температуры.ИК-изображения создаются с помощью тепловизора.


43

Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение это электромагнитное тепловоеизлучение. Все объекты с температурой выше абсолютно-го нуля (0 К = -273,15 °C) излучают инфракрасные волны.Инфракрасное излучение охватывает диапазон длин волнот 0,75 µm до 1000 μm (= 1 мм) и, тем самым, граничит сдиапазоном длин волн видимого света (от 0,38 до 0,75 μm).Тепловизоры обычно измеряют длинноволновое инфра-красное излучение в диапазоне от 8 μm до 14 μm (какнапример, testo 875i или testo 882), т.к. атмосфера в длин-новолновом диапазоне хорошо пропускает инфракрасноеизлучение.IFOVgeo (наименьший видимый объект)

Геометрическое разрешение (пространственное разреше-ние). Степень разрешающей способности детектора всочетании с объективом. Геометрическое разрешение ука-зывается в мрад (= миллиард) и определяет наименьшийобъект, который, в зависимости от расстояния до измеряе-мого объекта, может быть отображен на ИК-изображении.На ИК-изображении размер данного объекта соответству-ет одному пикселю.IFOVmeas (наименьший измеряемый объект)

Определение наименьшего измеряемого объекта для кото-рого возможно точное измерение температуры тепловизо-ром. Данный объект в 2-3 раза больше наименьшего види-мого объекта (IFOVgeo). Существует следующее эмпириче-ское правило: IFOVmeas » 3 x IFOVgeo. IFOVmeas такженазывают измеряемой точкой.

44

ККалибровка

Процедура получения и сравнения показаний прибора(действительные значения) и показаний эталонного прибо-ра (номинальные значения). С помощью полученныхрезультатов можно сделать заключение – находятся линоминальные значения прибора в пределах допустимогодиапазона. В отличие от процедуры настройки, установ-ленное отклонение документируется, а не происходитнастройка прибора под номинальное значение. Частотапроведения калибровки зависит от измерительных задач итребований к ним.Кельвин [K]

Единица температуры. 0 K соответствует абсолютномунулю (-273,15 °C). Соответственно: 273,15 K = 0 °C = 32 °F.K = °C + 273,15.Пример преобразования 20 °C в K: 20 °C + 273,15 = 293,15 K.КОТ (Компенсация отраженной температуры)

При падении на реальные тела определенная доля инфра-красного излучения отражается. Данную отраженную тем-пературу следует учитывать при измерениях объектов снизким коэффициентом излучения. Используя компенса-цию отраженной температуры в тепловизоре, рассчитыва-ется отраженное излучение и, таким образом, улучшаетсяпогрешность измерения температуры. В основном, даннаякомпенсация осуществляется посредством ввода данных в тепловизор и/или ПО, выполняемого вручную. В большин-


45

стве случаев, компенсация отраженной температуры соот-ветствует температуре окружающей среды. Если инфра-красные волны, исходящие от источников помех, отра-жаются на поверхность измеряемого объекта, вам следуетопределить температуру отраженного излучения (напри-мер, с помощью шарового термометра или излучателяЛамберта). Компенсация отраженной температуры оказы-вает незначительный эффект на объекты с очень высокимкоэффициентом излучения.Конденсация

Преобразование вещества из газообразного состояния вжидкое состояние. Влажность воздуха может конденсиро-ваться на поверхности, если температура поверхности и,как следствие, температура воздуха на поверхности ниже,чем окружающая температура воздуха или при температу-ре точки росы.Конвекция

Перемещение тепла в соответствие с передвижениеминфракрасной энергии в жидкости или газе потокамисамого вещества (вынуждено или самопроизвольно).Коэффициент излучения (ε)

Степень способности материала излучать (выделять)инфракрасное излучение. Коэффициент излучения изме-няется в зависимости от свойств поверхности, материала и(для некоторых материалов) от температуры объекта.

46

Коэффициент отражения (ρ)

Степень способности материала отражать инфракрасноеизлучение. Коэффициент отражения зависит от свойствповерхности, температуры и типа материала.Коэффициент пропускания (τ)

Степень способности материала пропускать через себяинфракрасное излучение. Он зависит от толщины и типаматериала. Большинство материалов не пропускают длин-новолновое инфракрасное излучение.

ЛИзлучатель Ламберта

Излучатель/радиатор Ламберта - это объект, отражающийпадающее излучение с оптимальной диффузией; другимисловами, падающее излучение отражается с одинаковойсилой по всем направлениям. Вы можете измерить темпе-ратуру отраженного излучения на излучателе Ламберта спомощью тепловизора.Лазер (Выделение точки измерения лазером)

С помощью лазера осуществляется «наведение на цель» наизмеряемой поверхности (красная точка проецируется наизмеряемый объект). Лазерный «целеуказатель» и центризображения не совсем соответствуют друг другу,поскольку они находятся на разных оптических осях.Таким образом, точка, отмеченная лазером, не подходитдля выделения точных позиций на дисплее с помощью кур-сора. Она служит исключительно в качестве ориентира.


47

Внимание:Лазер Класс 2: никогда не направляйте лазер на людей илиживотных и не смотрите на лазер. Риск повреждения глаз!

NNETD (Температурная чувствительность)

Ключевое понятие, применяемое в связи с наименьшейразницей температуры, которую может «распознать» теп-ловизор. Чем меньше данное значение, тем лучше разре-шающая способность тепловизора.

ООбъектив

Размер поля зрения тепловизора и, как следствие, размеробласти измерения меняется в зависимости от объектива.Широкоугольный объектив (например, 32° стандартныйобъектив для testo 875i или testo 882) идеально подходитдля обзора распределения температуры по большойповерхности. Для точного измерения маленький деталей(даже на большом расстоянии) рекомендуем использоватьтелеобъектив (например, 12° телеобъектив Testo).Область измерений

См. IFOVmeas, стр. 43.Относительная влажность (%ОВ)

Показатель насыщенности воздуха водяным паром в про-центном соотношении. Например, при 33%ОВ воздухсодержит около 1/3 от максимального объема водяногопара, которое может поглотить воздух при данной темпе-ратуре и давлении воздуха. При влажности воздуха, пре-

48

вышающей 100%, начинается процесс конденсации, т.к.воздух полностью насыщен и не может впитывать допол-нительное количество влаги. Таким образом, газообразныйводяной пар, содержащийся в воздухе, преобразуется вжидкость. Чем выше температура воздуха, тем большевлаги он может впитать без образования конденсации.Следовательно, конденсация в первую очередь возникаетна холодных поверхностях.

РРеальное тело

См. «Излучатель серого тела», стр .42.

TТепловизор

Камера, измеряющая инфракрасное излучение и преобра-зующая полученные сигналы в ИК-изображение. С помо-щью тепловизора, вы сможете получить отображение рас-пределения температуры на поверхности, которое невоз-можно увидеть человеческим глазом. Типичными примене-ниями тепловизора являются: строительная термография,сфера обслуживания электрооборудования и промышлен-ная термография.Температура

Переменная величина, обозначающая энергию, присут-ствующую внутри какого-либо тела.


49

Температурная шкала Цельсия [°C]

Единица температуры. При нормальном давлении нулеваяотметка по шкале Цельсия (0 °C) является температурой,при которой замерзает вода. Другой фиксированной точ-кой шкалы Цельсия является точка кипения воды при 100°C.°C = (°F -32)/1,8 или °C = K - 273,15. Теплопроводность

Тепловая проводимость. Передача инфракрасной энергиимежду смежными частицами. Энергия всегда передаетсяот более теплых к более холодным частицам. В отличие отконвекции при проводимости частицы не перемещаются.Термограмма

См. «ИК-изображение», стр. 42.Термография

Процедура создания снимков с помощью измерительнойтехнологии, основанной на визуализации инфракрасногоизлучения или распределения температуры на поверхно-сти объекта с помощью тепловизора.Точка росы/температура точки росы

Температура, при которой происходит конденсация воды.При температуре точки росы воздух насыщается более чем100% парами воды. Поскольку воздух не может поглощатьеще больше паров воды, происходит конденсация.

50

ФШкала по Фаренгейту [°F]

Единица температуры, используемая, в основном, в Север-ной Америке. °F = (°C x 1,8) + 32. Пример преобразования20 °C в °F: (20 °C x 1,8) + 32 = 68 °F.FOV (поле зрения)

Поле зрения тепловизора. Поле зрения указывается какугол (например, 32°) и определяет область, попадающую вполе зрения тепловизора. Поле зрения зависит от детекто-ра, применяемого в тепловизоре, и от используемого объ-ектива. Широкоугольный объектив имеет большое полезрения, телеобъектив (например, 12° телеобъектив Testo) -маленькое поле зрения.

ЦЦветной излучатель

Объект с коэффициентом излучения меньше единицы; дан-ный коэффициент зависит от температуры и колеблется,исходя из показаний последней. Большинство металловявляются излучателями цветного тела, поэтому, например,коэффициент излучения алюминия увеличивается принагревании металла (ε = 0,02 при 25 °C, ε = 0,03 при 100 °C).Цветовая палитра

Выбор цветовой гаммы для ИК-изображения в тепловизо-ре (например, цветовая палитра “радуга”, “железо”, “полу-тона”). Контрастность ИК-изображений может отобра-жаться в разном качестве в зависимости от измерительнойзадачи и настройки цветовой палитры.


51

Цветовую палитру также можно отдельно настроить спомощью ПО для анализа (например, Testo IR Soft) послесохранения ИК-изображения. Не забывайте о возможно-сти интерпретации вашего ИК-изображения при выборецветовой палитры. Цвета красного и желтого оттенковинтуитивно ассоциируются при просмотре с теплом, оттен-ки зеленого и синего - с холодом.ЧЧастота обновления

Техническая характеристика в Гц, указывающая на количе-ство обновлений изображения на дисплее в секунду(например, 9 Гц/33 Гц/60 Гц). Частота обновления 9 Гцозначает, что тепловизор выполняет обновление ИК-изоб-ражения на дисплее 9 раз в течение секунды.

52

3.2Таблица коэффициентов излученияДанная таблица служит руководством для настройки коэф-фициента излучения при проведении инфракрасных изме-рений. В ней указаны коэффициенты излучения (ε) наибо-лее распространенных материалов. Поскольку излучатель-ная способность изменяется в зависимости от температурыи свойств поверхности, значения, указанные в данной таб-лице, следует использовать в качестве нормативных дляизмерения температурных условий или расхождений. Длятого, чтобы получить абсолютное температурное значение,необходимо точно определить коэффициент излученияматериала.

Материал (температура материала) Коэффициент излученияАлюминий, блестящий укатанный (170 °C) 0,04Алюминий, не окисленный (25 °C) 0,02Алюминий, не окисленный (100 °C) 0,03Алюминий, сильно окисленный (93 °C) 0,20Алюминий, отполированный до зерк. блеска (100 °C) 0,09

Хлопок (20 °C) 0,77Бетон (25 °C) 0,93Свинец, необработанный (40 °C) 0,43Свинец окисленный (40 °C) 0,43Свинец серый, окисленный (40 °C) 0,28

Хром (40 °C) 0,08Хром, отполированный (150 °C) 0,06

Лёд, гладкий (0 °C) 0,97Железо, отшлифованное (20 °C) 0,24Железо с коркой отливки (100 °C) 0,80Железо с прокатной пленкой (20 °C) 0,77

Гипс (20 °C) 0,90Стекло (90 °C) 0,94Гранит (20 °C) 0,45


53

Материал (температура материала) Коффициент излучения

Резина, твердая (23 °C) 0,94Резина, мягкая, серая (23 °C) 0,89Чугун окисленный (200 °C) 0,64

Дерево (70 °C) 0,94

Кора пробкового дерева (20 °C) 0,70Сталь, чёрная, анодированная (50 °C) 0,98Медь, слегка потемневшая (20 °C) 0,04Медь, окисленная (130 °C) 0,76Медь, отполированная (40 °C) 0,03Медь, укатанная (40 °C) 0,64Пластик: PE, PP, PVC (20 °C) 0,94

Краска, синяя на алюм. фольге (40 °C) 0,78Краска, черная, матовая (80 °C) 0,97Краска, желтая, 2 слоя на ал. фольге (40 °C) 0,79Краска, белая (90 °C) 0,95

Мрамор, белый (40 °C) 0,95Кирпичная кладка (40 °C) 0,93Желтая медь, окисленная (200 °C) 0,61

Масляные краски (всех цветов) (90 °C) 0,92 - 0,96

Бумага (20 °C) 0,97Фарфор (20 °C) 0,92

Песчаник (40 °C) 0,67Сталь, термообработанная поверхность (200 °C) 0,52Сталь, окисленная (200 °C) 0,79Сталь, холоднокатанная (93 °C) 0,75 - 0,85

Глина, обожженная (70 °C) 0,91Трансформатор окрашенный (70 °C) 0,94

Кирпич, извест. раствор, штукатурка (20 °C) 0,93Цинк, окисленный 0,1

54

3.3 Testo рекомендует

Калибровку вашего тепловизора

Testo рекомендует вам осуществлять регулярную калиб-ровку тепловизора. Частота проведения калибровки зави-сит от задач измерений и требований к ним.Вы можете найти более подробную информацию по калиб-ровке тепловизора на www.testo.ru.

Курс обучения по термографии

Быть на передовой технического прогресса: так звучитодно из наиболее важных правил отновительно удовлетво-рения требований при осуществлении комплексных изме-рительных задач и растущих требований к качеству. Вотпочему Testo предлагает вам пройти обучающие курсы потермографии для широкого спектра областей применения.Вы можете найти более подробную информацию пообучающему курсу на www.testo.ru.

Более подробная информация на портале“Мир термографии”:

termografia.ru


А знаете ли вы, что...

... благодаря способности видеть инфракрасное излучение, грему-чая змея распознает свою добычу или своего врага даже в темноте.Гремучая змея - представительница подвида гадюки - способнаочень быстро различить даже самые незначительные перепадытемпературы, составляющие всего 0,0003 °C.Это возможно благодаря высокочувстви-тельному “ямчатому” органу. С помощьюэтого органа гремучая змея видит “картинку” примерно так же, как она отображаетсяна дисплее современных тепловизоров...

Российское отделение Testo - ООО “Тэсто Рус”115054 Москва, Большой Строченовский пер., д. 23 В, стр. 1

Телефон: +7 (495) 221-62-13Факс: +7 (495) 221-62-16

E-mail: [email protected]

Приглашение на вебинарУважаемые клиенты!Мы рады сообщить, что запущен цикл вебинаров потермографии, проводимых компанией testo.Приглашаем вас посетить наш вебинар!

Что для этого нужно:• Компьютер с выходом в интернет*• Наушники или колонки**• Отправить письмо на адрес [email protected]

с запросом об участии.В ответ вы получите ссылку для подключения кближайшему вебинару.Ближайшие даты проведения вебинаров уточняйтепо телефону или e-mail.Любые вопросы по вебинарамвы можете задать по e-mail: [email protected]или по телефону 8 (495) 221-62-13.*Перед вебинаром рекомендуем пройти тестированиесистемы по ссылке: http://virtualroom.ru/service/connection/

**Для более качественного звука рекомендуется использовать наушники.

Смотрите на нашем канале на

? #X YYZ # VZNZ $%NZ F #XZO# ` k 2018-2019 - Testo · 2018-12-24 · Если небо чистое «холодное рассеянное небес- ное излучение»

Documents