Тепловизоры и их применение

Тепловизоры — это приборы, способные видеть инфракрасное (ИК) или тепловое излучение. Те объекты, которые излучают тепло, имеют на дисплее приборов желто-оранжево-красные цвета, а все холодные объекты почти неразличимы.

Практическое применение такому эффекту нашли давно:

• В медицине ИК-термография выявляет опухоли и воспалительные процессы, нарушения кровообращения, травмы и даже анализирует психические процессы;
• В криминалистике тепловизорами обнаруживают оружие, стреляные гильзы, трупы, тайники, определяют подлинность произведений искусства;
• На станциях автосервиса без разборки двигателя определяются плохая работа клапанов и системы впрыска топлива, состояние охлаждающей и масляной систем (пробки в радиаторе, засоренные масляные каналы и т.д.), отсутствие смазки в подшипниках.

А теперь данная методика инфракрасного контроля с успехом применяется в промышленности и строительстве.

Перед тем как выйти из строя, все, что использует или передает энергию, нагревается. Поэтому инфракрасная томография является эффективной технологией профилактического технического обслуживания для быстрого, точного и безопасного (не надо ничего останавливать и демонтировать) обнаружения проблем до того, как произойдет отказ. Это позволяет избежать дорогостоящих затрат на ремонт. Поэтому термографы быстро окупаются.

Например, на крупном сталелитейном заводе обнаружили повышение температуры в одном из своих 69 кВ выключателей. Если бы проблему вовремя не устранили, завод понес бы убытки в размере полутора миллионов рублей в час, а при полном отключении электроэнергии сумма увеличилась бы в пять раз.

При новом строительстве тепловизоры позволяют выявить дефекты стыка панелей, различные трещины, обрыв арматуры, утерянные трубы, ухудшение теплоизоляционных свойств, участки инфильтрации воды.

Наиболее часто этот метод используется для оценки энергоэффективности всего здания и отдельных его конструкций (кровель, дымовых труб, окон, дверей и т.д.). Снимки в ИК-лучах позволяют точно определить количество теплопотерь. Различные конструктивные элементы здания имеют разные теплоудерживающие способности:

Если на дисплее термографа стены окрашены в тона теплого спектра (см. фото 1), это означает высокую степень потерь. Норма — когда фактура находится в холодном спектре и окрашены только окна (пока еще не удалось создать окна, полностью исключающие теплопотери).

С успехом применяется термография при обнаружении разрушения теплоизоляции различных бойлерных установок, разрушения футеровок печей и дымовых труб, утечки газа. Особенно это важно при эксплуатации паровых турбин, когда надо постоянно контролировать давление и неравномерный нагрев, утечки из предохранительных клапанов и фланцев, утечки пара, перенос воды и воздуха в систему и др. При эксплуатации насосов можно сразу увидеть перегрев подшипников и насоса в целом (фото 2).

В резервуарах быстро проверяется изменение уровня жидкости (фото 3), а также места разрушения изоляции резервуара (при хранении бензина, масел, кислот, стоков). С помощью приборов можно определить сброс в реку промышленных загрязнений.

Авария на теплотрассах зимой в сильный мороз стала большой проблемой. И чтобы ее предотвратить, стали заранее ремонтировать потенциально опасные участки. Но как их определить? С помощью все тех же тепловизоров. Пионером в использовании этого метода выступила столица, а вслед за ней Санкт-Петербург и другие города.

1. Снимок дома при помощи тепловизора
2. Перегруженный насос
3. Уровень жидкости на экране тепловизора

Для просмотра теплотрасс тепловизоры устанавливают на летательном аппарате на специальной платформе и исследуют район с воздуха. Сканированное изображение запоминается и затем анализируется. На фото хорошо видны участки аварийного состояния коммуникаций.

Применяемые у нас тепловизоры, как правило, отечественные и производства США: ТН-4604МП, ТКВр-ИФП, «Искра», «Сыч», «Сосна», «Радуга-4», ИРТИС-2000, ТВ-04, «TermaCAM 545», «TermaCAM 695», «TermaCAM SC 3000», «TermaCAM 390». Существуют крупные и мощные приборы стоимостью до 100 тысяч долларов и более дешевые, но не менее эффективные ручные приборы, напоминающие цифровую видеокамеру.

Мощные приборы используют для своих целей все крупнейшие мировые производители машин и оборудования. Несмотря на дороговизну, они позволяют экономить колоссальные средства. Так, например, исследование печатной платы какого-либо электронного устройства на тепло-холод способно выявить брак на ранней стадии и сэкономить миллионы долларов.

Тепловизоры используются в повседневной практике техническими специалистами, перед которыми стоят задачи контроля температурных режимов оборудования, поиска и устранения неисправностей, предотвращения аварий и остановок производства.

Встроенное запоминающее устройство удерживает в памяти до 50 показаний. Для хранения большей информации применяется компьютер. Поэтому тепловизоры чаще всего используются в паре с компьютером. Импортные переносные камеры имеют PCMCI, PAL или флеш-карты и подключаются к компьютеру через порты USB. Они также могут записывать звук. Файлы записываются в формате JPEG. Они могут пересылаться по электронной почте и их всегда можно просмотреть в текстовом редакторе Word.

Камеры работают в длинноволновом диапазоне ИК-спектра и обладают высокой чувствительностью (измеряют температуру до 900°C). Приборы просты в применении: стоит направить детектор в сторону объекта, например, в сторону контактов трансформатора или работающего насоса, как сразу на дисплее отображаются горячие участки. Они могут быть очагами возникновения и развития дефектов. Предусмотрена цветовая сигнализация, показывающая участки с температурами выше или ниже установленного уровня.

Использование тепловизоров в строительстве и эксплуатации зданий позволяет выйти на новый уровень их технического обслуживания.