Тепловидение: способ разглядеть тепло. И не только…

 Текст настоящей статьи представляет собой материал ознакомительной лекции в рамках технической учебы проведенной компанией «БашкирЭнергоАудит» для сотрудников Ростехнадзора в г.Уфе.

Сегодня хотелось бы рассказать о тепловом контроле акцентировав внимание на основном его методе – тепловизионной диагностике.

Тепловой контроль  включает в себя не только применение тепловидения, но и целого комплекса других приборов и методик, позволяющих установить качественные и количественные характеристики температурных процессов протекающих на объекте.

Всем нам известно, что температура – универсальный показатель, характеризующий  любой физический процесс. Нет ни одного явления не сопровождающегося изменением или наличием температуры, так процесс движения молекул прекращается только при абсолютном нуле. На Земле подобные условия пока недостижимы. Вот все эти процессы и служат предметом наблюдения и изучения теплового контроля и тепловизионной диагностики, естественно, в нашем случае, в области строительных и энергетических объектов.

В части контроля и надзора, осуществляемого органами Ростехнадзора, можно сказать о том, что Неразрушающий Тепловой Контроль может представлять интерес с точки зрения оперативного, проводимого в реальном времени контроля объектов прямо под нагрузкой, в их реальном состоянии.

Области применения тепловидения крайне разнообразны. Это и  контроль строительных объектов, и тепломеханическое оборудование, и отопительные системы, и конечно электроэнергетика, откуда тепловизионная диагностика и начало свое обширное гражданское распространение, т.к. ранее это была в основном прерогатива военных.

В контроле строительных объектов тепловидение позволяет проконтролировать параметры утепления строительных конструкций, работу систем вентиляции, отопления. Позволяет обнаруживать дефекты плит, кладки, отслоения штукатурки или облицовочных фасадных плит (а следовательно и их возможного падения). Позволяет обнаружить проникновение влаги в конструкцию, в частности отлично смотрятся битумные кровли и утепленные минераловатным утеплителем фасады, где проникновение воды является довольно частой проблемой. 

Ценность тепловизионного обследования в том, что проводиться он достаточно быстро, небольшой группой, часто без непосредственного контакта с объектом и позволяет оперативно получить все необходимые данные для проведения дальнейших расчетов и определения характеристик.

Причем необходимо отметить, что в связи с чрезвычайной распространенностью тепловых процессов огромную роль в тепловизионной диагностике играет как квалификация оператора-термографиста, который должен при проведении съемки обеспечить минимизацию всех сторонних и паразитных излучений, учесть характеристики снимаемого объекта во избежание неправильных значений излучения, но и необходимость высокой квалификации персонала, осуществляющего расшифровку и анализ полученных термограмм. Этим специалистам при работе необходимо учесть все характеристики объекта, выявить все ложные сигналы и шумы на термограмме, определить характеристики и причины контролируемого процесса, а в случае обнаружения дефекта установить предположительную причину его возникновения.

Естественно это требует анализа не только полученных термограмм и данных, но и изучения рабочей документации оборудования или проекта. Результатом проведенного тепловизионного обследования является отчет, содержащий термограммы с выделенными дефектами и аномалиями, указанием их температур. Отчет о проведенном тепловизионном обследовании в обязательном порядке содержит описание методологии проведения обследования, применяемой аппаратуры и программного обеспечения, ПОЛНУЮ сопутствующую информацию о месте и условиях съёмки (ветре, влажности, погодных условиях, наличии или отсутствии солнечной засветки) так как все эти параметры являются крайне важными для интерпретации полученных изображений и сделанных выводов. Также, естественно, отчет содержит выводы по обнаруженным дефектам, возможные причины их возникновения.

 К сожалению, в настоящий момент, из-за редкости применения тепловидения встречаются «специалисты» не имеющие никакого специального образования и подготовки, которые приобретают неккоректный «ЭКОНОМИЧНЫЙ» китайский тепловизор и, как шаманы начинают действо, которое они называют «диагностикой». Например, этим летом я лично встречался с таким товарищем, который умудрялся в сентябре, при температуре на улице +25 градусов проводить «тепловизионную диагностику» утепления домов, с выдачей рекомендаций по «устранению выявленных недостатков»… При этом в качестве дефекта он принимал любую зону синего цвета на термограмме, и был чрезвычайно удивлен, что его тепловизор может показывать изображения еще в восьми цветовых палитрах. Сколько времени, денег и сил потратили люди прислушавшись к рекомендациям такого специалиста с подобным оборудованием?

  Чуть подробнее о приборах: на современном этапе в мире производиться довольно большое количество тепловизоров, но к сожалению существует не совсем порядочная практика некоторых производителей: стремясь максимально удешевить прибор применяются материалы оптической системы, не обеспечивающие корректных измерений во всем заявленном диапазоне, а затем, малопонятным программным методом, производиться усреднение получаемых значений. Данная информация получена мной лично от представителя одной довольно крупной фирмы-производителя крайне «экономичных» тепловизоров в июне на конференции по методам неразрушающего контроля в Москве. Как ни странно, приборы данной фирмы включены в Госреестр средств измерений.

Вообще дороговизна тепловизора объясняется наличием в нем двух крайне дорогих элементов: FPA матрицы, которую производит всего несколько предприятий в мире, и сложной оптической системы, имеющей германиевую или кремниевую линзу. Вот по пути замены оптики на полимерную и идут некоторые производители. Но в настоящий момент еще не разработано материалов, обеспечивающих необходимую прозрачность и отсутствие искажений во всем диапазоне инфракрасного излучения.

Во  избежание данной практики хотелось бы подробнее остановиться на необходимых параметрах при проведении тепловизионного обследования и применяемой аппаратуры: ГОСТ 25314-82 "Контроль неразрушающий тепловой. Термины и определения" однозначно указывает на необходимость температурного перепада в 10 С^о при обследовании наружных ограждающих конструкции зданий – и это минимальное пороговое значение. Т.е. если в доме +20 С^о, то на улице должно быть максимум + 10 С^о. И хотя чувствительность современных тепловизоров составляет около 0,1 С^о, из собственного опыта могу сказать, что предпочтительно иметь перепад в 15, а лучше 20 С^о. При этом не допустимы ветер скоростью более 7 м/с, сильный дождь или снег. В туман проведение тепловизионного обследования невозможно, т.к. вода является средой непрозрачной для инфракрасного излучения.  Ну а в отношении применяемой аппаратуры можно сказать одно: добросовестный квалифицированный диагност не возьмет на себя ответственность выдать заключение о необходимости вывода из работы оборудования или проведения каких-либо ремонтных работ основываясь на показаниях некачественной техники.

Ну про то что может тепловидение  вкратце рассказано, теперь надо отметить несколько моментов касающихся мифов о тепловидении: тепловизор не может смотреть СКВОЗЬ стены. Иногда на поверхности объекта можно наблюдать тепловую картину происходящего за стеной, но она довольно сложна в интерпретации .

Тепловизор не может смотреть СКВОЗЬ одежду J. Правда в настоящее время существуют крайне дорогие ультракоротковолновые тепловизоры которые это могут. Но для диагностики строительных объектов они не применяются.

Говорят в ТВ невозможно увидеть белого медведя – это зверь с идеальной теплоизоляцией. Но лично я этого не проверял. Но ни одной термограммы белого медведя и правда не существует.

Зато тепловизор можно применять в качестве детектора лжи – правда, с надежностью всего 70% - подобные исследования проводились за рубежом в 60-е годы прошлого столетия. Активно применяют тепловизор в медицине, в частности для диагностики варикозных расширений и злокачественных опухолей. А также все помнят панику из-за «атипичной пневмонии» в позапрошлом году – тогда во всех крупнейших аэропортах мира были установлены тепловизоры для выявления людей с повышенной температурой.

Естественно крайне активно применяют тепловидение военные, охранные организации, спасатели и пожарные – тепловизор крайне эффективен в полной темноте или в условиях задымления.

Все мы понимаем, что в рамках нашей короткой статьи мне не удастся рассказать о тепловизонной диагностике все. Но в случае Вашей заинтересованности, всегда можете связаться с нами и задать все  необходимые вопросы. Мы думаем, что у нас есть на них ответы. 

С уважением, коллектив компании

Аудиторское Агентство «БашкирЭнергоАудит»